Питання та відповіді

ГЕС – це електростанція, що завдяки напору води, який надходить на лопаті гідротурбіни і таким чином приводить в дію генератори, виробляє електроенергію. Для роботи гідроелектростанції потрібен перепад висоти русла річки. Щоб його створити, будують греблю, що також слугує водосховищем та дає змогу працювати ГЕС у будь-який час. В результаті вода падає з висоти, потрапляє на лопаті турбіни і змушує їх крутитися, а ті, у свою чергу, змушують обертатися вал генератора і виробляти електроенергію. Також для створення потрібного тиску води застосовується деривація – відведення води від русла річки каналом або системою водоводів до гідротехнічних споруд. Інколи використовується одночасно і гребля, і деривація.

Принцип роботи ГЕС досить простий: за допомогою будівництва штучної греблі на річці (ГЕС), або за допомогою створення штучної водойми (ГАЕС) поряд з нею, забезпечується необхідний напір води, який потрапляє на обладнання, перетворюючи кінетичну енергію течії в електричну. Падаючи з великої висоти через водоводи, або під натиском природної течії річки, вода передає свою кінетичну енергію лопатям турбіни, та, в свою чергу, передає обертальний момент на гідроагрегати, що знаходяться у машинному залі ГЕС. А вже ці складні пристрої перетворюють механічну енергію на електричну, яка через розгалуджену мережу ліній електропередач надходить безпосередньо до споживачів.

• Надійність та стабільність: Гідроелектростанції можуть забезпечувати стабільне і передбачуване виробництво електроенергії, оскільки вони не залежать від погодних умов так, як сонячна та вітрова енергетика.

• Зберігання енергії: Гідроенергетика може забезпечувати зберігання енергії за допомогою гідроакумулюючих станцій. ГАЕС використовують у своїй роботі комплекс генераторів та насосів або оборотні гідроагрегати, що можуть працювати як в режимі генератора, так і в режимі насоса. Під час нічного «провалу» енергоспоживання гідроакумулююча електростанція отримує з мережі дешеву електроенергію та використовує її, щоб закачати воду. Під час ранкового та вечірнього піків енергоспоживання ГАЕС спускає воду і, таким чином, виробляє дорогу «пікову» електроенергію для мережі.

• Тривалий термін служби: Гідроелектростанції мають довгий термін експлуатації, часто більше 50 років, і потребують відносно низьких витрат на обслуговування.

• Гнучкість: Гідроелектростанції можуть швидко змінювати свою потужність, що дозволяє їм ефективно реагувати на зміни в споживанні електроенергії та підтримувати стабільність електромережі.

• Екологічність: Гідроелектростанції можуть створювати середовища, сприятливі для розвитку біорізноманіття. Наприклад, водосховища можуть стати місцями проживання для різних видів риб та інших водних організмів.

Загалом, гідроенергетика пропонує надійне, ефективне і екологічно чисте джерело енергії, яке може відігравати важливу роль у світовій енергетичній системі.

Основні виклики, що стоять перед гідроенергетикою у XXI столітті, є різноманітними і включають як технічні, так і екологічні, соціальні та економічні аспекти. Ось деякі з них:

• Безпека: Забезпечення надійної роботи гідроелектростанцій є критично важливим для запобігання аваріям та катастрофам.

• Зміна клімату: Зміна клімату може вплинути на гідрологічні цикли, зменшуючи кількість доступної води в деяких регіонах, що призводить до зниження продуктивності гідроелектростанцій.

• Баланс між енергетичними та екологічними потребами: Знайти баланс між необхідністю виробництва електроенергії та збереженням навколишнього середовища в умовах ракетних обстрілів гідроенергетичної інфраструктури є важливим та, водночас, непростим завданням.

• Старіння інфраструктури: Основна маса існуючих гідроелектростанцій були побудовані багато років тому і потребують модернізації для ефективної та безпечної роботи. Укргідроенерго приділяє значну увагу модернізації обладнання гідроелектростанцій та підвищенню ефективності його роботи. На станціях компанії триває глобальне оновлення.

• Інновації та технологічний розвиток: Впровадження новітніх технологій для підвищення ефективності та екологічної безпеки гідроелектростанцій є важливим викликом для галузі.

• Повоєнна відбудова: Внаслідок бойових дій багато гідроелектростанцій, дамб та водосховищ були пошкоджені або зруйновані, що призвело до значних втрат виробничих потужностей і дестабілізації енергетичної системи країни. Відновлення цієї критично важливої інфраструктури вимагатиме значних фінансових ресурсів, технічних зусиль та часу.

Окрім фізичного відновлення, важливо також враховувати соціально-економічні аспекти. Відбудова гідроенергетичних об'єктів має супроводжуватися відновленням життєдіяльності прилеглих громад, що постраждали від війни.

Ці виклики потребують комплексного підходу, включаючи наукові дослідження, інноваційні рішення, активну участь громадськості та міжнародне співробітництво для забезпечення сталого розвитку української гідроенергетики в XXI столітті.

В Україні гідроенергетика розвивається з початку XX століття. Перші у світі ГЕС і ГАЕС з’явилися у 1882 році у США та Швейцарії відповідно. Найбільша гідроелектростанція в Україні – вона ж і найперша – Дніпровська ГЕС. Її будівництво розпочалося в 1927 році, а в 1932 був введений в експлуатацію перший гідроагрегат. Наразі станція входить до складу ПрАТ «Укргідроенерго».

Гідроенергетика відіграє ключову роль у забезпеченні стабільності Об'єднаної енергосистеми країни, особливо в умовах воєнного контексту. В умовах, коли теплові електростанції пошкоджені або знищені, гідроелектростанції стають критично важливими для підтримання надійного енергопостачання та стабільності енергосистеми.

По-перше, гідроелектростанції здатні швидко регулювати потужність, що дозволяє ефективно реагувати на коливання попиту на електроенергію. Це особливо важливо в ситуаціях, коли інші джерела енергії можуть бути недоступними або недостатньо стабільними. ГЕС можуть оперативно включатися в роботу під час пікових навантажень і компенсувати недостатню генерацію з інших джерел.

По-друге, гідроакумулюючі електростанції можуть відігравати роль «павербанків», зберігаючи надлишкову енергію, вироблену під час низького попиту, і відпускаючи її в мережу під час пікових навантажень. Це дозволяє збалансувати виробництво і споживання електроенергії, підвищуючи стабільність та надійність енергосистеми. У воєнний час, коли багато об'єктів енергетичної інфраструктури пошкоджені або зруйновані, роль ГАЕС стає ще більш важливою для функціонування економіки та життєдіяльності населення.

З початку повномасштабного вторгнення станції Укргідроенерго було атаковано 120 разів. Станом на перше півріччя 2024 року загальні втрати потужностей гідрогенерації склали 45% - вся гідроенерація зазнала нищівних пошкоджень.

6 червня 2023 року увійшло в новітню історію української енергетики однією з наймасштабніших трагедій для України й світу та найбільшою техногенною катастрофою з часів вибуху на Чорнобильській АЕС – цього дня ворогом було знищено Каховську ГЕС. вибухівкою росіяни пошкодили конструкції станції, що поступово призвело до руйнування всього гідровузла та неконтрольованого скиду води з Каховського водосховища.

Внаслідок руйнування Каховської ГЕС було втрачено 343,2 МВт встановленої потужності. Крім того, було втрачено 192 МВт регулюючої потужності, необхідної для оперативного балансування ОЕС України. Спуск Каховського водосховища і, як наслідок, зниження рівня нижнього б’єфа Дніпровської ГЕС призвели до несприятливих режимів роботи і періодичних обмежень потужності на агрегатах ГЕС Дніпровського каскаду.

Наслідки підриву Каховської ГЕС досі до кінця не прораховані. Масштаби трагедії можна буде оцінити лише після деокупації Херсонщини. Руйнування станції та спустошення водосховища  вплинуло на водозабезпечення населення України, довкілля регіону, інфраструктуру, сільське господарство, ЗАЕС та енергетику. На сьогодні існують різні оцінки наслідків підриву на довкілля та аграрний сектор. Оцінку здійснювали як міжнародні експертні групи, так і українські вчені, зокрема при Національній академії наук України була створена окрема робоча група з аналізу наслідків руйнування греблі Каховської ГЕС. Але після підриву виконання хімічного, бактеріологічного, радіаційного аналізів поверхневих вод та грунтів, інші дослідження не проводились, оскільки в умовах збройної агресії це неможливо зробити.

Остаточну суму збитків можна буде підрахувати після деокупації станції та ретельного обстеження всіх конструктивів і прилеглої території.

Восени 2022 року Укргідроенерго подало позов до Європейського Суду з прав людини проти російської федерації щодо компенсації збитків, нанесених в результаті неспровокованої воєнної агресії росії проти України. Тоді ЄСПЛ прийняв до розгляду позов Укргідроенерго. Далі компанія додатково в межах справи проінформувала суд і, з метою якнайшвидшого захисту порушених прав та інтересів, звернулась до суду з проханням розглянути можливість визначити першочерговість розгляду відповідної справи у зв’язку з терористичними діями росії.

Також компанією розпочато процедуру інвестиційного арбітражу з російською федерацією. Укргідроенерго відправило лист з офіційним повідомленням про вирішення спору і його було отримано президентом, урядом та іншими уповноваженими органам росії. Наразі, Товариством за підтримки Секретаріату Енергетичного співтовариства (Energy Community) та за участі міжнародного юридичного радника розроблено Стратегію міжнародних судових спорів - звернення до міжнародного арбітражу є найбільш перспективним шляхом для компенсації втрат від теракту на Каховський ГЕС.

Нині компанія готує позови і до національних судів щодо відшкодування шкоди, завданої ракетними обстрілами росією території України, що призвело до знищення і пошкодження обладнання та інших активів Товариства.

На відбудову Каховського гідровузла потрібні роки. Водосховище можна відновити за кілька років. Будівництво самої станції, за попередніми підрахунками, може зайняти п'ять-шість років. Разом з експертизою та демонтажем, відновлення займе близько 7-8 років. Сума на відновлення орієнтовно може становити від $1 млрд до $1,2 млрд.

Повторення катастрофи, що була на Херсонщині, неможливе. Перш за все тому, що Каховське водосховище було майже ушестеро більше за Київське чи Канівське. Тобто такої кількості води, яка вийшла тоді з водосховища, не може витекти.

Знищити ударом ракети Київську ГЕС неможливо. Якщо гіпотетично уявляти прорив, то може затопити підвали, також вода може дійти до перших поверхів. Варто також зазначити, що при будівництві зведенні будинків у заплавних територіях населення має дотримуватись будівельних норм.

Для забезпечення достатнього рівня резервів і надійного постачання споживачам електроенергії, враховуючи цілі Енергетичної стратегії України на період до 2050 року, та керуючись Програмою розвитку гідроенергетики на період до 2026 року, Укргідроенерго працює над такими проєктами: в короткостроковому періоді завершення будівництва першої та другої черг Дністровської ГАЕС у складі 4 гідроагрегатів, в середньостроковому періоді – введення в експлуатацію третьої черги Дністровської ГАЕС у складі гідроагрегатів №№ 5–7, початок будівництва Канівської ГАЕС та відновлення / будівництво зруйнованої Каховської ГЕС після деокупації.

Із самої назви зрозуміло, що водосховище – це штучна водойма, спеціально призначена для зберігання води. Проте, не зовсім ясно, для чого зберігати та використовувати цю воду. Необхідно зазначити, що водні ресурси по території України також розміщені нерівномірно, через що виникають труднощі з їх використанням у народному господарстві. Крім того, сезонні коливання рівня річок завдають збитки для господарської діяльності. Саме з метою нагромадження води і її подальшого використання та регулювання стоку річки протягом року і створено мережу водосховищ – штучних водойм різної місткості. Більшість водосховищ будують на річках, перегороджуючи їх долини греблями.

Зі створенням водосховищ Дніпровського каскаду було розв’язано проблеми забезпечення водою населення, промисловості й сільського господарства, збільшення обсягу водоспоживання та більш рівномірного його розподілу протягом року, оскільки 70% об’єму стоку на Дніпрі припадає на час весняної повені, забезпечено роботу гідроелектричних, теплових та атомних станцій, водного транспорту, захист долини річки від катастрофічних повеней.

Наявність водосховищ справляє позитивний вплив на господарську діяльність людини. За їх допомогою знижується ризик повеней, затоплення житлових будинків, сільськогосподарських угідь, промислових підприємств; створюються каскади гідроелектростанцій для вироблення дешевої електроенергії без забруднення середовища; поліпшуються умови для ходу річкового транспорту, з’являється можливість експлуатації великих глибоководних суден; створюються рибницькі господарства; збільшується простір рекреаційних зон.

Крім того, попри штучність походження водосховищ, на їх акваторіях з часом сформувались унікальні природні екосистеми, всі компоненти яких тісно пов’язані між собою. Різноманітність та взаємодія даних екосистем визначають якість води у водосховищі та можливість багатофункціонального використання його водних ресурсів.

Заходи для покращення ситуації, які реалізовуються і плануються надалі впроваджуватися Укргідроенерго можна розділити на три напрямки:

1.заходи, що пов’язані з відмовою від фосфатовмісних мийних засобів у побутовому використанні. Вже з 2014 року Кременчуцька ГЕС відмовилась від використання мийних засобів, що містять фосфати. За даними хіміко-бактеріального моніторингу кількість фосфатів в стічних водах, які потрапляють до системи водовідведення, зменшилась втричі. Цей позитивний досвід планується впроваджуватися на інших філіях.

2. заходи, які спрямовані на зміну гідрологічних параметрів (посилення проточності і збільшення водообміну) через встановлення регламенту спеціальних екологічних попусків згідно з Правилами експлуатації водосховищ та рішеннями Міжвідомчої комісії. У зв'язку із дефіцитом води, застосування даного заходу може бути обмежене.

3. використання механічних методів регулювання рівня «цвітіння». До них відноситься застосування аераційної установки, що насичує воду киснем. Вже є чітке бачення щодо позитивного впливу на кисневий режим, у подальшому планується проведення гідробіологічних досліджень для оцінювання впливу на стан фітопланктону. Сукупність з гідрологічними заходами впровадження аерації можна розглядати як ефективний засіб боротьби із цвітінням води та його наслідками.