Перспективы развития гэс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Значение гидроэнергетики сложно переоценить. Наличие доступной энергии является обязательным условием обеспечения комфортной жизни человека. Цивилизация и история развития энергетики, изучение новых методов ее преобразования, изобретение новых источников неразрывно связаны. В структуре современной энергетики после тепловых электростанций, на которые приходится 62%, второе место занимают турбины, использующие силу водного потока в качестве источника энергии. Гидроэнергетика - это возможность получать энергию, используя возобновляемые ресурсы: природная мощность рек, геотермальные воды, энергия приливов.

Использование энергии возобновляемых водных ресурсов имеет ряд преимуществ: возможность управления паводками, сохранение подземных вод, укрепление русел рек, возможность обеспечения засушливых регионов необходимым количеством воды.

Однако проблемой использования таких источников энергии является их ограниченность. Реки, расположенные вдали от промышленных центров, как правило, уже исчерпали свой ресурс, их мощности практически использованы. Поэтому количество энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, значительно сократилось во всех странах мира.

Строительство гидроэлектростанций имеет ряд преимуществ:

1. Безопасность для человека и окружающей среды. ГЭС при работе не выделяют опасный угарный газ, серу и окислы азоты. Также они не загрязняют пылью и другими вредными отходами почву. Работающие турбины нагреваются, их тепло передается воде, однако его количество не влияет на окружающую среду.

2. Высокий потенциал гидроэнергетики обеспечивает природный круговорот воды, поскольку они является возобновляемым источником энергии.

3. Регулируя скорость, объемы подаваемого водного потока, сокращая или увеличивая его при подаче к турбинам, легко обеспечить контроль показателя производительности работы ГЭС.

4. Сооружаемые водохранилища могут использоваться в качестве зон для отдыха.

5. Сберегаемая в водохранилищах чистая вода может использоваться для бытовых целей, полива хозяйственных угодий.

Проблемы гидроэнергетики

Несмотря на стремительное развитие гидроэнергетики , эта отрасль сталкивается с рядом проблем . Во многих развитых странах подобный вид энергетики практически исчерпал себя. Как показывают данные исследований, сегодня в странах Западной Европы потенциал гидроэнергетики исчерпан на 70 процентов. По расчетам специалистов потенциал гидроэнергетики в России составляет более 1600 млрд. киловатт-час, что в 1,5 раз превышает потребляемые объемы электроэнергии. На сегодня степень использования мощностей построенных ГЭС не превышает 10,5 процентов. Основная часть гидропотенциала страны расположена в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. В европейской части России значительная часть ресурсов расположена на Европейском Севере.

Многие реки в зимний период покрываются льдом, промерзая до самого дна. Поэтому строительство и эксплуатация ГЭС в таких регионах не имеет перспектив. Еще одной проблемой гидроэнергетики является то, что ГЭС часто возводятся в отдаленных регионах. Чтобы обеспечить доставку, потребителям электроэнергии необходимо возводить линии электропередач, что связано с высокими финансовыми затратами. Содержание проводов, поддержание их в рабочем состоянии, замена при физическом износе также требуют средств.

Одной из проблем энергетики является ее негативное влияние на окружающую среду и человека. Работа ГЭС связана с большим количеством выбросов газов в атмосферу, большие объемы потребления воды, создание водохранилищ. Негативно работа электростанций отражается на состоянии литосферы: изменяется природный ландшафт, увеличивается загрязненность токсическими веществами.

Строительство гидроэлектростанций имеет ряд недостатков:

1. Строительство искусственных водохранилищ приводит к затоплению большого количества плодородных земель, которые могли бы использоваться для развития сельского хозяйства. Целые города становятся заложниками строительства ГЭС. Их население вынуждено менять место жительства, миграция создает ряд экономических проблем.

2. Авария плотины, ее разрушение неминуемо вызовет наводнение.

3. Строительство гидроэлектростанций неэффективно на равнине.

4. Засуха может негативно отразиться на эффективности работы ГЭС, снижая количество вырабатываемой энергии.

5. Работа ГЭС существенно снижает количество кислорода в воде, что приводит к экологической катастрофе, гибели представителей животного и растительного мира не только в водохранилище, но и вокруг него.

Гидроэнергетика: перспективы

Сегодня на гидроэлектростанции возложен ряд функций, в числе которых:

· выработка электрической энергии в количестве, необходимом для работы промышленности, бытовых потребностей;

· обеспечение стабильности энергосистемы;

· сохранение энергии водных ресурсов до момента, когда она будет преобразована в электрическую.

Создание искусственных водохранилищ при строительстве гидроэлектростанций позволяет вырабатывать энергию, накапливать ее в необходимом количестве. Перспективы развития гидроэнергетики зависят от того, насколько эффективно внедряются достижения технического прогресса, насколько принятые решения успешны. Постоянный рост КПД гидроэлектростанции обеспечивают инновационные решения.

Перспективы гидроэнергетики в России

Сегодня российскими учеными проводятся исследования, от результатов которых зависит, будет ли дальнейшее развитие гидроэнергетики в стране перспективным и эффективным.

Перспективным направлением развития гидроэнергетики в России является внедрение программы развития малой гидроэнергетики. В ее основе лежит реализация мер, направленных на строительство ГЭС мощностью не менее 25 МВт. Данному виду производства электроэнергии экономическую привлекательность обеспечивают установленные на государственном уровне доплаты к цене на вырабатываемую малыми станциями энергию, компенсационные выплаты, покрывающие затраты, понесенные при присоединении объектов малой гидроэнергетики к общим сетям.

Малая Гидроэнергетика России – перспективное направление, основным задачами которого являются:

· устранение дефицита электроэнергии в регионах, еще не охваченных системами централизованной поставки энергии потребителям;

· использование энергии возобновляемых источников позволяет существенно сократить затраты на доставку топлива для объектов генерации;

· безопасное производство экологически чистой энергии;

· строительство гидроэлектростанций в рамках реализации программы МГЭС позволяет создать дополнительные места для трудоустройства.

К 2020 году, по оценкам экспертов, доля МГЭС составит 25 процентов в общем объеме производимой электроэнергии. Площадкой для развития этого перспективного направления гидроэнергетики были выбраны Сибирь, Северный Кавказ, регионы Центральной части страны. На первом этапе были разработаны проекты, позволившие исследовать потенциал сибирских рек, изучить показатели экономической эффективности, оценить, насколько их реализация будет целесообразной. На втором этапе планируется оказание государственной поддержки МГЭС в виде надбавок на стоимость электроэнергии, компенсации части затрат на присоединение к общим электрическим сетям.

Реализация программы МГЭС предполагает отказ при строительстве от возведения плотин, сооружения искусственных водохранилищ, оказывающих негативное влияние на природу. Использование инновационной технологии, обеспечивающей естественный перепад высот между устройством, принимающим воду и машинным залом, где установлены турбины, позволяет минимизировать негативное действие гидроэлектростанций на природу, сохранить экосистему рек.

Аннотация. В статье рассматриваются актуальные задачи развития гидроэнергетического комплекса России. Выполнен обзор экспортных возможностей перспективных ГЭС. Проанализированы основные водохозяйственные эффекты, оказывающие влияние на отрасли экономики, использующие водные ресурсы, на условия и качество жизни населения и на экологические условия.

Ключевые слова: гидроэнергетика, электроэнергетика, ГЭС, экспорт электроэнергии, водное хозяйство.

Введение

Гидроэнергетика является одним из элементов гидросферы, определяющими эффективное техногенное и антропогенное использование водных ресурсов в рамках единого социоприродного водохозяйственного комплекса континента.
Наша страна располагает значительным потенциалом использования водных ресурсов, что определяет широкие возможности развития гидроэнергетики [1]. На ее территории сосредоточено около 9 % мировых запасов гидроэнергии. По обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами Россия занимает второе, после Китая, место в мире, опережая США, Бразилию, Канаду.
Валовой (теоретический) гидроэнергопотенциал Российской Федерации определен в 2784,3 ТВт·ч годовой выработки электроэнергии или 170 МВт·ч на 1 км2 территории. Из этой величины потенциал крупных и средних рек составляет 2394,4 ТВт·ч или 83 %. Это основной фонд водных ресурсов, на котором базируется строительство гидроэлектростанций.
Валовой (теоретический) потенциал речного стока по федеральным округам России приведен в таблице 1.

Таблица 1. Теоретический потенциал
речного стока по федеральным округам РФ
Источник: [1]

Технически достижимый уровень использования гидроэнергоресурсов составляет без малых рек около 1 670 ТВт·ч (около 70 % от валового гидроэнергопотенциала).
Экономический потенциал был определен в начале 60-х годов в размере 852 ТВт·ч в целом по России (без малых рек) на основе обобщения многочисленных проектных материалов предыдущих лет. Порядка 80 % этой величины приходится на восточные районы страны (Сибирь, Дальний Восток). Из потенциала европейской части России около 70 % приходится на районы Севера, Поволжья и Северного Кавказа.

БоГЭС, верхний бьеф

Освоенность гидроэнергетических ресурсов России невелика. Суммарная выработка электроэнергии действующими ГЭС России в 2013 году по данным Минэнерго РФ [2] равна 186,7 млрд кВт∙ч, что составляет около 20 % от величины экономического потенциала. В настоящее время это один из самых низких уровней использования гидропотенциала не только среди развитых, но и среди развивающихся стран. В большинстве государств использование этого бестопливного ресурса превысило 50–60 % экономического потенциала, а европейские страны практически полностью освоили все свои ресурсы [3].

Экспортные возможности использования перспективных ГЭС России

Переход через реку Лена

Водохозяйственные эффекты гидроэнергетики

Водохранилища для ГЭС, также как и водоемы, предназначенные в основном для неэнергетических целей, выполняют разные функции и оказывают влияние на отрасли экономики, использующие водные ресурсы, на условия и качество жизни населения и на экологическую систему региона [1].
Воднотранспортный эффект. На судоходных реках, к которым относится значительная часть водотоков, протекающих по равнинным территориям, водохранилища способны существенно улучшить навигационные условия, как глубины, так и продолжительность судоходства – за счет подпора в верхнем бьефе гидроузлов и повышения расходов воды в реке ниже гидроузла в маловодные осенние месяцы.
На приплотинных и срединных участках водохранилищ глубины в несколько раз превышают необходимые для судоходства. При этом, судовой ход может прокладываться не по руслу реки, а практически по любой трассе. За счет спрямлений длина судового хода по водохранилищам, в сравнении с длиной хода по реке, сокращается на 5–15 %.
С созданием водохранилищ в несколько раз увеличивается ширина судового хода и радиусы закругления, что дает возможность повысить скорость движения судов на 10–15 %.
Экологический эффект. Водохранилища являются аккумулятором загрязнений, поступающих со сточными водами населенных пунктов и промышленных предприятий. Значительная часть этих загрязнений вместе с наносами осаждается на дне водохранилищ, из которых в нижний бьеф гидроузла поступает осветленная и очищенная вода. В маловодные годы водохранилища могут обеспечить весной подачу в нижний бьеф дополнительных объемов воды, необходимой для нереста рыб.
Водохранилища также улучшают санитарно-гигиенические условия в нижних бьефах гидроузлов в связи с повышением расходов воды в реках в летне-осеннюю и зимнюю межень, а также предотвращают гибель рыб в зимовальных ямах в маловодном году.
Водоснабженческий эффект. Водохранилища обеспечивают бесперебойную работу водозаборов в верхних бьефах гидроузлов, где уровни всегда выше, чем в естественных условиях, а также в нижних бьефах плотин, где и в маловодную межень поддерживаются необходимые уровни (расходы) воды.

ВДСЛ плотина

Накапливая половодный сток, водохранилища круглый год снабжают водой города и промышленные предприятия, как расположенные на их берегах, так и находящиеся на большом расстоянии от них. Благодаря водохранилищам условия забора воды водопроводами становятся лучше и дешевле. Вода становится менее мутной, с ослабленной цветностью, с меньшим запахом, окисляемостью и бактериальной загрязненностью. Это упрощает ее очистку на водопроводных станциях, снижает расход коагулянта и хлора для приведения воды к стандарту; выравнивает сезонные колебания качества и температуры речной воды, благодаря чему водопроводные станции работают более равномерно в течение года.
Рекреационный эффект. Водохранилища, создаваемые близ населенных пунктов, являются привлекательными рекреационными водоемами. Они дают возможность отдохнуть, заняться любительской рыбалкой и водными видами спорта, смягчают летнюю жару и, наконец, создают живописные ландшафты.
Водохранилища, расположенные в горных и северных районах, как правило, имеют лучшие транспортные подходы, чем озера, и могут успешно соперничать с ними в рекреационной привлекательности.
Климатический эффект. Влияние водохранилищ на климат в различных природных поясах и зонах неодинаково. В зоне недостаточного увлажнения это влияние менее значительно, чем в зоне избыточного увлажнения, где оно ощущается сильнее и распространяется на большие территории с менее резкими переходами. Масштабы изменений климата зависят также от рельефа (чем выше берега, тем быстрее затухают эти изменения), от морфометрических характеристик водохранилища, особенно от объема водной массы.
Весной водохранилища оказывают охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплого периода (вплоть до ледостава) – делают микроклимат теплее. Под воздействием водохранилищ, как правило, уменьшается континентальность климата: нагрев воздуха становится более плавным, суточная амплитуда температур уменьшается, влажность увеличивается, весенние заморозки прекращаются, осенние наступают позже и т. п. За счет большего (чем с суши) испарения с увеличившейся водной поверхности возрастает относительная и абсолютная влажность воздуха, что особенно заметно сказывается в засушливых зонах.

Воткинская ГЭС

Энергетический эффект. Преодоление неравномерности естественного стока является основной задачей создания водохранилищ. Регулирование ими стока позволяет развить установленную и увеличить гарантированную мощность ГЭС, обеспечить годовую выработку энергии и степень энергетического использования стока.
При отсутствии регулирующих водохранилищ гидроэлектростанции вырабатывали бы электроэнергию не в соответствии с требованиями энергетических систем, а в зависимости от водности реки в тот или иной период. Поскольку расходы воды в реках в разное время года меняются десятки и сотни раз, гидроэлектростанции без регулирующих водохранилищ также бессистемно меняли бы свою мощность.
Основное назначение гидроэнергостанций в современных энергосистемах – участвовать в покрытиях пиков суточной нагрузки энергосистем. Разница максимальной и минимальной нагрузки суточного графика во всех энергосистемах с каждым годом значительно возрастает, и в некоторых системах составляет миллионы кВт. Покрытие пиков нагрузки тепловыми электростанциями, не говоря об атомных, которым это абсолютно противопоказано, что подтверждает опыт Чернобыльской АЭС, не всегда возможно и целесообразно по техническим и экономическим причинам. Частое чередование глубокой разгрузки и полной нагрузки тепловых агрегатов сокращает срок службы оборудования, увеличивает частоту и объем ремонтных работ, повышает удельный расход топлива на производство электроэнергии.
Ирригационный эффект. Водохранилища ГЭС, создаваемых как на территории ОЭС Юга, так и в других регионах, где возможны засушливые сезоны, повышают водообеспеченность существующих оросительных систем и могут служить надежным источником для новых площадей орошения.
Противопаводковый эффект. Самым эффективным способом борьбы с наводнениями является регулирование стока водохранилищами с созданием в водохранилище противопаводковой емкости, которая заполняется в период паводка, или с повышением (форсированием) уровня водохранилища над нормальным подпорным уровнем во время пропуска паводка. Благодаря этому, в период паводка резко уменьшается расход, сбрасываемый из водохранилища, по сравнению с притекающим в него, и соответственно, снижается уровень воды в реке и сокращаются ущербы.
Защита от наводнений является одной из важнейших экономических, социальных и природоохранных задач, решаемых водохранилищами.

КВГЭС

Комплексное использование водных ресурсов остается основополагающим принципом при строительстве гидроэнергетических объектов во всех странах мира в настоящее время. Комплексное использование водохранилищ позволяет эффективно решать глобальные проблемы, которые особенно остро встали перед человечеством в настоящее время: дефицит пресной воды, борьба с наводнениями и др.
Комплексное использование водохранилищ ГЭС с учетом интересов всех водопользователей, влияния на окружающую среду и прилегающие территории в зоне водохранилищ и в нижнем бьефе позволяет существенно повысить эффективность его создания для экономики региона. При этом, чем больше функций выполняет водохранилище, тем рациональнее использование водных и земельных ресурсов, тем более эффективным и оправданным с позиции государства становится его создание.
Во многих случаях ведущим участником водохозяйственного комплекса является энергетика, но режимы эксплуатации водохранилища должны определяться с учетом интересов всех участников водохозяйственного комплекса, а также с учетом решения экологических проблем. Очень часто решение этих задач ведет к снижению энергетического эффекта.
На данной стадии проектирования дать точные оценки комплексного воходозяйственного эффекта в денежном выражении по перспективным гидроэнергетическим объектам до 2030 года и, тем более, до 2050 года – не представляется возможным. В работе [1] проведен аналитический обзор водохозяйственных эффектов, которые могут возникнуть в различных смежных отраслях экономики в результате строительства и ввода в эксплуатацию перспективных ГЭС в различных регионах Российской Федерации. При последующем проектировании конкретных объектов будут определены и конкретные участники комплексов, помимо электроэнергетики.

Выводы

Электроэнергетика является основой функционирования экономики любой страны и региона. Электроэнергия – это базовый ресурс не только для эффективной организации хозяйственной деятельности и создания национального богатства страны, но и для повышения качества жизни ее населения. Поэтому усиление экономических стимулов развития отрасли становится необходимым для успешной реализации национальной политики [4].
Опыт гидростроительства показывает, что сооружение ГЭС в большинстве случаев, особенно в отдаленных малоосвоенных и трудных для проживания населения районов, дает начальный импульс хозяйственному развитию и благоустройству территории и остается постоянно действующим фактором для региональной экономики.
Новая энергетическая база не только способствует развитию местной промышленности, но и привлекает в регион крупных электроемких потребителей. В результате, в реальном секторе производства создаются привлекательные рабочие места, обеспечиваются более комфортные условия для населения (транспортные и прочие услуги, электрификация быта, наличие жилья и др.), возникает положительная динамика рабочей силы, растут налоговые поступления в региональные бюджеты.
Сооружение гидроузлов в республиках Северного Кавказа позволяет привлечь часть незанятого населения как непосредственно в строительство, так и в обслуживание ГЭС (коммунально-бытовые услуги, снабжение, транспорт, общепит и др.), способствует уменьшению безработицы.
Опыт сооружения гидроэлектростанций в Сибири и на Дальнем Востоке показал, что после окончания строительства часть приезжих рабочих остается на эксплуатации ГЭС, объектах инфраструктуры, в сфере обслуживания.
Важной социальной предпосылкой сооружения ГЭС являются ежегодные налоговые поступления в бюджет района.
В свою очередь создание водохранилищ позволяет снизить ущербы от катастрофических наводнений в сельскохозяйственном производстве и снять ущербы от затоплений населенных пунктов, дорог и линий связи. Наиболее значительно противопаводковый эффект гидроузлов проявится на Дальнем Востоке на территориях Приморского и Хабаровского краев и Амурской области.
Также следует отметить, что в отличие от тепловой энергетики (основная альтернатива строительству ГЭС) в процессе производства электроэнергии на ГЭС не происходит выбросов в атмосферу вредных веществ, что в результате позволяет снизить антропогенное воздействие на воздушный бассейн.

Исследование выполнено в рамках госзадания ОИВТ РАН АААА-А16–116051810068–1.

Большие гидроэлектростанции выполняют следующие функции в энергосистеме:

производство электроэнергии;
быстрое согласование мощности генерации с потребляемой мощностью, стабилизация частоты в энергосистеме;
накопление и хранение энергии в форме потенциальной энергии воды в поле тяготения Земли с преобразованием в электроэнергию в любое время.

Выработка электроэнергии и маневр мощностью возможны на ГЭС любого масштаба. А накопление энергии срок от нескольких месяцев до нескольких лет (на зиму и на маловодные годы) требует создания больших водохранилищ.

Для сравнения: автомобильный аккумулятор массой 12 кг напряжением 12 В и емкостью 85 амперчасов может хранить 1,02 киловатт-часа (3,67 МДж). Чтобы запасти такое количество энергии и преобразовать ее в электрическую в гидроагрегате с КПД 0,92, нужно поднять 4 тонны (4 куб.м) воды на высоту 100 м. или 40 тонн воды на высоту 10 м.

Чтобы ГЭС мощностью всего 1 МВт работала на запасенной воде 5 месяцев в году по 6 часов в день на запасенной воде, нужно на высоте 100 м накопить и затем пропустить через турбину 3,6 миллиона тонн воды. При площади водохранилища 1 кв.км понижение уровня составит 3,6 м. Такой же объем выработки на дизельной электростанции с КПД 40% потребует 324 т солярки. Таким образом, в холодном климате запасение энергии воды на зиму требует высоких плотин и больших водохранилищ.

Кроме того, на большей части территории России в зоне вечной мерзлоты малые и средние реки зимой промерзают до дна. В этих краях малые ГЭС зимой бесполезны.

Большие ГЭС неизбежно находятся на значительном расстоянии от многих потребителей, и следует учитывать затраты на строительство линий электропередачи и потери энергии а нагрев проводов. Так, для Транссибирской (Шилкинской) ГЭС стоимость строительства ЛЭП-220 до Транссиба протяженностью всего 195 км (очень мало для такой стройки) превышает 10% всех затрат. Затраты на строительство сетей электропередачи столь существенны, что в Китае мощность ветряков, до сих пор не подключенных к сети, превышает мощность всей энергетики России к востоку от Байкала.

Таким образом, перспективы гидроэнергетики зависят от прогресса технологий и производства, и хранения и передачи энергии в совокупности.

Энергетика – очень капиталоемкая и потому консервативная отрасль. До сих пор работают некоторые электростанции, особенно ГЭС, построенные в начале двадцатого века. Поэтому для оценки перспективы на полвека вместо объемных показателей того или иного вида энергетики важнее смотреть на скорость прогресса в каждой технологии. Подходящие показатели технического прогресса в генерации – КПД (или процент потерь), единичная мощность агрегатов, стоимость 1 киловатта мощности генерации, стоимость передачи 1 киловатта на 1 км, стоимость хранения 1 киловатт-часа в сутки.

Аккумулирование энергии

Хранение электроэнергии – новая отрасль в энергетике. Долгое время люди хранили топливо (дрова, уголь, потом нефть и нефтепродукты в цистернах, газ в емкостях под давление и подземных хранилищах). Потом появились накопители механической энергии (поднятой воды, сжатого воздуха, супермаховики и др.), среди них лидером остаются гидроаккумулирующие электростанции.

Вне зон вечной мерзлоты тепло, накопленное солнечными водонагревателями, уже можно закачивать под землю для отопления домов зимой. После распада СССР прекратились опыты по использованию энергии солнечного тепла для химических превращений.

Известные химические аккумуляторы имеют ограниченное количество циклов заряд-разряд. Суперконденсаторы имеют намного большую долговечность, но их емкость пока недостаточна. Очень быстро совершенствуются накопители энергии магнитного поля в сверхпроводящих катушках.

Прорыв в распространении накопителей электроэнергии произойдет, когда цена снизится до 1 долл. за киловатт-час. Это позволит широко использовать виды электрогенерации, не способные работать непрерывно (солнечная, ветровая, приливная энергетика).

Альтернативная энергетика

Из технологий генерации быстрее всего сейчас происходят перемены в солнечной энергетике. Солнечные батареи позволяют производить энергию в любом потребном количестве – от зарядки телефона до снабжения мегаполисов. Энергии Солнца на Земле в сотню раз больше, чем остальных видов энергии вместе взятых.

Ветроэлектростанции прошли период снижения цен и находятся на этапе роста размеров башен и мощности генераторов. В 2012 году мощность всех ветряков мира превзошла мощность всех электростанций СССР. Однако в 20-е годы 21 века возможности улучшения ветряков будут исчерпаны и двигателем роста останется солнечная энергетика.

Получение электроэнергии за счет тепла, идущего из недр Земли (геотермальная энергетика) перспективно, но лишь в отдельных районах. Технологии сжигания органического топлива еще несколько десятилетий будут составлять конкуренцию солнечной и ветровой энергетике, особенно там, где мало ветра и солнца.

Быстрее всего совершенствуются технологии получения горючего газа путем брожения отходов, пиролиза или разложения в плазме). Тем не менее, твердые бытовые отходы всегда перед газификацией будут требовать сортировки (а лучше раздельного сбора).

Технологии ТЭС

КПД парогазовых электростанций превысил 60%. Переоборудование всех газовых ТЭЦ в парогазовые (точнее, газопаровые) позволит увеличить выработку электроэнергии более чем на 50% без увеличения сжигания газа.

Угольные и мазутные ТЭЦ намного хуже газовых и по КПД, и по цене оборудования, и по количеству вредных выбросов. Кроме того, добыча угля требует больше всего человеческих жизней на мегаватт-час электроэнергии. Газификация угля на несколько десятилетий продлит существование угольной отрасли, но вряд ли профессия шахтера доживет до 22 века. Очень вероятно, что паровые и газовые турбины будут вытеснены быстро совершенствующимися топливными элементами в которых химическая энергия преобразуется в электрическую минуя стадии получения тепловой и механической энергии. Пока же топливные элементы очень дороги.

Атомная энергетика

Новые технологии

И немного фантастики в чертежах. Сейчас в России проходят проверку три новых принципа изотермического преобразования теплоты в электричество. У этих опытов очень много скептиков: ведь нарушается второе начало термодинамики. Пока получена одна десятая микроватта. В случае успеха, сначала появятся батарейки для часов и приборов. Потом лампочки без проводов. Каждая лампочка станет источником прохлады. Кондиционеры будут вырабатывать электроэнергию вместо того чтобы потреблять ее. Провода в доме станут не нужны. Когда фантастика станет явью – судить рано.

Для малонаселенных территорий с высокими затратами на транспортировку также важна распространенность и общедоступность источников энергии.

Наиболее распространена энергия Солнца, но Солнце видно не всегда (особенно за Полярным кругом). Зато зимой и ночью часто дует ветер, но не всегда и не везде. Тем не менее, ветросолнечные электростанции уже сейчас позволяют в разы снизить расход солярки в отдаленных поселках.

Разнообразие природных ресурсов в мире означает, что устойчивое получение электроэнергии требует сочетания разных технологий применительно к местным условиям. В любом случае, неограниченное количество энергии на Земле получить нельзя и по экологическим, и по ресурсным причинам. Поэтому рост производства электроэнергии, стали, никеля и других материальных вещей на Земле в ближайшем столетии неизбежно сменится ростом производства интеллектуального и духовного.

Сектор малой гидроэнергетики в России в ближайшие годы ждет интенсивное развитие – позитивные выводы относительно его будущего делают не только отечественные эксперты, но и мировые аналитики, пишет сайт Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ).

До конца 2024 года в России в рамках первой программы ДПМ ВИЭ планируется ввести в строй малые гидроэлектростанции совокупной мощностью в 210 МВт. В рамках программы ДПМ 2.0 с 2025 по 2035 годы по данным АРВЭ будет введено 200 МВт.

Директор АРВЭ Алексей Жихарев прогнозирует, что реальные показатели ввода будут гораздо больше – это обусловлено интересом инвесторов к сектору МГЭС в рамках розничного рынка.

«Малая гидроэнергетика в программе государственного стимулирования отрасли имеет небольшие объемы поддержки. Это случилось, во многом, по причине серьезного отставания сегмента МГЭС в первой программе ДПМ ВИЭ. Поэтому, когда решалась судьба второй программы, Правительством было принято решение – оставить такие же небольшие показатели. При этом перспективы у сектора малой гидрогенерации – колоссальные. В России очень много проектов, которые проработаны, готовы к инвестированию, – отмечает Алексей Жихарев.

Гидроэнергетике необходимо расти в два раза быстрее до 2030 года для выполнения целевых задач, намеченных по достижению нулевого уровня выбросов парниковых газов в 2050 году – к такому выводу пришло Международное энергетическое агентство (МЭА) в своем очередном специальном отчете, посвященном анализу и прогнозу состояния рынка гидроэнергетики.

По данным МЭА, около половины экономически жизнеспособного потенциала гидроэнергетики во всем мире остается неиспользованным, особенно в странах с формирующимся рынком и развивающихся странах.

В России на сегодня по установленной мощности ГЭС занимают второе место после тепловых электростанций. В эксплуатации находятся почти 50 ГВт гидроэлектростанций, что составляет около 20 % от установленной мощности электростанций РФ.

Согласно данным, приведенным в специальном отчете МЭА, в 2020 году гидроэнергетика обеспечивала шестую часть мирового производства электроэнергии. Ожидается, что в период с 2021 по 2030 годы мировые гидроэнергетические мощности увеличатся на 17% или 230 ГВт. Лидерами этого процесса, по прогнозам МЭА, станут Китай, Индия, Турция и Эфиопия. Существенную роль в развитии сектора гидрогенерации России, с учетом имеющегося в стране неиспользованного потенциала, могут сыграть МГЭС.

Читайте также: