![]() |
![]() |
Энергобуфер
|
![]() |
АнонсыВыставки: Новости10:48 · Как политика США
уничтожила ВТО
![]() |
© 1998 — 2019, «Нефтяное обозрение (oilru.com)». Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № 77-6928 Зарегистрирован Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой коммуникаций 23 апреля 2003 г. Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС77-51544 Перерегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций 2 ноября 2012 г. Все вопросы по функционированию сайта вы можете задать вебмастеру При цитировании или ином использовании любых материалов ссылка на портал Точка зрения авторов, статьи которых публикуются на портале oilru.com, может не совпадать с мнением редакции. Время генерации страницы: 0 сек. |
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) занимают в современной энергетике особое место. Благодаря специфической технологии они дают уникальную возможность двойного регулирования мощности – в генераторном и нагрузочном режимах.
Гидроэлектростанции, как известно, – основной источник высокоманевренных мощностей, способных покрывать пиковые нагрузки в энергосистеме. Однако наряду с пиками графики электрической нагрузки энергосистем имеют и значительные провалы, которые наблюдаются в течение суток, по дням недели, а также сезонам года. И если с пиковыми нагрузками ГЭС успешно справляются, то избыток электроэнергии в «провальные» периоды становится настоящей проблемой. Одним из путей её решения стало аккумулирование гидроэнергии и перераспределение её выдачи в сеть во времени с помощью ГАЭС.
Подробно о принципе работы и устройстве ГАЭС мы писали в майском «Энерговекторе» за 2012 г. Здесь напомним читателям лишь то, что гидротехнические сооружения ГАЭС в общем случае состоят из двух бассейнов, расположенных на разных уровнях, и соединительного трубопровода.
Во время ночного спада энергопотребления ГАЭС получает из энергосети электроэнергию и с помощью насосов или обратимых гидроагрегатов расходует её на перекачку воды в верхний бьеф (насосный режим). Во время утреннего и вечернего пиков энергопотребления ГАЭС сбрасывает воду из верхнего бьефа в нижний, вырабатывая при этом дорогую пиковую электроэнергию, которая поступает в электросеть (генераторный режим).
Стоит отметить, что наряду с «чистыми» ГАЭС существуют и станции смешанного типа ГЭС-ГАЭС, в которых одна часть гидроагрегатов работает в обоих режимах (турбинном и насосном), а другая часть – только в турбинном за счёт внешнего притока вод к верхнему водоёму. Подобные гибридные станции способны накапливать больше воды и вырабатывать электроэнергию более длительные периоды времени.
В 2016 г. в Карачаево-Черкесской Республике была пущена первая и пока единственная ГЭС-ГАЭС в России – Зеленчукская. Её строительство шло с большими перерывами в течение долгих 40 лет с 1976 г., и его завершение не раз оказывалось под вопросом.
По изначальному проекту предполагалось построить ГЭС с четырьмя гидроагрегатами мощностью 80 МВт каждый, однако из-за протестов экологов и недостатка финансирования в 1993 г. первоначальный проект был пересмотрен в сторону уменьшения отбора воды и общей мощности станции. В 2006 г. Зеленчукская ГЭС была окончательно достроена. Электроэнергию вырабатывали два радиально-осевых гидроагрегата мощностью по 80 МВт, работающих только в период «большой воды» с марта по сентябрь при расчетном напоре 234 м.
В том же 2006 г. было принято решение о строительстве ГАЭС с использованием конструкций, уже возведённых для двух неустановленных гидроагрегатов. С вводом в 2016 г. ГАЭС с двумя радиально-осевыми насос-турбинами мощностью 70/80 МВт станция стала работать круглогодично.
Если в России строительство ГАЭС всё ещё «удивительно» и «уникально», то в других странах это довольно обыденное явление. Первые гидроаккумулирующие станции появились в Европе ещё в начале XX века: в 1909 г. – в Швейцарии, в 1928 г. – в Италии, а в 1929 г. – в Чехии и Испании. Все они были оборудованы трёхмашинными гидроагрегатами. В 1930-е были созданы экономичные обратимые гидротурбины, позволяющие существенно снизить стоимость ГАЭС, что подстегнуло интерес к насосному накоплению гидроэнергии. Первая обратимая насос-турбина была установлена в 1937 г. на бразильской ГАЭС Pedreira. Её мощность составила 5,3 МВт.
К началу Второй мировой войны в мире насчитывалось около 20 гидроаккумулирующих станций, а к 1960 г. – свыше 65. В настоящее время в 35 странах мира эксплуатируются около 500 ГАЭС. Наиболее интенсивно это направление развито в США, Японии, Германии, Италии, Франции, Швейцарии. На долю этих стран приходится около 60% общего числа ГАЭС.
В России действуют всего две гидроаккумулирующие станции – Загорская ГАЭС в Московской области (мощность 1200 МВт в турбинном режиме) и Кубанская ГАЭС на Большом Ставропольском канале в Карачаево-Черкесии (мощность – 15,9 МВт в турбинном режиме) и одна ГЭС-ГАЭС – Зеленчукская, о которой мы уже упоминали выше.
Кубанская ГАЭС была первой гидроаккумулирующей станцией в нашей стране, её пуск состоялся в 1967 г. В отличие от большинства других ГАЭС, она служит не для выравнивания графика нагрузок, а для сезонного регулирования уровня воды в Большом Ставропольском канале.
Загорская ГАЭС – единственная в России чистая гидроаккумулирующая станция, участвующая в автоматическом регулировании частоты и перетоков мощности, а также в покрытии суточных пиковых нагрузок. Решение о её строительстве было принято в 1974 г. Два первых обратимых гидроагрегата были введены в эксплуатацию в декабре 1987 г. На полную же проектную мощность станция вышла только в 2000 г. В настоящее время по полному циклу (заряд-разряд) работают все шесть гидроагрегатов.
В 2007 г. началось строительство второй очереди станции Загорская-2 с проектной мощностью 840 МВт, которую планировалось пустить в эксплуатацию в 2014 г. Однако после осадки и подтопления здания ГАЭС в 2013 г. срок ввода объекта в эксплуатацию сдвинулся на 2019–2020 гг.
В энергосистеме Европейской части России, которая характеризуется большими пиковыми нагрузками и значительными ночными провалами, чрезвычайно остро стоит вопрос развития высокоманевренных мощностей и потребления избытка электроэнергии ночью. По данным Системного оператора, в ОЭС Центра ночные избытки мощности составляют 2–3 ГВт, для ОЭС Северо-Запада – 1,5–2 ГВт.
Эта проблема усугубляется в связи с устойчивой тенденцией укрупнения маломаневренных энергоблоков на тепловых и атомных электростанциях и практически исчерпанными ресурсами гидроэнергии в Европейской части России.
Строительство ГАЭС дало бы ощутимый положительный эффект в виде повышенной надёжности ЕЭС России. Однако при современном законодательстве практически невозможно обосновать экономическую эффективность строительства новых ГАЭС: при оценке эффективности таких электростанций их рассматривают как обычные генерирующие объекты без учёта услуг общесистемного характера.
Формально, при существующем подходе к оценке рентабельности, ГАЭС вообще считаются убыточными. Ведь сама технология ГАЭС предполагает большие потери электроэнергии: ГАЭС возвращает в энергосистему около 70–75% потреблённой электроэнергии, расходуя остальное на собственные нужды. Однако в крупных энергосистемах, где большую долю мощности составляют маломаневренные тепловые и атомные электростанции, ГАЭС крайне полезны для выполнения широкого спектра режимных функций – таких, как покрытие пиков нагрузки, улучшение режимов работы ТЭС и АЭС, облегчение условий восстановления сетей после крупных системных аварий, регулирование частоты и мощности в периоды интенсивных подъёмов и сбросов нагрузки и др. Эффекты от применения ГАЭС описываются скорее в качественных терминах, чем количественных, а нормативно-правовая база для их оценки в России пока не разработана.
Яркой манифестацией дефектов нормативной базы стал отказ от строительства Ленинградской ГАЭС, которая предназначалась для покрытия дефицита электроэнергии, возникающего в ОЭС Северо-Запада в пиковые и полупиковые периоды потребления. Станция должна была стать крупным источником маневренной мощности общесистемного назначения.
В 2007 г. проект ГАЭС (разработанный ещё в 1980-х) был записан в Программу развития гидроэнергетики страны до 2020 г., но долго оставался перспективным проектом компании «РусГидро», не включённым в её инвестиционную программу. Активная фаза проекта началась лишь в ноябре 2014 г., когда было создано совместное предприятие «РусГидро» и китайской компании PowerChina. Были получены положительное заключение Госэкспертизы и разрешение на строительство, подготовлены площадки и выстроено несколько объектов ГАЭС.
Однако в августе 2017 г. ПАО «РусГидро» отказалось от реализации инвестпроекта из-за «отсутствия рыночных механизмов для обеспечения экономической эффективности и окупаемости инвестиций». Компания, которая сегодня проводит жёсткую оптимизацию расходов, не может самостоятельно оплатить постройку ГАЭС или привлечь заёмный капитал без гарантий его возврата. Строительство станции было остановлено, а «РусГидро» теперь должно ликвидировать объекты электростанции и рекультивировать участки в пределах прежних стройплощадок.
Тем временем весь остальной мир подтверждает, что ГАЭС полезны для живучести энергосистем, повышения экономичности, надёжности электроснабжения и качества поставляемой электроэнергии. В правилах работы энергорынков за рубежом прописаны различные механизмы, которые обеспечивают окупаемость ГАЭС и стимулируют их строительство.
Считается, что для оптимизации энергосистемы с преобладанием ТЭС и АЭС необходимо иметь ГАЭС с суммарной мощностью 10–12% от общей генерирующей мощности. Для достижения таких показателей в России необходимо построить не менее десятка крупных ГАЭС.