Повышение эффективности использования гидроэнергетических ресурсов в   республике Беларусь

Рассматриваются основные пути повышения эффективности использования гидроэнергетических ресурсов в сельских населенных пунктах Республики Беларусь с учетом передового отечественного опыта. Приводятся крупные инвестиционные гидроэнергетические проекты. Дана оценка основных показателей работы Гродненской ГЭС.

Введение Политика энергосбережения является актуальной для сельского хозяйства Республики Беларусь, не располагающей в достаточном количестве топливно- энергетическими ресурсами. К местным энергоресурсам относятся топливные минеральные ресурсы, включая нефть, нефтяные газы, торф, бурый уголь и горючие сланцы. Обеспеченность Беларуси местными энергетическими ресурсами составляет около 16%.Увеличить данный показатель можно за счет:

1) вторичных энергоресурсов, включая горючие и тепловые отходы на промышленных предприятиях, твердые бытовые отходы, механическую энергию сжатого природного газа;

2) нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, таких как гидроэнергия малых рек, энергия ветра, солнечная энергия;

3) биотоплива.

Государственной программой развития Белорусской энергетической системы на период до 2016 года предусмотрено строительство ГЭС обшей мощностью около 120 МВт. Уже начато строительство Полоцкой и Витебской ГЭС на р. Западная Двина, общая мощность которых превысит 60 МВт, идет проектирование Немновской ГЭС мощностью 20 МВт, которую предполагается построить на р. Неман [1]..

Материалы и методы В настоящее время малая гидроэнергетика, как область энергетического строительства, переживает в Беларуси уже третий виток в истории своего развития.

Начало использования энергии рек Беларуси можно отнести к 12-13 векам. Это было связано со строительством водяных мельниц.

В 19-20 веках гидроэнергия на территории Беларуси нашла широкое применение в промышленности.

К началу 40-х годов 20 века на территории Беларуси насчитывалось 1094 гидросиловых установок с суммарной мощностью около 15 тыс. кВт. В основном это были водяные мельницы, реже гидроэлектростанции малой мощности.

В 1933 г. при Управлении водного хозяйства Народного комиссариата сельского хозяйства БССР была создана гидроэнергетическая группа.

Массовое строительство гидроэлектростанций, в основном малых, было начато с 1935 г. Ряд гидростанций был создан путём реконструкции бывших мельниц. При этом водяные турбины с низким коэффициентом полезного действия заменялись на новые. Такие турбины даже изготавливались в г. Бобруйске на электромеханическом заводе. Часто с целью увеличения мощности ГЭС поднимался уровень водохранилищ, что обеспечивало больший рабочий напор воды.

Подавляющее количество  ГЭС и линий электропередач было разрушено во   время 2-ой Мировой войны.

В первые годы после войны многие гидроэлектростанции были восстановлены. В 1954 г. дала ток самая крупная на то время в Беларуси Осиповичская ГЭС мощностью 2250 кВт, на которой установлено три гидроагрегата фирмы Фойт (Австрия). Эта станция работает и по сей день[1].

На начало 1991 г. на территории Республики Беларусь действовало всего шесть малых ГЭС единичной мощностью менее 2,5 тыс. кВт при суммарной мощности 6 тыс. кВт, из числа которых 4 ГЭС (помеченных * ) имеют единичную мощность менее тысячи кВт: Клястицкая* (р.Нища, зап. Двина), Волпянская* (р.Россь, Неман), Гезгальская* (р.Молчадь, Неман), Осиповичская (р.Свислочь, Днепр), Тетеринская* (р.Друть, Днепр), Чигиринская (р.Друть, Днепр) [1,2].

Надо сказать, что в Беларуси насчитывается более 20,8 тысячи рек и ручьев общей протяженностью 90,8 тысячи километров. Их суммарный сток составляет 58 кубических километров. К наиболее крупным рекам относятся Днепр, Неман, Припять, Западная Двина, Сож, Березина[1,3].

По центру Беларуси проходит водораздел между бассейнами Балтийского и Черного морей (примерно 45 процентов балтийского речного стока, 55 процентов черноморского). Отсюда тот факт, что реки у нас только рождаются, они не так многоводны, поэтому, без образования      крупных      водохранилищ невозможно      получить      на       ГЭС относительно  большие мощности.

Тем не менее, начиная с 1991 года начался третий этап развития гидроэнергетики Беларуси. В настоящее время в стране работает более 40 малых ГЭС общей установленной мощностью около 15000 кВт. На этих ГЭС было использовано оборудование российского и польского производства[1,4].

В настоящее время  ожидаются следующие перспективы развития.

В соответствии с Государственной программой строительства в 2011-2015 годах гидроэлектростанций в Республике Беларусь, утвержденной постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 17 декабря 2010 г № 1838, в стране должно быть построена и реконструировано 33 гидроэлектростанции суммарной мощностью 102,1 МВт, в том числе 20 микроГЭС мощностью до 100 кВт, 9 малых и мини-ГЭС мощностью от 100 кВт до 10 МВт и 4 крупных ГЭС мощностью свыше 10 МВт. Общая годовая выработка упомянутых станций достигнет 463 млн. кВт-ч. При вводе данных ГЭС в эксплуатацию суммарная экономия топлива составит 120 тыс. т у.т. [2,4].

Надо сказать, что основной гидроэнергетический потенциал РБ сосредоточен на трех реках: Западной Двине, Немане и Днепре. На Западной Двине намечено сооружение каскада из четырех ГЭС: Верхнедвинской, Полоцкой, Бешенковичской и Витебской. Мощности этих станций указаны в табл.1.

Таблица 1 - Каскад ГЭС на р. Западная  Двина

Каскад ГЭС на р. Западная Двина 

На   реке  Неман    намечено  сооружение  каскада  из  двух  ГЭС:  Гродненской     и Немновской, мощности которых указаны в табл.2. 

Таблица 2 - Каскад ГЭС на р.  Неман

Каскад ГЭС на р.  Неман  

На реке Днепр намечено сооружение каскада из трех ГЭС: Оршанской, Шкловской и Могилевской.  Мощности ГЭС указаны в табл.3 

Таблица 3 - Каскад ГЭС на р.  Днепр

 Каскад ГЭС на р.  Днепр

Гродненская ГЭС расположена на р. Неман и является самой мощной из существующих гидроэлектростанций Беларуси. Ее строительство началось в мае 2008 года, 31 августа 2012 года подписан акт о вводе станции в эксплуатацию.

Генеральным        проектировщиком       гидроэлектростанции       является        РУП

«Белнипиэнергопром»,   субподрядчиками    -    ОАО    «Гидропроект»    (Украина),    РУП

«Белэнергосетьпроект»,     РУП     «Белгидроводхоз»,     генеральным     подрядчиком     по строительству  -  ОАО  «Гроднопромстрой»,  субподрядчиками  по  строительству  -  РУП

«Гродномеливодхоз»,    Гродненские    филиалы    ОАО    «Центрэнергомонтаж»    и    ОАО

«Электроцентрмонтаж», Механизированная колонна № 84 ОАО «Западэлектросетьстрой».

Основное гидроэнергетическое оборудование (гидротурбины, мультипликаторы, генераторы) поставлено чешской фирмой Mavel.

Мощность гидроэлектростанции составляет 17 МВт. Здесь установлено 5 гидроагрегатов мощностью 3,4 МВт каждый. В схему выдачи мощности входят ПС 110/6 кВ (два трансформатора мощностью по 16 МВА), ВЛ 6 кВ, КЛ и РУ 6 кВ.

Проведем оценку показателей работы Гродненской ГЭС (табл.4). За прошедший год электростанция выработала 86,603 млн. кВт-ч электроэнергии.

Среднечасовая нагрузка ГЭС за время эксплуатации определяется по формуле:

Определим число часов использования установленной мощности ГЭС за год ее работы:

Таким образом, коэффициент использования установленной мощности на ГЭС за год оказался выше проектного значения (56,67 %) и составил 1,026 от него.

Необходимо отметить, что оборудование ГЭС работает надежно. На станции 5 действующих гидроагрегатов, при этом за первые полгода эксплуатации планово по очереди отключались все агрегаты (общее время отключений - 32 дня), неплановые отключения всех агрегатов за этот период составили 8 сут.

Из таблицы 4 видно, что все гидроагрегаты выработали практически одинаковое количество электроэнергии: наибольшая выработка составила 18 804,7 кВт-ч (турбина 2), наименьшая - 16 358,6 кВт·ч (турбина 1). Таким образом, максимальный коэффициент неравномерности загрузки гидроагрегатов составляет 1,15, что подтверждает высокую надежность оборудования ГЭС.

В самом начале эксплуатации гидроэлектростанции состоялась проверка основных показателей работы гидротурбин и гидрогенераторов - мощности и КПД, а также были проведены необходимые измерения, которые осуществлялись персоналом пусконаладочных организаций совместно со специалистами фирмы-изготовителя и эксплуатационниками. Анализ измерений подтвердил высокое качество оборудования.

Согласно наблюдениям, которые велись в течение первого полугодия работы ГЭС, в период так называемой «приработки», повреждений оборудования не было и режим работы электростанции не нарушался.

Имевшие место неплановые отключения были связаны с мелкими дефектами, которые часто встречаются на вновь введенных объектах в этот период.

Известно, что уровень использования гидроэнергетического потенциала в стране четко характеризуется коэффициентом

Следовательно, коэффициент использования гидроэнергетического потенциала Гродненской области возрос в 7,7 раза. Для сравнения, в Европе этот коэффициент превышает 60 %, а в некоторых скандинавских странах - 90 %[1,4].

.Некоторый интерес представляет анализ себестоимости энергии, выработанной на гидроэлектростанциях, находящиеся на балансе РУП «Гродноэнерго». Так, у малых ГЭС области она составляет 2,95 цента/кВт-ч; у Гродненской ГЭС - 2,6 цента/кВт-ч. При этом следует отметить, что в структуре себестоимости электроэнергии малых ГЭС до 50 % составляет доля зарплаты, а основную часть себестоимости электроэнергии Гродненской ГЭС (73 %) определяет амортизация основных фондов. Кроме того, себестоимость электроэнергии, выработанной на ГЭС, в несколько раз ниже, чем произведенной на тепловых электростанциях.

Высокая эффективность работы Гродненской ГЭС во многом обусловлена профессионализмом персонала, обслуживающего гидроэлектростанцию. В штате ГЭС, которая является структурным подразделением филиала «Гродненские электрические сети», работают 16 человек, в том числе начальник ГЭС, ведущий инженер, пять начальников смен, пять машинистов гидроагрегатов 4 разряда, два слесаря по обслуживанию оборудования ГЭС и др. Следует отметить, что подбор персонала для работы на гидростанции проводился очень тщательно. И результат оказался соответствующим: большинство из работников ГЭС имеют первичное техническое образование, полученное в профессиональных технических училищах, опыт успешной работы на производстве (в том числе в энергосистеме), некоторые продолжили учебу в высших учебных заведениях. В результате на Гродненской ГЭС создан молодой - средний возраст 33 года - коллектив высококвалифицированных работников.

Важную роль в подготовке персонала ГЭС сыграл тот факт, что работники станции участвовали в монтажных и наладочных работах совместно со специалистами чешской фирмы Mavel. Весь оперативный и ремонтный персонал ГЭС прошел стажировку на действующих гидростанциях РУП «Гродноэнерго», участвовал в предпусковых операциях и комплексном опробовании оборудования Гродненской ГЭС. Все это позволило обеспечить качественную подготовку персонала Гродненского гидроэнергетического узла к самостоятельной работе. За прошедший год эксплуатации специалисты станции под- твердили свою высокую квалификацию. Они обеспечили успешное прохождение паводка и ледохода, не допустили серьезных сбоев в работе оборудования, средств защиты и автоматики. Сегодня уверенно можно сказать, что Гродненская ГЭС в надежных руках. В ближайшее время она станет прекрасной производственной базой для подготовки персонала вновь строящихся крупных ГЭС Беларуси.

Ввод в эксплуатацию Гродненской ГЭС - первый шаг в развитии национальной гидроэнергетики с массовым внедрением крупных и средних гидростанций.

Обсуждение результатов Материалы выполненных научных исследований прошли апробацию на научно-исследовательских конференциях [1-4]:

  1. Актуальные проблемы экономического развития Казахстана в условиях глобализации: материалы Республиканской научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования экономического факультета, г. Астана, 17 мая 2013 г. Т. 1 / Казахский агротехнический университет им.С Сейфуллина.- Астана: КАТУ им.С Сейфуллина,
  2. Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса Беларуси: на III-ей Международной . научно-практической . конференции, г. Горки, 16 -17 мая 2013 г.
  3. Научно-инновационная деятельность в агропромышленном комплексе: на VI-ой Международной научно-практической конференции (Минск, 11-12 июня 2014 г.)

Выводы 1. Для организации наиболее эффективного энергоснабжения малых городов,  поселков  и  других  населенных  пунктов  сельских  территорий    приоритетное значение приобретает решение следующих первоочередных задач: разработка схемы энергоснабжения всех райцентров, городов и других населенных пунктов. Резервным топливом можно определить природный газ или мазут. Резервное снабжение электрической энергией должно осуществляться от электрических сетей энергосистемы. Энергоисточники и тепловые сети в райцентрах целесообразно иметь на балансе местных структур жилищно-коммунального хозяйства [1,2,3,4]. Наиболее целесообразно, на наш взгляд:

  • детальное изучение местных топливно-энергетических источников района (региона), города, поселка, в числе отходы древесины (в деревообрабатывающей промышленности, при чистке леса - сухостой, некондиционный лес, последствия стихии т.д.), биомасса, полученная с животноводческих ферм, из отходов сельскохозяйственной продукции, твердых бытовых отходов и т.д.; отходы специфических производств (спиртзаводов, винзаводов, льнокомбинатов и т.д.), остатки соломы, сбросы горячей воды, с целью использования их на энергоисточниках, которые планируется построить или модернизировать;
  • организация работы по привлечению иностранных инвестиций и частного капитала в развитие схем энергоснабжения сельских территорий нашей республики.
  • при строительстве, расширении и реконструкции энергоисточников, находящихся в собственности предприятий, необходимо требовать от их руководителей согласования про- ектов с главами района и ЖКХ.
  • Учитывая двухцелевое назначение источников важных проектов по развитию энергетики на местных видах топлива (снижение себестоимости энергии и повышение энергобезопасности), необходимо разработать и усовершенствовать методы учета эффекта от повышения энергобезопасности при оценке эффективности таких проектов и предусмотреть меры компенсации потерь инвесторам от использования местных видов топлива, возобновляемых и нетрадиционных источников энергии.
  • Опыт эксплуатации объектов возобновляемой гидроэнергетики на Гродненщине показал, что использование ВИЭ является перспективным направлением развития отрасли. Ввод в эксплуатацию Гродненской ГЭС в 7,7 раза увеличил коэффициент использования гидроэнергетического потенциала Гродненской области. Такие показатели, как выработка электроэнергии, коэффициент использования установленной мощности, среднечасовая нагрузка ГЭС, превышают проектные, что подтверждает эффективность ее работы. Следует отметить высокую надежность гидротехнического оборудования и качество его изготовления. Немаловажным является и тот факт, что себестоимость электроэнергии, вырабатываемой    ГЭС,     в     несколько     раз     ниже    себестоимости электроэнергии, генерируемой тепловыми электростанциями.

 

Литература

  1. Дорофейчик А.Н. Опыт эксплуатации объектов возобновляемой энергетики Гродненщины. Эффективность работы / А.Н. Дорофейчик //Энергетическая стратегия.- - №6. — С. 29—35.
  2. Зорина Т.Г. Создание модульных комплексов, комбинирующих генерацию разных видов энергии, как направление развития малой энергетики в Республике Беларусь // Аграрная экономика . - 2014. - № 1. -С. 39 -48.
  3. Королевич Н.Г. Основные пути повышения энергетической эффективности АПК Республики Беларусь/ Н.Г. Королевич, И.А. Оганезов, И.И.Гургенидзе // Актуальные проблемы экономического развития Казахстана в условиях глобализации: материалы Республиканской научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования экономического факультета, г. Астана, 17 мая 2013 г. Т. 1 / Казахский агротехнический университет им.С Сейфуллина.- Астана: КАТУ им.С Сейфуллина, 2013.- С.49-53.
  4. Королевич Н.Г. Перспективы развития нетрадиционной энергетики в сельской местности Республики Беларусь  /  Н.Г.     Королевич,  И.А.  Оганезов,   И.И.Гургенидзе//
  5. Актуальные проблемы формирования кадрового потенциала для инновационного развития АПК : материалы Международной научно-практической конференции (Минск, 5-7 июня 2013 г.) / ред. кол.: Романюк Н.Н. [и др.]. БГАТУ, 2013.- С. 184 -186.
Год: 2015
Город: Алматы