Занимательная энергетика.

Занимательная энергетика.

Нам с детства внушали легенду о том, что гидроэнергетика экономически самый выгодный способ производства э/энергии. Попробуем разобраться в этом вопросе на примере работы Красноярской ГЭС. Итак:

Мощность Красноярской ГЭС : P_max = 6 ГВт, P_{средне годовая} = 2,3 ГВт

Средний годовой расход воды в русле Енисея около Красноярска  около 2800 м³/сек.

Отсюда получаем, что для производства 1 КВт*час э/энергии расходуется около 4,3 м³ воды из Красноярского водохранилища. А в это водохранилище вода поступает из верховьев Енисея, таежных рек и ручейков, то есть чистая питьевая вода. Я еще помню то время, когда воду брали из Енисея, предпочитая ее колодезной воде, пили без кипячения и не страдали от этого расстройствами желудка. Сейчас вода в Енисей поступает из водохранилища и содержит столько разной гадости, что даже ее простое перечисление потребует много времени. На водозаборе г. Красноярска очистка 1 м³ такой воды обходится более 20 руб/м³. Но даже если бы ее очистка стоила всего 1 руб/м³ и без учета затопленных земель и множества порождаемых этим водохранилищем экологических проблем, включая испарение самой воды, себестоимость э/энергии получится больше 4,3 руб/КВт. Так что официальные 7,45 коп/КВт (по официальным данным 2010 года) просто чистое вранье.

Но дальше еще интереснее. 85 % электроэнергии Красноярской ГЭС потребляет Красноярский алюминиевый завод (Русал), оплачивая ее по эксклюзивной цене – менее 50 коп/КВт, тогда как жители Красноярска платят более 2-х рублей/КВт, а Дивногорска, стоящего около самой плотины, как и иные потребители и того больше. Получается, что жители красноярского края, потребляя энергии почти в 5 раз меньше Русала, платят за нее столько же. А, если учесть, что практически весь производимый Русалом алюминий идет на экспорт по смешной для жителей края цене, то легко прийти к печальному выводу: жители Красноярского позволяют кучке бизнесменов зарабатывать огромные деньги, нанося вред своему здоровью, создавая себе массу проблем и ничего не требуя взамен. При этом в целом край на каждый выработанный ГЭС КВт*час электроэнергии теряет более двух рублей. А поскольку доход края от Русал не окупает даже половины затрат на создаваемые им экологические проблемы, то и вовсе становится грустно. Впрочем, я хотел говорить об энергетике, а проблемы производства алюминия в России – это отдельная тема, для жителей страны уже болезненная.

Но вернемся к Красноярской ГЭС и ее плотине. Посчитаем эффективность этого сооружения. Средний годовой расход воды в русле Енисея около Красноярска  около 2800 м³/сек. Скорость воды в водостоке плотины около 42,7 м/сек. Отсюда получаем, что мощность энергии потока воды более 20 ГВт, тогда как среднегодовая мощность ГЭС около 2,3 ГВт. Получается, что КПД этого сооружения около 10%. И таких ГЭС много,  заканчивается строительство Богучанской ГЭС, в планах есть и строительство новых. И все они нужны в основном для производства алюминия. За счет экологии, здоровья жителей страны и содержится на их же собственные средства.

Еще мы помним, как «безопасная» Красноярская ГЭС стала причиной недавнего затопления низовьев Енисея, а на Саяно-Шушенской ГЭС случилась катастрофа с жертвами. Но проблему (без)опасности этих гигантов сейчас я не хочу обсуждать. А хочу показать еще и бессмысленность их существования.

Согласно легенде начала прошлого века, только крупные гидротехнические сооружения дают возможность производства большого количества электроэнергии. Действительно, еще в начале 50-х годов прошлого века это было так. Поскольку объединять в единую энергосистему большое количество электростанций малой мощности тогда не умели, а для работы генераторов того времени требовался высокоскоростной поток воды.

Но это уже давно уже не так. В этом легко убедиться посмотрев патенты на мини ГЭС, использующих энергию естественного течения рек и не требующих строительства гигантских гидротехнических сооружений. Экологически и просто безопасные мини ГЭС, простые в монтаже, а по цене доступные всем жителям уже давно есть! Доказать, что их цена действительно доступна легко. Например, от бензиновой электростанции HUTER DY6500L (5,0 кВт, 220 В), которая в розницу стоит менее 23 тыс. руб., мини ГЭС будет отличаться тем, что в ней, вместо бензинового двигателя будет низкоскоростная турбина, которую можно отливать из дешевого пластика, да наличием станины для крепежа ко дну русла реки или ручья. Очевидно, что даже с монтажом такая ГЭС будет стоить дешевле ее бензинового аналога. Легко посчитать, что срок ее окупаемости, при оценочной стоимости энергии по 1 руб*КВт, т.е. вдвое дешевле, чем мы сейчас платим, будет менее года. А срок монтажа не 15-20 лет, а менее часа. Так что же будет выгоднее? Такая мини ГЭС или хваленая Красноярская, а тем более многострадальная Богучанская ГЭС?

Вот теперь мы подошли к самому главному. К Закону об энергетике, точнее к его нынешнему подобию. Для того, чтобы мини электростанция, какой бы она не была, хоть гидро, хоть солнечная, хоть ветро, действительно была выгодна, нужен Закон, устанавливающий правила взаимодействия и взаиморасчетов между традиционными поставщиками э/энергии из энергосистемы и владельцами мини электростанций. Понятно, что не всегда энергии мини станции будет достаточно, и не всегда вся энергия, вырабатываемая ей, будет использована самим владельцем. Нужен буфер, в качестве которого разумно использовать уже существующую энергосистему. А иначе потребуется и избыточная мощность энергоустановки и использование аккумуляторов, что многократно увеличит ее стоимость и сделает такую затею дорогостоящей. Но, увы, такого Закона нет и о том, чтобы его принять никто пока даже не думает. Поскольку те, кто должен был бы об этом подумать и принять, думают о Сколково,  нанотехнологиях, а то и вообще не понятно о чем. Например, они говорят о развитии солнечной энергетики. Да так увлеклись своей говорильней, что даже попытались реализовать проект «Солнечного дома» в Дивногорске. В том самом, который около Красноярской ГЭС. Они даже не подумали о том, что развивать солнечную энергетику на берегу Енисея, да еще и около Красноярской ГЭС еще более нелепо, чем развивать гидроэнергетику в степях солнечной Хакассии. Там хоть речки есть. А в Дивногорске все ясные солнечные дни за год можно по пальцам пересчитать. А «попытались» я сказал не потому, что потом они образумились, а потому что у них без соседства этого «солнечного дома» с Красноярской ГЭС вообще бы ничего не получилось. Так что деньги на эту «солнечнезацию» они потратили честно, в полном объеме. Но такими «чудаками» не только Русь славится. Например, в Германии, начавшей развитие альтернативной энергетики с принятия соответствующего Закона об энергетике, так, говорят, даже в ней своих дураков хватает.

Второй причиной, препятствующей развитию гидроэнергетики на базе мини ГЭС, является современный Закон об использовании водных ресурсов. В нем подобная деятельность вообще не предусмотрена и любой, самостоятельно установивший такую мини ГЭС,  подлежит заслуженному наказанию. Такие вот забавные дела у нас.

Вот написал статью и задумался: а зачем? Те, от кого что-то зависит, ее читать не станут. Даже если прочтут, так и не поймут ничего, наверно. Поскольку им хочется реки поворачивать, Богучанские ГЭСы строить, да алюминий, никому в нашей стране не нужный плавить. То есть, загаживать природу, травить людей, заливать плодородные земли гнилой водой и прочие эпохальные деяния совершать на благо себе любимым.

Впрочем, я еще надеюсь, что кто-то и заинтересуется этой проблемой серьезно. И не только для того, чтобы привычно и лениво поругать правительство и олигархов, а чтобы самому сделать или кому-то помочь сделать хоть что-то полезное не только для себя, но и для других людей. И это что-то полезное после себя на земле оставить.

Дмитрий Самсонов