Нефть XXI

По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), общий технически реализуемый потенциал мировой гидроэнергетики составляет 14 000 ТВт-ч в год. Из них около 8 000 ТВт-ч в год рассматриваются в настоящее время как экономически обоснованные. На сегодня гидроэнергетические мощности объемом около 808 ГВт либо эксплуатируются, либо находятся на стадии строительства с предполагаемым ежегодным совокупным объемом генерируемой энергии около 7 080 ТВт-ч. То есть с учетом географических факторов и неизбежных потерь в процессе преобразования энергии на Земле уже задействована основная часть реально доступного потенциала гидроэнергетики. Большая часть оставшегося потенциала гидроэнергетики расположена в Африке, Азии и Латинской Америке. Хотя в основном за счет этих континентов развитие гидроэнергетики будет продолжаться, ее доля в мировом энергобалансе уже не может существенно увеличиться.

На сегодняшнем энергетическом рынке крупные гидроэлектростанции во многих случаях являются самыми низкозатратными источниками электроэнергии. Причина этого в том, что большинство гидроэлектростанций было построено много лет назад, и их стоимость полностью амортизирована. Для новых крупных станций затраты на генерацию лежат в пределах 0,03—0,04 долл./кВтч.

Примерно 5 % мирового потенциала гидроэнергетики реализуется на ГЭС малой мощности. Технический потенциал малой гидроэнергетики в мире оценивается на уровне 150–200 ГВт. Затраты на генерацию на малых гидростанциях (<10 МВт) оцениваются на уровне 0,02—0,10 долл./кВтч, причем минимальные затраты приходятся на регионы с высоким качеством гидроресурсов. После списания высоких первоначальных затрат электростанции могут генерировать энергию с еще меньшими затратами, так как обычно они не требуют больших затрат на замещение оборудования в течение 50 и более лет.

Озабоченность состоянием окружающей среды и социальные проблемы – основные препятствия на пути использования оставшегося мирового потенциала гидроэнергетики. Увеличение потребности в воде для различных нужд может ограничить развитие гидроэнергетики и сократить объем воды, доступной для существующих электростанций. При постройке плотин неизбежно образуются водохранилища, и вода, заливая огромные площади, необратимо изменяет окружающую среду. Затапливаются поля, леса, выселяются с насиженных мест люди. Например, объем водохранилища крупнейшей в России Красноярской ГЭС мощностью 6 ГВт составляет 73,3 км². Подъем уровня воды перед плотиной может вызвать заболоченность местности, засоленность почвы, изменения прибрежной растительности и микроклимата. Плотины перегораживают путь рыбе, идущей на нерест.

Приливные электростанции можно рассматривать как специфическую разновидность гидроэлектростанций. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн – перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины, которые вращают генераторы. Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит. Возможна и работа турбин в реверсном режиме, т. е. при потоке воды как при отливе, так и приливе.

Эксплуатация приливных электростанций считается экономически целесообразной в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м, которых, к сожалению, не так уж и много. Проектная мощность приливной электростанции зависит от характера прилива в районе строительства станции и от объема и площади приливного бассейна. Главный же недостаток приливных электростанций в том, что они строятся только на берегу морей и океанов, и к тому же развивают не очень большую мощность, да и приливы бывают всего лишь два раза в сутки. Так же, как и с ГЭС, с ними связаны серьезные экологические проблемы. Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым – условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения.