Поскольку строительство крупных ГЭС, как правило, сопряжено с

Сейчас крупнейшими производителями
гидроэнергии (включая
гидроаккумулирующие станции) в
абсолютных значениях являются Китай,
Канада, Бразилия и США, замыкает
пятерку лидеров Россия. Однако
абсолютный лидер по выработке
гидроэнергии на душу населения –
Исландия. Кроме нее, этот показатель
наиболее высок в Норвегии (доля ГЭС в
суммарной выработке – 98 процентов),
Канаде и Швеции.
В Европе это 75 процентов, в Северной
Америке – около 70 процентов, и
возможности для строительства крупных ГЭС
практически исчерпаны. В то же время Африка
(21 процент мировых гидроэнергетических
ресурсов) и Азия (39 процентов) вносят в
мировую выработку гидроэлектроэнергии
лишь 5 и 18 процентов, соответственно.
Южная Америка и Австралия вместе взятые,
располагая примерно 15 процентами
ресурсов, дают только 11 процентов
производимой в мире гидроэлектроэнергии.
Новые большие ГЭС будут строить в
основном в Африке, Азии и Южной
Америке, так как на других
континентах, везде, где только
можно построить большую ГЭС, они
уже стоят.
Именно в Азии, в Китае,
располагается крупнейшая ГЭС
мира «Три ущелья» на реке Янцзы.
Мощность этой станции составляет
22,4 ГВт
Рабочее колесо гидротурбины «Трех Ущелий»
Вторая по величине гидроэлектростанция в
мире называется «Итайпу» и стоит на реке
Парана, на границе Бразилии и Парагвая. Ее
мощность – 14 ГВт.
Однако все эти достижения инженерной мысли
меркнут перед ГЭС «Гранд Инга». Эта
гидроэлектростанция, мощность которой составит 39
ГВт, планируется к сооружению международным
консорциумом на реке Конго в Демократической
Республике Конго (бывший Заир). У «Гранд Инга»
будут пятьдесят две гидротурбины по 750 МВт
каждая, плотина высотой 150 метров, будет
использоваться часть потока скоростью 26 400
кубометров в секунду. В случае успеха проекта «Гранд
Инга» вдвое превзойдет «Три ущелья».
Стоимость сооружения составит около 80
миллиардов долларов США. Ожидается, что
строительство начнется в 2014 году и может
быть завершено около 2025 года.
Удел развивающихся стран?
Поскольку строительство крупных ГЭС, как правило,
сопряжено с существенными экологическими
проблемами – затоплением больших территорий,
изменением климата в странах с высокими
природоохранными стандартами это стало
дополнительным барьером для развития крупной
гидрогенерации.
Еще одним минусом гидроэнергетики можно
назвать довольно низкий коэффициент
использования установленной мощности. Этот
общий показатель для энергетики у атомных
станций составляет порядка 80 85 процентов,
самый высокий из всех видов генерации. А у
ГЭС он лишь порядка 50 процентов. То есть
один гигаваттный блок в лучшем случае
выдает 500 мегаватт, что также сказывается на
перспективах развития гидроэнергетики.
Альтернативы развития
Основные направления
развития альтернативной
гидроэнергетики связаны с
использованием
механической энергии
приливов, волн, течений и
тепловой энергии океана.
Только один приливно-отливный
цикл Мирового океана
энергетически эквивалентен
8 триллионам кВт-ч. По
экспертным оценкам, технически
возможно использование
примерно 2 процентов этого
потенциала. Наибольшими
запасами приливной энергии
обладают Атлантический и, в
меньшей мере, Тихий океаны.
Преимущества ПЭС – экологичность и низкая себестоимость
производства энергии. Недостатки – высокая стоимость строительства и
изменяющаяся в течение суток мощность, из за чего ПЭС может
работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной
мощностью электростанций других типов.
В 1984 году в Канаде была построена ПЭС
«Аннаполис» мощностью 20 МВт.
Активно развивают направление ПЭС США и Франция.
Энергетический потенциал ПЭС в США оценивается в 350
миллиардов кВт-ч в год. Перспективные возможности
сооружения ПЭС во Франции оцениваются в 40 миллиардов кВт-ч
в год. Постепенно к развитию ПЭС присоединяются и другие
страны.
Еще одно направление развития альтернативной
гидроэнергетики – волноприбойная энергетика. Технический
потенциал энергии волн оценивается примерно в 3 миллиарда
кВт-ч в год, однако реальные возможности его использования
по целому ряду причин (в том числе из за непостоянства ветров
и волн) существенно ниже.
Пока эксплуатация опытных ВПЭС ведется только в
Великобритании и Японии. Однако разработками в
этом направлении активно занимаются в США, Канаде,
Австралии и других странах.
Если же взглянуть в будущее гидроэнергетики чуть
дальше, то человечеству стоит задуматься об
энергетическом потенциале океанских и морских
течений, который составляет сотни миллиардов
киловатт-часов в год. Так, Гольфстрим, основная
часть которого проходит между Флоридой и
Багамскими островами, имеет эквивалентную
энергетическую мощность в 50 миллионов кВт, и
эксперты в США считают, что реально использовать
примерно 10 процентов этой мощности. Возможная
технология – погружение систем низкооборотных
турбин (скорость течения – менее 1 м/с) в поток.
Однако воплощение таких проектов – дело будущего.
Еще одним направлением может стать использование
тепловой энергии океана. Его перспективы основаны
на том, что между водой на поверхности и водой на
глубинах уже в первые сотни метров существует очень
значительная разница температур.
Программы «Преобразование термальной энергии океана» уже
осуществляются в США, Японии, Франции. Построены опытные
моретермальные электростанции у Гавайских островов, острова Науру, у
побережья Кот-д’Ивуара. МТЭС работают с применением испарительноконденсационного цикла теплоагента, на принципе испарения жидкого
аммиака, фреона или другого теплоносителя за счет отбора тепла
глубинной холодной водой. Испаренный теплоноситель используется в
турбинах низкого давления либо в поршневых системах для выработки
электроэнергии.
Основные перспективы развития МТЭС связывают с
технологиями сооружения крупных плавающих станций
погружного или полупогружного типа большой
мощности; расчеты показывают, что при этом
коэффициент преобразования энергии можно поднять
более чем вдвое. Однако для МТЭС с такими
технологиями пока не вполне решены проблемы
накопления и передачи выработанной энергии к
потребителям на материке.
Ветроэнергетика позиционируется несколькими
пилотными проектами общей мощностью менее 13
МВт.
ВИЭ – возобновляемые источники энергии, ресурсы
которых постоянно восполняются естественным путем.
Гидроэнергоресурсы – возобновляемый и
наиболее экологичный источник энергии,
использование которого позволяет
снижать выбросы в атмосферу и сохранять
запасы углеводородного топлива. Именно
ГЭС – наиболее маневренные станции и
способны при необходимости
существенно увеличить объемы выработки
в считанные минуты, покрывая пиковые
нагрузки. Для тепловых станций этот
показатель измеряется часами, а для
атомных – сутками.