Гидроэнергетика в ритме самбы

По прогнозам Международного энергетического агентства, среднегодовой рост производства электроэнергии на ГЭС в 2007 2030 годах составит 2 процента. К 2030 году производство энергии на них превысит 4380 ТВт-ч.

При этом доля крупных гидроэлектростанций на мировом энергорынке снизится: их место займет малая гидроэнергетика.

Почему так происходит? Дело в том, что, поскольку строительство ГЭС, как правило, сопряжено с существенными экологическими проблемами, в странах с высокими природоохранными стандартами это стало барьером для развития гидрогенерации. В результате происходит отчетливая «миграция» гидроэнергетики в развивающиеся страны, где неосвоенный гидропотенциал велик, а экологические стандарты мягче (по причине неразвитых демократических традиций и невысокой политизированности вопросов экологии). Но и там ставка делается на малую гидроэнергетику, поскольку крупные гидро­энергетические объекты влияют на целые речные бассейны, в большинстве случаев охватывающие территории нескольких стран, что порождает сложные вопросы совместного водопользования.

В целом, малая гидроэнергетика свободна от многих недостатков крупных ГЭС и признана одним из наиболее экономичных и экологически безопасных способов получения электроэнергии. Зачастую в современных малых ГЭС применяются более эффективные технологии, чем на крупных гидрообъектах. Стоит также отметить, что еще в прошлом десятилетии малые ГЭС часто оказывались неконкурентоспособными из за существенно более высоких удельных затрат, чем у крупных гидропроектов. Однако с недавних пор их конкурентоспособность заметно возросла благодаря поддержке альтернативной энергетики, росту цен на топливо, развитию технологий. Все это повысило инвестиционную привлекательность небольших гидропроектов и привело к интенсивному расширению сектора малой гидрогенерации, прежде всего за счет негосударственных инвестиций.

Немаловажно и то, что игроков на рынке оборудования для малых ГЭС значительно больше, чем на рынке агрегатов для больших плотин, поэтому у заказчиков есть широкий выбор технических решений и поставщиков. В результате оснащение МГЭС обходится сравнительно дешево. В отличие от крупных ГЭС, малым ГЭС не требуется водохранилищ, достаточно естественного течения реки и небольшой площади для размещения оборудования. Поэтому МГЭС сохраняют природный ландшафт, практически отсутствует нагрузка на экосистему. К преимуществам малой гидроэнергетики можно также отнести низкую себестоимость электроэнергии и эксплуатационные затраты, длительный срок эксплуатации без замены оборудования.



Будущее – за малыми ГЭС

В результате, по оценкам Международного энергетического агентства, в предстоящие полтора-два десятилетия до 80 процентов прироста мощностей гидрогенерации придется на развивающиеся государства, причем прирост будет происходить за счет ввода в эксплуатацию малых ГЭС. Например, по прогнозам агентства, к 2030 году Бразилия станет одним из мировых лидеров по количеству малых ГЭС.

За последние шесть лет среднегодовые темпы роста мощностей малой гидро­энергетики в мире составляли 7 процентов. В 2006 году их совокупная мощность достигла 73 ГВт, а выпуск энергии на них – более 250 ТВт-ч; суммарные мировые инвестиции в малую гидроэнергетику в 2006 году составили около 6 миллиардов долларов США, а в последующие годы все эти показатели были значительно превышены.

Так, по данным ESHA (Европейской ассоциации малой гидроэнергетики), в 2010 году суммарная установленная мощность малых ГЭС (МГЭС) в мире составила 87 ГВт. В Швейцарии доля производства электроэнергии на МГЭС достигла 8,3 процента, в Испании – 2,8 процента, в Швеции – почти 3 процента, а в Австрии – 10 процентов. Лидирующие позиции по совокупным генерирующим мощностям МГЭС занимают: Китай (47 ГВт), Япония (4 ГВт), США (3,4 ГВт). При темпе роста в 4,5 4,7 процента производство электроэнергии на малых ГЭС достигнет к 2030 году 770 780 ТВт-ч, что будет составлять более 2 процентов всего производства электроэнергии в мире. Таким образом, можно сказать, что малая гидроэнергетика в обозримой перспективе останется одним из самых важных и конкурентоспособных возобновляемых источников энергии.



«Южный гидроэнергетический конус»

Одним из лидеров в отрасли малой гидроэнергетики становится и Южная Америка. Эксперты считают, что реки – одно из важнейших природных богатств Южной Америки: по обеспеченности водными ресурсами континент, на который приходится около четверти мирового речного стока, стоит на первом месте среди пяти материков по объемам стока на 1 квадратный километр территории и на душу населения. Впрочем, первоначально страны этого региона шли по стандартному пути для всех развивающихся стран, то есть начали с крупных ГЭС и придерживались этой стратегии вплоть до последнего времени.

Развитие гидроэнергетики получило здесь свой колорит. Для начала стоит сказать, что для части Южной Америки, которая расположена южнее 18° южной широты, применяется название «Южный конус». Если взглянуть на карту, то можно увидеть, что в пределах Южного конуса располагаются юг Боливии, юг Бразилии, основная часть Чили, Парагвай, Уругвай и Аргентина. Эти государства образуют экономическую организацию Рынок Южного конуса – Меркосур. В прошлом году в состав членов Меркосура также вошла Венесуэла, а Колумбия, Эквадор и Перу в настоящее время имеют статус ассоциированных членов.

Основной гидроэнергетический потенциал Южного конуса сосредоточен в бассейне Ла-Платы – на реках Парана (в Бразилии, Парагвае и Аргентине) и Уругвай (в Уругвае и Аргентине). У этих рек разные гидрологические режимы: межень на одной реке не совпадает по времени с меженью на другой. Поэтому расположенные здесь страны всегда были заинтересованы в транснациональном использовании бассейнов этих рек: спад в выработке энергии в одном месте можно компенсировать за счет сравнительно высокой выработки в другом. В результате в бассейне Ла-Платы был создан Координирующий межправительственный комитет (КМК), который оказал помощь в подготовке соглашения по речному бассейну.

Система бассейна реки Ла-Плата является предметом соглашения 1970 года, участники которого – Аргентина, Боливия, Бразилия, Парагвай и Уругвай. В итоге там появилось сразу несколько крупных гидроэлектростанций, принадлежащих одновременно двум странам: это аргентинско-уругвайская ГЭС «Сальто-Гранде» на реке Уругвай (2500 МВт), бразильско-парагвайская «Итайпу» на реке Парана (12 600 МВт) и аргентинско-парагвайская «Ясирета» также на Паране (3200 МВт; проектная мощность – 4050 МВт).

Стоит отметить, что гидроэнергетический каскад на реке Парана (ГЭС «Итайпу», «Ясирета» и «Акарай») считается крупнейшим не только в Латинской Америке, но и в мире.

Кроме того, в бассейне Параны установлено почти две трети мощностей всех ГЭС Бразилии. Помимо Параны, текущей с Бразильского плоскогорья на юг, Бразилия уже почти полностью использует гидроэнергетический потенциал реки Сан-Франсиску, текущей с плоскогорья на север. Каскады ГЭС созданы не только на самой Сан-Франсиску, но и на ее притоках. И все было прекрасно, пока местные государства не поняли, что выработка электроэнергии в этих районах подвержена довольно сильным колебаниям, особенно в засушливые годы.

Насколько это важно, стало ясно весной-летом 2001 года, когда в результате продолжительной и суровой засухи уровень воды в реках и водохранилищах Бразилии был самым низким за последние шестьдесят лет. Из-за долгого отсутствия дождей озера и водохранилища, которые снабжают водой ГЭС юго-востока (на Паране это ГЭС «Илья-Солтейра» мощностью 3200 МВт, «Жупиа» – 1400, «Фурнас» – 1200) и северо-востока Бразилии (на Сан-Франсиску – каскад ГЭС «Паулу-Афонсу» мощностью 2600 МВт, «Собрадинью» – 3000), сильно обмелели: уровень воды в них был вдвое меньше необходимого для нормальной работы ГЭС. В некоторых водохранилищах он опустился даже до уровня 15 30 процентов от нормального! Катастрофичность этой ситуации состояла в том, что более 92 процентов электроэнергии в Бразилии вырабатывается именно на ГЭС. В результате засухи и из за неготовности к ней энергосистемы страны в 2001 году на протяжении восьми месяцев районы юго-востока и северо-востока Бразилии были погружены в темноту и жили в режиме апагона – периодического отключения электроэнергии на 4 5 часов в день.Из-за энергодефицита прирост ВВП Бразилии в 2001 году составил всего 2,6 процента вместо ожидавшихся 4 процентов, в стоимостном выражении было недополучено 10 миллиардов долларов США, возрос дефицит внешнеторгового баланса, резко уменьшился приток прямых иностранных инвестиций и сократилось промышленное производство.

То, что проблема оказалась не решена, выяснилось в 2012 году: из за перебоев с электричеством, вызванных обмелением рек, 53 миллиона жителей остались без света. В стране появились опасения, что дефицит мощности может привести к тому, что Бразилия окажется не готова к проведению двух основных глобальных спортивных мероприятий ближайшего будущего – чемпионата мира по футболу в 2014 году и Олимпийских игр в Рио де-Жанейро в 2016 году.

Нельзя сказать, что правительство Бразилии не пыталось решать эту проблему. Когда стало понятно, что возможности строительства больших ГЭС на реках Парана и Сан-Франсиску исчерпаны (больше нет удобных створов), бразильцы планировали переход к созданию крупных равнинных ГЭС – главным образом в Амазонии. В Бразилии начали разрабатывать проект строительства к 2008 году третьей крупнейшей по мощности ГЭС в мире – «Бело-Монте» на реке Шингу в штате Пара. Запланированная мощность – 11 тысяч МВт (затопляемая площадь – 400 квадратных километров). Ожидалось, что стоимость производимой электроэнергии будет одной из самых низких в мире (для ГЭС). Проект был очень смелый и создавший много проблем, ведь речь шла о самой крупной ГЭС в амазонской сельве.

Против гигантской ГЭС выступили индейцы бассейна Амазонки, их поддержали многие деятели культуры. В частности, режиссер Джеймс Кэмерон, который сравнил ситуацию в Бразилии с сюжетом своего фильма «Аватар». Местные жители заявляли, что после строительства дамбы и ГЭС они не смогут вести свой традиционный образ жизни. У правительства Бразилии своя правда: мощность гидроэлектростанции – 11 ГВт. По словам президента Бразилии Дилмы Русеф, станция нужна для обеспечения нужд населения страны, благосостояние и потребности которого растут. В итоге минувшим летом Верховный суд Бразилии, несмотря на протесты аборигенов, все таки поддержал идею строительства дамбы ГЭС Белу-Монте в амазонской сельве.

Однако нельзя сказать, что протесты были напрасными: они все таки заставили власти Бразилии задуматься и после долгих раздумий заявить, что в дальнейшем на Амазонке планируется строить только малые ГЭС. Кроме того, малые ГЭС решено было строить и на других бразильских реках. Решение объясняется именно заботой об экологии. При строительстве бразильских малых ГЭС не будут затапливать огромные территории, а рабочих туда планируют доставлять вертолетами, чтобы минимизировать последствия для экосистемы.

И с тех пор, как были приняты принципиальные решения о строительстве малых ГЭС, в Бразилии их сооружено уже 405 с совокупным объемом выработки электроэнергии в 3 646 750 кВт, или 3,1 процента от всей генерации страны. Все эти малые ГЭС были субсидированы государством. А для того, чтобы справиться с растущим спросом на электроэнергию, правительство Бразилии планирует построить еще 48 малых и средних ГЭС к 2020 году.

Не отстают от крупнейшего государства Южной Америки и его соседи. В рамках Меркосура за последние годы были определены перспективные пограничные участки для возможного строительства бинациональных ГЭС. Причем дело касалось не только Параны и Уругвая (где уже реализованы совместные гидроэнергетические проекты), но и других рек Южного конуса, таких, как Бермехо, Пилькомайо, Тариха. На стадии предварительного обоснования – полтора десятка новых проектов транснациональных ГЭС на этих реках. Наиболее крупные среди них – аргентинско-парагвайские ГЭС «Корпус» (2880 МВт) и «Итати-Итакора» (1660 МВт) на Паране, аргентинско-бразильские «Гараби» (1800 МВт), «Ронкадор» (2700 МВт) и «Сан-Педро» (745 МВт) на реке Уругвай. Однако, кроме больших проектов, в последние годы государства Южной Америки планируют строительство и многих малых ГЭС, которые также будут управляться совместно.

Неудивительно, что лидеры этих стран обращают свое внимание на гидроэнергетику, и в первую очередь – на малую: ведь она позволяет более эффективно использовать энергетический потенциал не только крупных, но и малых рек, а также эффективна для электрификации отдаленных районов, куда нерентабельно тянуть протяженные ЛЭП (а в этом регионе немало сельских территорий с редким населением). Наконец, малые ГЭС не оказывают существенного влияния на целые речные бассейны, поэтому при их строительстве на трансграничных реках не нужно решать сложные межгосударственные вопросы водопользования, как в случае с крупными плотинами.

Наконец, при разработке собственных гидроэнергетических проектов в других, кроме Бразилии, государствах региона ставка также делается на малые ГЭС как более дешевые при строительстве и быстрее окупающиеся. Такие ГЭС здесь часто строятся на частные средства, в том числе на средства иностранных инвесторов. В частности, в Уругвае и Парагвае за последние годы было введено в эксплуатацию сразу несколько малых ГЭС. Еще большим гидроэнергетическим потенциалом обладают аргентинские реки, где самые большие неосвоенные ресурсы приходятся на юг страны. Так, на реке Санта-Крус в Патагонии правительство Аргентины решило построить две ГЭС общей мощностью более 2 ГВт, а кроме них – несколько малых ГЭС. В Эквадоре и Чили планируется строительство ряда малых ГЭС, которые должны покрыть до трети потребностей этих стран в электроэнергии.

Если все эти планы будут реализованы (и учитывая, что развиваться еще есть куда – 67 процентов гидропотенциала Южной Америки остаются неосвоенными), то можно ожидать: страны континента в ближайшее десятилетие превратятся в мировых лидеров по использованию своих гидроэнергетических ресурсов. И во многом это будет достигнуто за счет активного внедрения малых ГЭС.

Антон КАНАРЕЙКИН

В соответствии с определением Европейской ассоциации малой гидроэнергетики малая гидроэлектростанция (МГЭС) – это ГЭС мощностью до 10 МВт.