Восток и юг Казахстана благодаря наличию горного рельефа имеют значительный гидроэнергетический потенциал. Долгое время это преимущество восточных и южных областей оставалось без должного внимания, однако в последнее время было запущено несколько проектов по строительству как больших, так и малых ГЭС. Среди наиболее заметных проектов последнего времени специалисты называют строительство Мойнакской ГЭС и модернизацию Шардаринской ГЭС. В обоих этих проектах заметная доля иностранного участия, в том числе и представителей австрийской компании Андритц Гидро. Вице-президент компании по странам Центральной и Восточной Европы и СНГ Норберт Шварц во время поездки по Восточно-Казахстанской, Южно-Казахстанской и Алматинской области в интервью kursiv.kz рассказал о перспективах гидроэнергетики в Казахстане, и о том, с какими проблемами она сталкивается
— Г-н Шварц, чем объясняется Ваш интерес к развитию гидроэнергетики в Казахстане? Является ли Казахстан привлекательным рынком?
— Если рассматривать вопрос шире, в региональном аспекте. Общеизвестно, что сейчас много разговоров и споров в связи со строительством Рогунской ГЭС в Таджикистане, против чего активно выступает Узбекистан. Да и вообще строительство ГЭС в странах верховья, в Таджикистане и Кыргызстане не вызывает восторг у руководителей стран низовья, в том числе и в Казахстане? Какой выход из этого противостояния Вы видите?
— Мы как компания, которая занимается техническими поставками и анализом гидроэнергетических станций не вправе давать геополитических оценок и рекомендаций, но в целом мы надеемся, что все экологические риски будут оценены правильно, вовлеченными экспертами. Этим, кстати, активно занимаются международные институты при содействии Всемирного банка. Если они не видят проблем в строительстве, то, значит, оно возможно. Нам предлагали участвовать в строительстве этой ГЭС, однако на данный момент окончательного решения по этому вопросу нет, так как много политических мотивов у разных сторон, но думаю, что главное не руководствоваться эмоциями, а подходить рационально к вопросу. Таджикистан хочет обеспечить себя электричеством и это его право, которое он, как и любая другая страна может реализовать. Проблема только в том, что политическое руководство должно найти общий язык с партнерами по региону, мы придерживаемся таких подходов
— Возвращаясь к Казахстану, какие приоритеты развития гидроэнергетики в стране Вы можете выделить?
— Мне кажется, на первом этапе самым актуальным представляется модернизация уже имеющихся станций, сегодня с помощью новых технологий, широко применяемых в Европе можно значительно улучшить КПД ГЭС и выработку энергии. Нужно активнее заниматься строительством новых ГЭС, при этом не забывать, очень грамотно обдумывать каким образом будет собираться, и сохраняться энергия, получаемая при помощи возобновляемых источников энергии (ветровых, солнечных, гидроэлектростанций). Существуют технологии по аккумулированию энергии для выравнивания неоднородности графика электрической нагрузки.
Большое значение имеет строительство малых ГЭС. При этом нужно понимать, что строительство ГЭС это один из самых безопасных, в тоже время экологических способов получение энергии. Происходит сокращение CO2, второй важный аспект, что помимо генерирования энергии ГЭС могут использоваться для предупреждения наводнений. Наличие генерирующих мощностей важно и с той точки зрения, что они не зависят от цены на нефть и газ. Это дополнительная энергия, которая позволяет создавать новые производства, для создания которых сегодня не хватает энергии, это в свою очередь позволит увеличить добавленную стоимость выпускаемой продукции. Стоит отметить, что мировой опыт свидетельствует о тенденции максимального освоения гидропотенциала даже при наличии других энергоресурсов. Можно изучить опыт других стран, например, Норвегии, которая обладает весьма крупными запасами природного газа, но использует в значительной мере свой гидропотенциал или опыт Канады, которая тоже очень активно использует гидроэнергетику. Сейчас во всем мире идет масштабное строительство большого количества крупных ГЭС, особенно в странах с транзитной экономикой, таких как Китай, Индия, Бразилия.
— Какова экономическая выгода от использования гидравлической энергии в Казахстане?
— Гидроэнергетика самый чистый и выгодный источник получения энергии, это показали несколько международных исследований. В том числе и за счет того, что расходы при строительстве ГЭС выше, но срок их использования дольше, отсутствуют затраты на горючее, нет проблем с утилизацией отходов, очень низкие расходы по эксплуатации и техническому обслуживанию. После трагедии на Фукусиме в мире произошла резкая переоценка атомной энергетики, сейчас мы видим, что в Швейцарии, Германии постепенно отходят от ее использования, в Европе активно звучат призывы не использовать атомную энергию. Конечно, это не совсем правильно, нужно понимать, что гидроэнергетика не может заменить все другие виды энергии, здесь должен быть здравый подход, но важно, что в мире начали осознавать, что одно из важнейших преимуществ ГЭС связаны с экологической безопасностью.
— Как Вы в целом расцениваете стремление Казахстана развивать альтернативные источники энергии?
— Главное, что в Казахстане понимают, что зеленая экономика это основа прогресса в 21 веке. В этом смысле, такие шаги можно и нужно приветствовать. К тому же, если говорить о тарифах для малых ГЭС, которые планируется принять в Казахстане, то они здесь весьма выгодные, в том числе для иностранных инвесторов, планирующих инвестиции в развитие альтернативной энергии в Казахстане.
Тарифы планируется утвердить на 15 лет. И я по своему опыту в других странах могу лишь рекомендовать инициаторам проектов с самого начала подходить к вопросу профессионально: разработать качественное технико-экономическое обоснование с учетом экологической составляющей, чтобы международные финансовые институты, в случае необходимости дополнительного финансирования, видели серьезность подхода. Затем важно не экономить на покупке качественного оборудования, которое прослужит намного больше 15 лет, и будет работать бесперебойно, генерируя электроэнергию и деньги.
Компания ANDRITZ HYDRO является международным поставщиком комплектных электромеханических систем и услуг («От воды к ЛЭП») для гидроэлектростанций. На мировом рынке компания является лидирующим поставщиком продукции для гидроэнергетических объектов. Компания ANDRITZ HYDRO осуществляет строительство новых гидроэлектростанций, а также предлагает услуги по реконструкции и модернизации действующих станций. Компания свыше 170 лет является производителем турбин, установила более 30 000 турбин (400 000 МВт); свыше 120 лет занимается строительством электростанций, поставляет весь ассортимент оборудования мощностью до 800 МВт и выше.
Казахстан – стремительно развивающаяся современная страна с сильной стратегией и амбициозными планами. За 25 лет независимости мы достигли многого: значительно улучшили экономические показатели, подняли на качественно новый уровень сельское хозяйство страны, разработали эффективную стратегию «Казахстан-2050» и обозначили перечень конкретных шагов для достижения целей стратегии.
Государство вкладывает огромные средства в развитие науки, субсидирует и кредитует бизнес страны для развития отечественного производства.
Следующей ступенью станет внедрение энергосберегающих технологий, поиск и применение альтернативных источников энергии. Ведь чем больше мы развиваемся, тем больше потребляем энергоресурсы, большинство из которых (известных и применяемых в современном мире) к сожалению невосполнимы.
Энергию, которую можно получить из неисчерпаемых альтернативных источников во всем мире принято назвать «Зеленой энергией» (Green Energy). Такую энергию можно получать из самых простых, порой очень привычных глазу человека явлений: вода, ветер, солнце, сила притяжения и других. Это постоянно происходящие в мире процессы, которые существуют вечно.
По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллиона рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП. В современном мире уже более 22% мирового энергопотребления удовлетворяется из возобновляемых источников энергии. К 2050 году эта цифра прогнозируется уже до 35%.
Правительство Казахстана поставило амбициозную цель: не менее 50% всей электроэнергии получать из возобновляемых источников к 2050 году.
В связи с этим, по словам Министра иностранных дел РК Ерлана Идрисова, страна ратифицирует Парижское соглашение по климату до конца текущего года. Кроме того весь мир в ожидании предстоящей выставки «EXPO-2017» по теме энергетики будущего, которая пройдет в следующем году в столице Казахстана. Уже стартовала продажа билетов для посетителей выставки.
В Казахстане значительный потенциал развития возобновляемых источников энергии. В большей степени это гидро-, ветро- и солнечная энергия. Бескрайние степи Казахстана открывают огромные площади на которых свободно гуляет ветер, а реки и озера освещены ярким солнечным светом. Казахстан расположился в ветровом поясе северного полушария планеты Земля, поэтому он обладает огромным ветровым потенциалом по оценкам экспертов составляющим более 1820 млрд кВт/ч. Только в районе Джунгарских ворот (Алматинская область) мощность ветроэлектростанций может достигать 1000 МВт, а это выработка около 3 млрд кВт/ч электроэнергии в год. Эффективно использую «зеленый» потенциал страны мы не только сможем обеспечить энергией проблемные южные районы страны, но и экспортировать энергию.
По данным Министерства энергетики и минеральных ресурсов РК, до 2030 года планируется рассмотреть вопрос строительства ветростанций в 46 регионах республики суммарной мощностью более 1 млн кВт/ч.
Исследования ветроэнергетического потенциала по регионам Казахстана, проведенные в рамках проекта Программы развития ООН по ветроэнергетике, показывают наличие хорошего ветрового потенциала для строительства ВЭС в Южной зоне (Алматинская, Жамбыльская, Южно-Казахстанская области), в Западной зоне (Мангистауская и Атырауская области), в Северной зоне (Акмолинская область) и Центральной зоне (Карагандинская область).
Кроме ветра просторы Казахстана богаты и солнечным светом, особенно южные и юго-западные районы. Количество солнечных часов в год достигает 2200–3000 часов, а годовой уровень солнечной радиации составляет 1300–1800 Ватт/м2.
Казахстанцы могут применить это конкурентное преимущество для нужд страны, широко используя солнечные батареи-коллекторы и экономя невосполнимые источники энергии. Кроме того применение солнечной энергии положительно скажется на экологической обстановке страны и решит важную проблему Казахстана. На огромной территории страны площадью 2,7 млн км2 крайне неэффективно организована централизация энергоснабжения. При этом плотность населения составляет всего 5,5 чел/км2. Это приводит к существенным потерям энергии при транспортировке удаленным потребителям.
Применение нестандартных возобновляемых источников энергии в Казахстане необходимо для экономии топливно-энергетических ресурсов, снижения негативного влияния на окружающую среду и снижения уровня выбросов парниковых газов в атмосферу, а также децентрализовать энергоснабжение для обеспечения электроэнергией регионов, имеющих слабые электрические связи с ЕЭС Казахстана.
Развитие гидроэнергетики в Казахстане также обеспечено наличием важных водных ресурсов в стране. Наибольшие перспективы в развитии ГЭС существуют в южных областях Республики, обладающих значительным потенциалом. На горных реках южных областей страны сосредоточено около 65% гидроэнергоресурсов. Однако в настоящее время, несмотря на потенциал, южные регионы Казахстана вынуждены экспортировать энергию с севера.
Очевидным преимуществом развития небольших ГЭС в Казахстане является сравнительно недорогая себестоимость производимой энергии и экологичность. Строительство каскадов ГЭС позволяет осуществлять поэтапный ввод мощностей, не дожидаясь завершения строительства в полном объеме, что значительно повышает скорость получения первых прибылей от вложений капитала.
Другими альтернативными источниками энергии для Казахстана могут стать биогазовые технологии, переработка твердо-бытовых отходов, Каспий может стать поставщиком энергии волн, энергии приливов и отливов.
Биогазовые технологии являются инновационным радикальным способом переработки и обезвреживания разнообразных органических отходов растительного и животного происхождения. В результате мы получаем высокоэффективное топливо в газообразном состоянии и натуральные удобрения. Биогаз является высококачественным и полноценным носителем энергии.
Создание и развитие альтернативных источников энергии для получения так называемой «зеленой энергии» экономически оправдано и целесообразно во многом благодаря огромной площади нашей страны, незаурядного ветрового потенциала и прочих факторов. В сравнении с Европой и Азией ветроэнергетические мощности в Казахстане, при внедрении специальных инновационных усовершенствований, могут вырабатывать от 30% больше электроэнергии.
Нам необходимо активно внедрять новейшие технологии получения энергии на предприятиях страны. Кроме того, производство электрической и тепловой энергии из экологически чистых и неисчерпаемых источников энергии повысит не сырьевой экспортный потенциал Казахстана, где главным импортером энергии теоретически станет Китай.
Для этого необходимы следующие шаги:
• инвестиционная поддержка на уровне государства;
• поддержка в развитии инфраструктуры;
• поддержка развития «зеленой энергетики» посредством обязательств и контрактов по покупке электроэнергии и гарантированных компенсаций дополнительной стоимости электроэнергии через систему сертификатов;
• государственная программа строительства ветроэлектростанций в наиболее выгодных местностях, согласно карте ветровых ресурсов РК (см. выше);
• развитие производства малых ветроустановок, так как они могут быть применены большей части территории РК, включая отдаленные и труднодоступные местности;
• активное строительство и реконструкция ГЭС;
• вложения в научно-исследовательскую деятельность Казахстана по поиску новых источников энергии;
• формирование общественного мнения об экологической ответственности генерирующих компаний, общедоступность информацию о возобновляемых источниках энергии, помощь СМИ, разработанная PR – кампания.
Для увеличения доли ВИЭ в энергетике необходим комплексный подход как со стороны государства, так и общественности, бизнеса. Казахстанская энергоэффективная экономика должна основываться на обеспечении своеобразного «бизнес-элемента».
Предпринимателям должно быть выгодно производить и применять «зеленую энергию».
Гидроэлектростанции Казахстана
Гидроэлектростанция (ГЭС)
Люди очень давно научились использовать энергию воды для того, чтобы вращать рабочие колеса мельниц, станков, пилорам. Но постепенно доля гидроэнергии в общем количестве энергии, используемой человеком, уменьшилась. Это связано с ограниченной возможностью передачи энергии воды на большие расстояния. С появлением электрической турбины, приводимой в движение водой, у гидроэнергетики появились новые перспективы.
Гидроэлектростанция представляет собой комплекс различных сооружений и оборудования, использование которых позволяет преобразовывать энергию воды в электроэнергию. Гидротехнические сооружения обеспечивают необходимую концентрацию потока воды, а дальнейшие процессы производятся при помощи соответствующего оборудования.
Гидроэлектростанции возводятся на реках, сооружая плотины и водохранилища. Большое значение для эффективности работы станции имеет выбор места. Необходимо наличие двух факторов: гарантированная обеспеченность водой в течение всего года и как можно больший уклон реки. Гидроэлектростанции разделяются на плотинные (необходимый уровень реки обеспечивается за счёт строительства плотины) и деривационные (производится отвод воды из речного русла к месту с большой разностью уровней).
Отличаться может и расположение сооружений станции. Например, здание станции может входить в состав водонапорных сооружений (так называемые русловые станции) или располагаться за плотиной (приплотинные станции).
Определение гидроэлектростанции
Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.
Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонообразные виды рельефа.
Технологии
Работа гидроэлектростанций основана на использовании кинетической энергии падающей воды. Для преобразования этой энергии применяются турбина и генератор. Сначала эти устройства вырабатывают механическую энергию, а затем уже электроэнергию. Турбины и генераторы могут устанавливаться непосредственно в дамбе или возле неё. В некоторых случаях используется трубопровод, посредством которого вода, находящаяся под давлением, подводится ниже уровня дамбы или к водозаборному узлу ГЭС.
Индикаторами мощности гидроэлектростанций являются две переменные: расход воды, который измеряется в кубических метрах и гидростатический напор. Последний показатель представляет собой разность высот между начальной и конечной точкой падения воды. Проект станции может основываться на каком-то одном из этих показателей или на обоих.
Современные технологии производства гидроэлектроэнергии позволяют получать довольно высокий КПД. Иногда он в два раза превышает аналогичные показатели обычных теплоэлектростанций. Во многом такая эффективность обеспечивается особенностями оборудования гидроэлектростанций. Оно очень надёжно, да и пользоваться им просто.
Кроме того, всё используемое оборудование обладает ещё одним важным преимуществом. Это длительный срок службы, что объясняется отсутствием теплоты в процессе производства. И действительно часто менять оборудование не нужно, поломки случаются крайне редко. Минимальный срок службы электростанций – около пятидесяти лет. А на просторах бывшего Советского Союза успешно функционируют станции, построенные в двадцатых или тридцатых годах прошлого века. Управление гидроэлектростанциями осуществляется через центральный узел, и вследствие этого в большинстве случаев там работает небольшой персонал.
Принцип работы ГЭС
Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.
Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.
Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:
мощные — вырабатывают от 25 МВТ и выше;
средние — до 25 МВт;
малые гидроэлектростанции — до 5 МВт.
Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды:
высоконапорные — более 60 м;
средненапорные — от 25 м;
низконапорные — от 3 до 25 м.
Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.
Гидроэлектростанции Казахстана
По данным KEGOC — системного оператора единой электроэнергетической системы Казахстана — производство электрической энергии в стране осуществляют 72 электростанции различной формы собственности.
Фактическая установленная мощность на конец 2012 года — 19,4 ГВт, [2] на конец 2013 года — 19,6 ГВт.
KEGOC подразделяет электрические станции на электростанции национального значения, электростанции в составе промышленных комплексов и электростанции регионального значения.
В списке перечисляются электростанции Казахстана. Список сортирован по видам электростанций. Установленная мощность и структура собственности электростанций приводится в соответствии с официальными годовыми отчётами генерирующих компаний Казахстана. В качестве собственника электростанций АО «АлЭС» (Алматинские ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3, Капчагайская ГЭС и Алматинский каскад ГЭС) указывается Самрук-Энерго, так как 100 % акций АО «АлЭС» принадлежитСамрук-Энерго.
В Казахстане имеются значительные гидроресурсы, теоретически мощность всех гидроресурсов страны составляют 170 млрд кВт·ч в год. Основные реки: Иртыш, Или иСырдарья. Экономически эффективные гидроресурсы сосредоточены в основном на востоке (горный Алтай) и на юге страны. Крупнейшие ГЭС: Бухтарминская,Шульбинская, Усть-Каменогорская (на реке Иртыш) и Капчагайская (на реке Или) обеспечивающие 10 % потребностей страны.
В Казахстане планируется увеличение использования гидроресурсов в среднесрочном периоде. В декабре 2011 г. была запущена в эксплуатацию Мойнакская ГЭС(300 МВт), проектируются Булакская ГЭС (78 МВт), Кербулакская ГЭС (50 МВт) и ряд малых ГЭС.