CC BY
36В ENERGY BULLETIN
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МАЛОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ В УЗБЕКИСТАНЕ
Дилшод Кодиров,
младший научный сотрудник, Институт энергетики и автоматики, Академия наук Республики Узбекистан d. kodirov@mail. т
Аннотация. Статья посвящена вопросам поиска решений по развитию возобновляемой энергетики путем использования иннновационных технологий в Узбекистане. В статье приводятся преимущества маломощных гидроэлектростанции и дается анализ использования потенциала малых рек страны.
Ключевые слова: альтернативная энергетика, малая гидроэнергетика, микро-ГЭС, потенциал малых рек, экологически чистые, быстро окупаемые, мелкие хозяйства, горные реки, водоснабжение, гидроресурсы.
Институт энергетики и автоматики Академии наук Республики Узбекистан создан в 1941 году и является базовым научным учреждением в области исследования энергетических проблем. В институте функционируют 8 лабораторий, среди которых лаборатории по: возобновляемым источникам энергии, электрофизике, автоматизации энергоблоков, технике высоких напряжений, современным технологиям в энергетике и др. За последние годы в ходе исследований
института, в частности, на основе методов системного анализа и численного моделирования, изучены закономерности изменчивости параметров солнечной, ветровой и гидравлической энергий на территории Узбекистана и особенности режимных характеристик комбинированных энергоустановок.
Производство энергии предполагает её получение в удобном виде для использования, а само получение - только преобразование из одного вида в другой. Одной из важных проблем в энергетике, кроме получения энергии, является обеспечение возможностей её хранения и передачи. Мы вынуждены неоднократно преобразовывать один вид энергии в другой. Каждое преобразование сопровождается потерями части энергии. В результате из всей получаемой энергии мы реально потребляем не более половины. За все потери в энергетике платит потребитель.
В мировой практике расширяется использование нетрадиционных источников энергии, однако в Узбекистане этот процесс развивается крайне медленно. Экономика страны построена на использовании преимущественно углеводородного сырья, которое в подавляющей части направляется на внутренние нужды. Одновременно природный газ экспортируется во всё возрастающих объемах.
При этом Узбекистан обладает большим потенциалом альтернативных источников энергии, которые, по оценкам экспертов в три раза превышают ресурсы органического невозобновляемо-го топлива. В стране более 300 солнечных дней в году111, имеются продуваемые ветром территории, а также горные реки, которые можно использовать для генерации электроэнергии. Такой богатый природный потенциал необходимо использовать по назначению, широко применять на практике высокоэффективные возобновляемые источники энергии, популярность которых растет во всем мире.
Альтернативной энергетике последнее время уделяется пристальное внимание во всём мире.
ВШ.1.ЕТШ № 20, 2015
Заинтересованность в использовании возобновляемых источников энергии - ветра, солнца, морского прилива и речной воды, - легко объяснима: нет нужды закупать дорогостоящее топливо, имеется возможность использовать небольшие станции для обеспечения электроэнергией труднодоступных районов. Последнее обстоятельство особенно важно для стран, в которых имеются малонаселенные районы или горные массивы, где прокладка электросетей экономически нецелесообразна.
Современная энергосистема Узбекистана представлена 45 (35 ГЭС и 10 ТЭЦ) электростанциями общей мощностью 12,4 тыс. МВт. Между тем, электрификация отдаленных и труднодоступных населенных селений - дело не такое уж и сложное. Так, в любом уголке Узбекистана найдется речка, где можно установить микро-ГЭС[21.
Микро-ГЭС являются частью малой гидроэнергетики, установленная мощность которой не превышает 0,1 МВт. Эта часть энергопроизводства занимается использованием энергии водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности.
Большее число микро-ГЭС может быть построено на эксплуатируемых и намеченных к сооружению водоснабжающих и ирригационных гидроузлах и их сооружениях (быстротоки, гасители энергии, пороги, отклонители); на водосборных каналах и системах каптажа крупных гидроузлов. В системах водоснабжения на участках трассы с большой разницей отметок поверхности вместо различного рода шахтных сопряжений, энергогасителей и других сооружений могут быть построены микро-ГЭС. При расходах воды в пределах от 5 до 100 л/с их мощность может достигать от 20 до 200 кВт[31. В настоящее время разработана методика определения эффективности и программы освоения энергетического потенциала малых водостоков. Микро-ГЭС в основном предназначены для покрытия местных нужд и изолированной работы от энергосистем. При строительстве целесообразно применять стандартизированные и укрупненные сооружения (блоки)[41.
Микро-ГЭС в настоящее время могут быть рентабельными при упрощении схемы их управления (например, за счёт балластной нагрузки) и работы без обслуживающего персонала. Эффективность микро-ГЭС может быть повышена за счет многоцелевого использования ее сооружений, а
также при выдаче мощности в местную сеть. При работе микро-ГЭС на изолированную нагрузку возникает необходимость регулирования частоты и напряжения. Если водохранилище имеет достаточную ёмкость, можно обеспечивать суточное и недельное регулирование, в противном случае рекомендуется регулирование с помощью балластной нагрузки.
Гидроагрегат микро-ГЭС состоит из турбины, генератора и системы автоматического управления. По характеру используемых гидроресурсов микро-ГЭС можно разделить на следующие кате-
гории[51:
• русловые или приплетенные станции с небольшими водохранилищами;
• станции, использующие скоростную энергию свободного течения рек;
• станции, использующие существующие перепады уровней воды в самых различных объектах водного хозяйства - от судоходных сооружений до водоочистных комплексов (а сейчас уже существует опыт использования питьевых водоводов, а также промышленных и канализационных стоков). Использование энергии небольших водотоков с помощью микро-ГЭС является одним из наиболее эффективных направлений развития возобновляемых источников энергии и в нашей стране.
После установки микро-ГЭС энергия вырабатывается практически бесплатно. Микро-ГЭС может быть установлена и запущена в короткие сроки. Как и другие возобновляемые источники энергии, работа микро-ГЭС не зависит от цен на нефть, уголь и другое топливо.
Микро-ГЭС обычно оказывает минимальное негативное воздействие на окружающую среду и не вызывает таких социальных проблем, как большая энергетика.
Прежде всего, это гораздо меньшие площади затопления и подтоплений, плотины микро-ГЭС в значительно меньшей степени, чем другие виды энергообъектов нарушают нормальную естественную среду обитания человека и животного мира, особенно если они располагаются на горных реках с устойчивыми к размыву и подтоплению валунно-галечниковыми руслами и каменистыми склонами долин[41.
Микро-ГЭС не требует продолжительного строительства дорогостоящих линий электропе-
№ 20, 2015
В ENERGY BULLETIN
Таблица 1. Валовой энергетический потенциал малых рек в разрезе регионов.
Наименование Потенциальное Суммарная областей число ГЭС, шт. мощность, МВт Потенциальная суммарная среднемно-голетняя выработка электроэнергии
млн. кВт«ч/год тыс. т н.э./год
Джизакская 542 13,54 81,24 6,99
Кашкадарьинская 613 164,09 98,54 84,67
Навоийская 173 8,84 53,01 4,56
Наманганская 488 227,64 1365,84 117,46
Самаркандская 412 58,06 348,33 28,96
Сурхандарьинская 561 401,04 2406,21 206,93
Ташкентская 1424 1309,58 7857,48 675,74
Ферганская 42 152,65 869,42 74,77
Всего 4255 2335,43 13966,07 1201,08
Источник: Приложение А к Заключительному отчету Азиатского Банка Развития, Департамент Восточной и Центральной Азии и Министерства Сельского и Водного Хозяйства Республики Узбекистан, «Развитие возобновляемых источников энергии в Республике Узбекистан» 2005 г.
Таблица 2. Технический потенциал малых рек Узбекистана в разрезе регионов.
Наименование Кол-во ГЭС, Суммарная Суммарная среднемноголетняя выработка электроэнергии
областей шт. мощность МВт, _ . в % к валовому млн. кВт«ч/год тыс. т н.э./год потенциалу
Джизакская 224 4,637 28,733 2,471 35,3
Кашкадарьин-ская 199 28,795 169,175 14,549 17,1
Навоийская 85 2,671 15,850 1,363 29,9
Наманганская 33 8,255 49,540 4,260 3,6
Самаркандская 161 12,575 75,715 6,511 22,5
Сурхандарьинская 192 46,133 275,950 23,732 11,5
Ташкентская 186 115,110 691,200 59,443 8,8
Ферганская 19 48,560 225,940 19,431 26,0
Всего 1100 266,736 1532,100 131,760 11,0
Источник: Приложение А к Заключительному отчету Азиатского Банка Развития, Департамент Восточной и Центральной Азии и Министерства Сельского и Водного Хозяйства Республики Узбекистан, «Развитие возобновляемых источников энергии в Республике Узбекистан» 2005 г.
редачи. Стоимость электроэнергии выработанной на микро-ГЭС выше, чем на обычных больших ГЭС. Однако, как правило, микро-ГЭС используются в тех местах, где отсутствует централизованное электроснабжение, и выработка электроэнергии в таких регионах является одним из основных условий развития местного сообщества, повышения качества жизни.
При использовании электроэнергии выработанной на микро-ГЭС на нужды освещения, необходимо использовать энергосберегающие лампы, которые имеют большую яркость свечения, а потребляют энергии в 2-3 раза меньше чем обычные лампы накаливания.
Микро-ГЭС (мощностью до 100 кВт) можно установить практически в любом месте. Выбор
в
ENERGY BULLETIN
№ 20, 2015
места для микро-ГЭС начинается с измерения расхода воды и определения возможного напора.
Наибольший расход воды в горных реках и ручьях Узбекистана наблюдается в июне - августе, а наименьший - в январе-марте. Максимальный расход обычно в 10 раз больше минимального расхода, поэтому, измеряя расход воды в данное время, необходимо учитывать какой расход воды будет в другие времена года111.
Гидроагрегат состоит из энергоблока, водозаборного устройства и устройства автоматического регулирования. Используются микро-ГЭС как источники электроэнергии для дачных поселков, фермерских хозяйств, а также для небольших производств в труднодоступных районах - там, где прокладывать сети невыгодно.
Технико-экономический потенциал малой гидроэнергетики в Узбекистане превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса, вместе взятые111. Из 14 административно-территориальных единиц страны он, в той или иной степени, имеется лишь в 8 регионах, а в значимых объемах - лишь в Ташкентской, Сурхандарьинской и Наманганской областях (таблица 1).
Вместе с тем, валовой потенциал малых рек технически сегодня можно использовать лишь
на 11% из-за недостаточности построенных на них малых и микро-ГЭС. Наибольшими возможностями здесь обладают ресурсы в Ташкентской, Сурхандарьинской и Наманганской областях, где уровень использования гидропотенциала малых рек пока крайне низок (таблица 2).
Предварительный анализ свидетельствует, что основной проблемой, препятствующей использованию микро-ГЭС в стране, является высокая удельная стоимость их производства по сравнению с традиционными источниками энергии. Как показывает мировая практика, эта стоимость в настоящее время остается высокой даже при условии полного перехода Узбекистана на мировые цены и тарифы на традиционные источники энергии.
Литература:
1. Альтернативные источники энергии: возможности использования в Узбекистане. Аналитический доклад Центра экономических исследований. Ташкент, 2011
2. www.uzbekenero.uz
3. Михайлова Л.П., Малая гидроэнергетика. - М.: Энергоатомиздат, 1989
4. www.arch.kyrlibnet.kg
5. Кажинский Б.Б. Простейшая гидроэлектростанция. - М.: Досарм, 1950
Технико-экономический потенциал малой гидроэнергетики в Узбекистане превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса.
