Мала гідроенергетика світу

Сумарна потужність малої гідроенергетики у світі на сьогодні становить більше 70 ГВт. Будівництво малих ГЕС як автономних джерел енергії в сільській місцевості має велике соціальне значення. При порівняно низькій вартості встановленого кіловата і короткому інвестиційному циклі малі ГЕС дозволяють виробляти електроенергію у віддалених від мереж поселеннях.

У всьому світі за рахунок малої гідроенергетики в 2010 р. планується отримати 220 ТВт-год/рік.

Мала гідроенергетика за останнє десятиліття зайняла стійке положення в електроенергетиці багатьох країн світу. В ряді розвинених країн установлена потужність малих ГЕС перевищує 1000 МВт (США, Канада, Швеція, Франція, Італія).

Частка електроенергії, яка виробляється на малих ГЕС, від загального виробництва електроенергії на всіх ГЕС становить: Японія

- 23,4 %; Чехія і Словаччина - 12,6 %; Китай - 8,3 %; Австрія - 6,5 %; Україна - близько 5 %.

Устатковання для малих ГЕС сьогодні виробляють численні фірми США, Японії, Швеції, Швейцарії, Франції, Австрії, Великобританії. Виробництво такого устатковання розпочато і в державах Східної Європи. Стандартизоване устатковання для малих ГЕС виробляється в широкому діапазоні параметрів: потужність - від 2 до 15000 кВт; діаметр робочого колеса турбіни - від 190 до 3000 мм, частота обертання - від 50 до 2000 об./хв, напір - від 1 до 1000 м, витрати води

- від 0,01 до 0,75 м /с. Серйозну увагу приділяють підвищенню економічної ефективності малих ГЕС за рахунок спрощення їх проектування, будівництва та експлуатації, типізації проектних рішень, стандартизації устатковання та повної автоматизації роботи ГЕС. Енергетичні установки використовують, як правило, потенціальну або кінетичну енергію річок.

Лідируюча роль у розвитку малої гідроенергетики належить Китаю. За останні 25 років тут має місце стрімке зростання малої гідроенергетики, що привело до появи на просторих сільськогосподарських угіддях 100000 станцій сумарної встановленої потужності більше 13000 МВт. Вони постачають 18-20% річного виробництва електроенергії по країні і забезпечують 33 % її потреби у сільському господарстві. Широке розповсюдження отримали мініатюрні турбогенератори номінальною потужністю від 0,6 до 12 кВт для забезпечення електроенергією гірських селищ, розсіяних по країні.

В Японії 1300 малих ГЕС забезпечують 20 % річного виробництва електроенергії. До 2010 р. у США працюватиме 8000 малих ГЕС, у Японії - 1930. Удвічі збільшиться парк малих ГЕС у Чехії та Словаччині.

Кількість і встановлену потужність малих ГЕС у країнах ЄС у 2000 р. наведено в таблиці 4.7.4 [3].

Разом	Великобр итанія	Швеція	Фінляндія	Португалі я	Австрія	Нідерлан ДИ	Люксемб ург	Італія	Ірландія	Франція	Іспанія	CD й h-» • hQ	Німеччин а	Данія	Бельгія	Кр аїни-учасниці
-р*. -р*. оо оо	О	1615	204	-Р-	1700	OJ	40	1510	-Р-	1730	1106	4^ О	6200	-Р^ О	ОО ы	Кількість установок
10260	162	1050	320	286	866	Ы	OJ 40	2229	Ы OJ	2000	1607	о> 40	1500	-	40	Встановлена потужність малої ГЕ, МВт
1,77	0,21	3,20	1,96	2,62	4,89	о о	3,25	3,12	0,48	1,73	3,06	0,63	1,27	0,09	0,61	частка малої шв загальному обсязі встановлених
8,67	3,77	6,40	11,03	6,36	7,53	ІҐІ	3,55	10,98	4,51	7,81	9,08	2,30	16,67	100,00	6,86	Частка малої іЕв загальному обсязі встановленої потужності TF %
40286	840	4600	1280	1100	4246		195	8320	40	<1 О о	4825	350	6500	OJ о	3,85	Виробництво електроенергії за рахунок малої ГЕ, ГВт-год
1,55	0,22	3,15	1,83	2,51	6,87	8,47	0,22	3,01	0,40	1,39	2,14	0,65	1,14	0,08	0,46	частка малої і ь у загальному обсязі виробництва П 'ТГ‘ТГ'ГПГГ‘Т-ІГ‘ПГії

427

Таблиця 4.7.4 - Встановлена потужність малих ГЕС у країнах ЄС в 2000 р.

Мала гідроенергетика є технологічно освоєним способом виробництва електроенергії, що має досить гарантований поновлювальний енергоресурс та невелику собівартість виробництва електроенергії серед традиційних паливних і більшості нетрадиційних технологій її виробництва.

На початок 20-х років минулого століття в Україні нараховувалося 84 гідроелектростанції загальною потужністю 4000 кВт, а наприкінці 1929 р. - вже 150 станцій загальною потужністю 8400 кВт, серед них Вознесенська (840 кВт), Бузька (570 кВт), Сутиська (1000 кВт) та ін. В 1934 р. було введено в експлуатацію Корсунь-Шевченківську ГЕС (2650 кВт), яка за своїми технічними показниками була однією з найкращих станцій того часу.

У післявоєнний період електрифікація сільського господарства теж ґрунтувалася на збільшенні потужностей та поліпшенні техніко - економічних показників малих електростанцій.

У 5 0-60-ті роки XX ст. кількість збудованих малих гідроелектростанцій в Україні становила 956 із загальною потужністю ЗО тис. кВт. Однак через розвиток централізованого електропостачання та стійку тенденцію до концентрації виробництва електроенергії на потужних теплових та гідростанціях будівництво малих ГЕС було зупинено. Почалася їх консервація, демонтаж, сотні малих ГЕС було зруйновано. До кінця 1980-х років зберігалося діючих лише 49 малих гідроелектростанцій (93 МВт), усі вони напрацювали експлуатаційний ресурс 35-70 років і потребували реконструкції. На кінець 2004 р. в Україні знаходилося в експлуатації 72 малих ГЕС (з врахуванням відновлених за період 1994-2004 pp.), у тому числі 7 мікро-ГЕС. Розподіл малих ГЕС за областями України наведено в таблиці 4.7.5 [4].

Області	Діючі малі ГЕС	Технічний гідроенерго- потенціал регіону, млн кВт-год/рік	Доцільноекономіч ний гідроенерго - потенціал регіону, млн кВт-год/рік
Кількіст ь, у т. ч. мікроГЕ С	Встановле на потужність ? проект./фа кт. МВт	Річне виробництво електроенергії за роки різної водності, млн кВттод
Вінницька	12	20,69/18,49	51,1-83,9	238	108
Волинська	—	—	—	79	35
Дніпропетровська	—	—	—	67	30
Донецька	—	—	—	125	57
Житомирська	6	1,28/1,0	3,5-3,7	222	101
Закарпатська	3	31,55/28,2	110,0-143,0	2991	1357
Запорізька	—	—	—	33	15
Івано-Франківська	1	0,8/0,8	3,9-4,2	263	120
Київська	3	1,84/1,52	6,2-8,2	132	60
Кіровоградська	4	12,25/12,25	36,1-45,6	112	51
Луганська	—	—	—	288	131
Львівська	—	—	—	1197	544
Миколаївська	4	11,7/10,67	14,8-21,5	104	47
Одеська	—	—	—	25	11

Продовження таблиці 4.7.5 Полтавська 4 1,27/122 2,0-3,1 261 119 Рівненська 2 1,22/122 4,1-6,3 201 91 Сумська 4 0,97/0,81 1,6-3,3 197 89 Тернопільська 6 8,3/8,09 14,8-24,0 282 128 Харківська 2 3,19/2,69 8,2-12,1 177 80 Херсонська - 2 1 Хмельницька 8 4,77/4,92 8,1-14,2 200 91 Черкаська 7 5,96/5,77 12,8-21,2 219 99 Чернівецька - 583 265 Чернігівська 1 0,23/0,23 0,6-0,8 118 54 АР Крим 5 0,4/0,25 0,05 139 63 Разом 72(7) 106,4/98,1 278-395 8252 3747

На сьогодні в Україні збереглося понад 170 малих ГЕС, з яких діючих є 72 одиниці і недіючих - близько 100. З усіх електростанцій більш ніж 75 % загальної потужності ГЕС розташовано на діючих станціях. Потужність діючих малих ГЕС становить 105 МВт з річним обсягом виробництва 273 - 392 млн кВт-год за рік залежно від метеорологічних умов.

В Україні нараховується понад 63 тис. малих річок і водотоків загальною довжиною 135,8 тис. км, з них близько 60 тис. (95 %) - дуже малі (довжина менше ніж 10 км), їхня сумарна довжина - 112 тис. км, тобто середня довжина такого водотоку - 1,9 км. Більшість малих річок довжиною менше ніж 10 км мають площу водозбору від 20,1 до 500 км (87 % всієї кількості і 72 % всієї довжини малих річок України). Малих річок із площею водозбору від

50,1 до 100км нараховується 890 (28 % всієї кількості), а 797 річок

2

(25 %) мають площу водозбору 20,1-50 км.

Основною гідрологічною характеристикою є середній багаторічний стік, або норма річного стоку.

Найбільшою водоносністю відрізняються річки Карпат, стік яких значною мірою залежить від висоти басейну.

При використанні енергетичних ресурсів малих річок велике значення має стан льодоставу на річках взимку. Це особливо важливо для мікро-ГЕС, які використовують кінетичну енергію потоку річок.

Гідроенергетичний потенціал малих річок України наведено в таблиці 4.7.6.

Потенційні ресурси рівнинних річок України значно нижчі, ніж гірських та передгірних річок. їх загальну величину орієнтовно оцінюють на 1,98 млн. кВт (17,4 млрд кВт-год/рік), або близько 41 % гідроенергоресурсів усіх малих річок України. Доцільно можливий технічний гідроенергетичний потенціал малих річок України становить 0,7 млн кВт (6,4 млрд кВт-год/рік), або ЗО % від загального технічного потенціалу всіх річок України (21,5 млрд кВт-год/рік). Доцільноекономічний гідроенергетичний потенціал малих річок України може бути оціненим на 1,3-1,6 млрд кВт-год/рік.

Згідно з перспективним планом розвитку малої гідроенергетики до 2030 р. треба побудувати понад 1000 одиниць малих ГЕС для використання зазначеного потенціалу. Зведені показники впровадження установок малої гідроенергетики до 2030 року наведено в таблиці 4.7.7 [4].

України Басейн Гідроенергетичні ресурси, млн кВт-год/рік Технічний гідропотенціал, млн кВт-год/рік Південний Буг 53 10,6 Дністер 3751 1500 Тиса 8196 3278 Серет 38 15 Прут 2400 960 Річки Криму 211 84 Інші малі річки в басейнах Дніпра, Сіверського Дінця, Південного Бугу 2716 543 Разом 17365 6390

Таблиця 4.7.7 - Перспективні показники впровадження установок малої гідроенергетики Показники Роки 2006-2010 2011-2020 2021-2030 Потужність, МВТ 29 567 444 Заміщення традиційного палива, тис. т у. п. 600 6850 10510 Виробництво енергії, млн кВттод 1,7 19,6 ЗО Загальні витрати, млн грн 305,9 5242 3522

Виконання заходів із розвитку малої гідроенергетики дасть змогу довести встановлену потужність до 1040 МВт.

Напрями розвитку малої гідроенергетики України:

- оновлення та реконструкція наявних і діючих міні-ГЕС;

- будівництво нових міні-ГЕС у районах децентралізованого енергопостачання;

- будівництво міні-ГЕ С у регіонах централізованого енергопостачання на наявних перепадах водосховищ та водотоків;

- нове будівництво з концентрацією напору.

На сьогодні мала енергетика України має незначну питому вагу (0,2 %) в загальному енергобалансі і не може суттєво впливати на умови енергозабезпечення країни. Однак експлуатація малих ГЕС дає можливість виробляти щорічно близько 280 млн кВт-год електроенергії за рік, що еквівалентно щорічній економії до 100 тис. т. дефіцитного органічного палива (у 2004 р. вироблено 333 млн кВт-год).