«Біле вугілля» Бразилії: як розбудовувалась одна з найпотужніших гідроенергетичних систем світу

«Біле вугілля» Бразилії: як розбудовувалась одна з найпотужніших гідроенергетичних систем світу

23-03-2020
Бразилія – другий за величиною виробник гідроелектроенергії у світі. Більш ніж 85% електроенергії країна отримує саме завдяки водним ресурсам. Саме тому тут часто під словом «електроенергія» мають на увазі продукт роботи ГЕС та ГАЕС.

Бразилія має найбільший гідроенергетичний потенціал на Землі. Це і не дивно, адже за розміром цю країну можна порівняти з цілим континентом. Близько 13% запасів усієї прісної води світу знаходяться саме на території Бразилії. В країні зведено більш ніж 450 гребель, а також діє велика кількість малих ГЕС. Зі 140 ГВт загального гідроенергетичного потенціалу країни близько 40% досі залишаються невикористаними. Це дає Бразилії можливість і далі збільшувати свою гідро-потужність.

XIX ст.

Незалежність Бразилії була офіційно оголошена у 1822 році – пізніше, ніж у більшості інших країн Латинської Америки. Економіка країни в цей період була визначена, головним чином, рабською працею та експортом сільськогосподарських продуктів, зокрема – цукру, бавовни, а згодом і кави. У колоніальні часи Бразилія переживала бум видобутку золота та алмазів, але в XIX ст. шахти були майже вичерпані.

Перепис 1872 року зареєстрував більше 1,5 млн рабів, що становило близько 15% населення. Слід зазначити, що в Бразилії рабство було відмінене аж у 1888 році. Величезні плантації цукрової тростини та цукрові заводи потребували багато робочих рук. Раби також часто були задіяні у видобутку золота, срібла та алмазів, в роботах на бавовняних та кавових плантаціях. Темношкірі невільники працювали і в цивільному будівництві: зводили будинки, дороги, мости, гавані.

Велика кількість рабів знижувала потребу в природних джерелах енергії. До того ж більшість населення проживала в регіонах з теплим кліматом, а значить з обмеженою потребою в опаленні. А для освітлення заможні будинки та цукрові заводи використовували китовий жир.

Але згодом міжнародна конкуренція змусила модернізувати цукрові плантації на північному сході Бразилії. Ручну працю поступово замінювали водяні млини, а згодом – і парові машини.

Гідроенергетика Бразилії, Укргідроенерго

Перші електричні світильники з’явилися в столиці, Ріо-де-Жанейро, у 1880 році і незабаром країна зрозуміла, що має безцінний актив у вигляді річок та водоспадів, які можна використовувати для отримання електроенергії.

Перша гідроелектростанція потужністю 250 кВт була побудована у 1889 році для роботи текстильної фабрики в місті Жуїс-де-Фора, штат Мінас-Жерайс. Громадський попит змушував інвестувати в електрифікацію значні кошти від експорту кави.

Почали з’являтися наукові експедиції, що досліджували природні ресурси, включаючи русла річок та водоспади. Експерти оцінювали гідроенергетичний потенціал великих річок і з’ясували, що держава має величезні запаси «білого вугілля» – у той час така назва широко застосовувалася до водних ресурсів, щоб підкреслити їх енергоспроможність. Три найдовші річки країни – Гранде, Тієте і Паранапанема – могли бути використані для масового виробництва електроенергії. Це було досить зручно, враховуючи невеликі запаси вугілля в Бразилії та дорогу ціну імпортованого. Перш ніж країна почала широко використовувати ГЕС, електроенергія вироблялася шляхом спалювання дешевшого ресурсу – деревини.

У місті Сан-Паулу було засновано два інженерні факультети: державна Політехнічна школа (1894 р.) та приватна Інженерна школа Макензі (1896 р.). Обидві створили факультети електромеханічної інженерії на початку 1910-х, чиї випускники стали рушійною силою індустріалізації штату Сан-Паулу. Ці інженери брали участь не лише у розбудові економіки країни, але й у політичному житті нації, включаючи публічні дебати, на яких вони виступали з важливими ініціативами, як то:

  • захист національної продукції;
  • комплексне використання енергоресурсів (вугілля, вода, нафта, спирт із цукрової тростини), виокремлюючи при цьому гідроенергію як найкращу для країни;
  • доступність професійних шкіл;
  • застосування електричних печей для виробництва сталі;
  • електрифікація залізничних перевезень.
Гідроенергетика Бразилії, Укргідроенерго
ГЕС Тукуруї, встановлена потужність 8370 МВт, річка Токантіс, Бразилія (фото: wikimedia.org)

XX ст.

У 1920 році Міністерство сільського господарства, промисловості та торгівлі створило комісію з вивчення гідравлічної енергії. У 1933 був ухвалений водний кодекс, а у 1939 створена Національна комісія з питань води та електричної енергії.

Завдяки щасливому поєднанню таких факторів як надлишок капіталу, породженого експортом кави, збільшення робочої сили, спричинене імміграцією, та технологічній підтримці новоосвічених кадрів, штат Сан-Паулу зміг досягти промислової революції. Хоча це було досить запізнілим здобутком у порівнянні з США та Європою. Були відкриті такі великі гідроелектростанції, як Парнаїба (потужність 2 МВт на 1903 р., збільшена до 16 МВт у 1912), Ribeirão das Lajes (12 МВт у 1908 р.) та Кубатао (70,6 МВт в 1927 р., 469 МВт в 1949 р.). До кінця 1930 р. на території Сан-Паулу діяло 166 електростанцій: ТЕС загальною потужністю 13,5 МВт та ГЕС на 318 МВт.

Якщо спочатку електрообладнання в основному імпортувалося, то у 1923 році електричні кабелі почали виробляти самі бразильці. Поступово конкуренція між зарубіжними та національними продуктами з’явилася у кількох електричних сферах. Спочатку місцева продукція була нижчою за якістю та дорожчою, але з часом ставала все кращою та дешевшою.

Та, незважаючи на прогрес, багато бразильських електротехнічних винаходів так і не увійшли в широку експлуатацію, що було віддзеркаленням інтересів місцевих капіталістів та наслідком традиційної недовіри до можливостей країни як виробника. Яскравий приклад: електролітичні трансформатори, патент на які був проданий французькій промисловості, що згодом експортувала їх у… Бразилію.

На початку 50-х, коли професор Політехнічної школи Лукас Гарсес обійняв посаду губернатора Сан-Паулу, був створений урядовий Департамент води та енергетики, а згодом у Бразилії виникло декілька державних енергетичних компаній: «Електростанції басейну річки Паранапанема» (USELPA, 1953 р.), «Гідроенергетична корпорація Рідо Пардо» (CHERP, 1955 р.), «Електростанції в Сан-Паулу» (CESP, 1966 р.), а також багато менших приватних енергокомпаній.

1950 рік знаменував початок інженерних досліджень на місці гідроелектростанції Барра-Боніта на річці Тієт в Сан-Паулу, що запрацювала у січні 1956. Гребля ГЕС – 480 метрів у довжину – утворює витягнуте на 150 км водосховище з площею 310 км². Машинний зал Барра-Боніта обладнаний чотирма турбінами типу Каплан потужністю 140 МВт, що працюють при напорі 23,5 метра.

У 1962 році була створена федеральна енергетична компанія Eletrobrás, а разом з цим – загальнонаціональним стало планування сектору електричної енергії, що раніше був здебільшого регіональним. Запроваджується централізована диспетчерська служба, що посилила інтеграцію між регіональними системами.

У 1979 році розпочалося будівництво ГЕС Ітайпу, що надовго стане найпотужнішою гідроелектростанцією світу. Для будівництва ГЕС довелося помиритися двом давнім ворогам – Бразилії та Парагваю, оскільки зручне місце для будівництва знаходилося саме на кордоні двох країн. 5 травня 1984 року був запущений перший гідроагрегат Ітайпу. На повну силу 20 генераторів ГЕС запрацюють лише у 2007 році і вразять весь світ, адже встановлена потужність станції – 14 000 МВт. Загальна довжина греблі становить 7235 м, ширина – 400 м, висота – 196 м. Бетонний водоскид ГЕС може пропускати максимальний потік у 62200 куб. м на секунду. На сьогодні Ітайпу покриває близько 20% потреб в електроенергії Бразилії та 93% – Парагваю. Цікавою особливістю Ітайпу стало те, що цей грандіозний проєкт був розроблений групою саме бразильських інженерних компаній. Пізніше ці компанії перетворилися на національні консалтингові групи та сприяли економічному розвитку країни у нафтохімічних та промислових галузях.

Радикальна мобілізація еко-руху проти гідроенергетики сповільнила темп будівництва нових станцій. Спочатку активісти за підтримки різноманітних екологічних організацій призупинили розвиток гідроенергетики в регіоні Амазонки, але згодом їм вдалося поширити свій вплив на всю країну. Наслідком таких дій стала затримка розбудови гідроенергетичних потужностей та звернення до інших джерел видобутку електроенергії, щоб задовольнити високий попит. В результаті почалася активна розбудова вітро- та теплогенерації, що одразу ж позначилося на споживачеві, адже ціна електроенергії зросла.

Гідроенергетика Бразилії, Укргідроенерго

XXI ст.

Влітку 2001 року в результаті сильної засухи рівень води в річках та водосховищах був найнижчим за останні 60 років. Як наслідок тривалої відсутності дощу, озера та водосховища, що постачають водою ГЕС південного сходу (на Парані це ГЕС Ілья-Солтейра потужністю 3200 МВт, Жупіа – 1400, Фурнас – 1200) та північного сходу Бразилії (на Сан-Франсиску – каскад ГЕС Паулу-Афонсу потужністю 2600 МВт, Собрадинью – 3000), сильно обміліли: рівень води в них був удвоє меншим необхідного для нормальної роботи станцій. Катастрофічність ситуації полягала в тому, що країна майже повністю забезпечується саме гідро-електроенергією. Тому засуха та неготовність енергосистеми до неї у 2001 році змусили частину бразильців довгі 8 місяців жити в умовах економії електроенергії: постачання припинялося щодня на 4-5 годин. Наслідком також стало зниження ВВП, дефіцит зовнішньоторгового балансу, зменшення іноземних інвестицій та скорочення промислового виробництва.

У 2008 році в Бразилії почали працювати над проєктом третьої найпотужнішої ГЕС світу – Білу-Монте на річці Шингу. Будівництво такої потужної гідроелектростанції могло посилити енергетичну незалежність та безпеку країни, а також знизити ціну електроенергії для населення. Тож 5 травня 2016 року ГЕС Білу-Монте була введена в експлуатацію. Наразі тут діє 14 гідроагрегатів загальною потужністю 8555 МВт. Станція продовжує будуватися і на фінальній стадії її потужність складе 11 233 МВт.

Активно розбудовується і мала гідроенергетика країни: наразі малі ГЕС дають близько 3% усієї генерації країни.

На початку осені 2015 року уряд Бразилії затвердив амбіційний план розвитку енергетики країни до 2024 року. Відповідно до цього документу, загальна енергогенерація має зрости на 55%: з 132,9 ГВт у 2014 році до 206,4 ГВт в 2024. При цьому планується, що встановлена потужність відновлювальної енергетики зросте з 111,3 ГВт у 2014 році до 173,4 ГВт у 2024 (в тому числі гідроенергетики: з 89,8 ГВт до 117 ГВт). Згідно з більш далекосяжними планами, збільшення енергопотужностей дозволить Бразилії до 2050 року відмовитись від теплогенерації. Планується, що швидкими темпами будуть зростати потужності сонячної та вітрової генерації, а «біле вугілля» продовжить давати вагому частку електроенергії країні.

Пресслужба Укргідроенерго

Головне фото: ГЕС Ітайпу, встановлена потужність 14000 МВт, річка Парана, Бразилія (фото: @itaipubinacional)

Використані джерела: thebrazilbusiness.comgeni.orgenergyhistory.eu.

Поділитися: