Гідроенергетика – єдина «зелена» галузь енергетики, що може зібрати надлишок енергії та зберегти його до того моменту, коли в мережі буде дефіцит. Крім того, гідроелектростанції, на відміну від сонце- та вітро-, не залежать від погодних умов напряму і можуть генерувати електроенергію в будь-який час.

«Гідроакумулююча електростанція надає важливі послуги енергосистемі та робить значний внесок у розбудову екологічно чистих енергетичних систем загалом, діючи як «планетарний акумулятор», – зазначив Роджер Джилл. – Вона здатна працювати гнучко, щоб компенсувати мінливість вітро- та сонячної генерації як у короткій, так і в середньостроковій перспективі».

Підтримує думку колеги і Малкольм Вульф, президент Національної асоціації гідроенергетики США: «Декарбонізація національної мережі – це гідна і досяжна мета. В той час, коли новини про сонячну та вітрову енергетику регулярно потрапляють на шпальти газет, проста істина лишається непоміченою: ми не можемо досягнути якісної декарбонізації без гідроенергетики. Чому? Сьогодні гідроенергетика забезпечує чистою, безвуглецевою енергією близько 30 млн американців, що становить 40% усієї відновлюваної електроенергії США. Саме гідроенергетика успішно інтегрує надлишок енергії сонячних та вітрових станцій в мережу. Гнучкість дозволяє їй швидко збалансувати коливання, викликані хмарністю або змінами швидкості вітру. ГАЕС – це наче спонж, що поглинає зайву енергію з мережі й зберігає її до моменту, коли вона буде потрібна. Все це свідчить про те, що саме гідроенергетика допомагає іншим відновлювальним джерелам бути ефективними».

Що таке ГЕС?

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.

Гідроакумулююча електростанція: принцип роботи

А що таке гідроакумулююча станція? ГАЕС – це електростанція, що використовує у своїй роботі комплекс генераторів та насосів або оборотні гідроелектроагрегати, 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.

ГАЕС – це унікальна електростанція, що має два режими роботи, а саме – насосний та турбінний. Під час першого режиму ГАЕС є «споживачем» надлишкової електроенергії, що дають інші станції. В цей час на ГАЕС відбувається перекачування води у верхній б’єф – акумулюючий басейн – з нижнього водосховища. Простіше кажучи, станція акумулює воду. А під час другого – турбінного режиму – вода з верхнього б’єфу спускається в нижнє водосховище, змушуючи генератори обертатися. Таким чином, ГАЕС віддає в мережу всю зібрану енергію, коли вона найбільше необхідна.

У більшості випадків ГАЕС зводять поблизу потужних споживачів енергії, але при цьому вони мають бути у зоні досяжності теплових чи атомних електростанцій. Будь-де їх розташовувати не можна: мають бути дотримані відповідні топографічні та гідрологічні умови. Адже на обраній місцевості потрібно буде облаштувати верхній б’єф і водосховище. Інколи для розбудови ГАЕС обирають місцевість з наявними водосховищами або ті місця, де у верхнього басейну є природна проточність. Щоб переконатися у цьому, можна переглянути де розміщені гідроелектростанції України на мапі.

Які переваги має гідроенергетика?

Гнучкість. Гідроелектростанції можуть дуже швидко та в будь-який час пристосовуватися до мінливих потреб ринку в енергії, збільшуючи чи зменшуючи виробництво. ГЕС можна запустити в роботу протягом декількох хвилин.

Мінімальні викиди вуглекислого газу. ГЕС – це відсутність вуглекислого газу. Незначні його викиди можуть відбуватися лише під час будівництва станцій. Швейцарський вчений Пауль Шеррер провів дослідження та визначив, що гідроенергетика займає перше місце у рейтингу найменшої кількості викидів вуглекислого газу. За нею відповідно розташувалися на другому, третьому і четвертому місцях: вітро-, ядерна та сонячна енергетики.

Низькі витрати на виробництво. Головною перевагою гідроелектростанції визнана відсутність витрат на «пальне», адже для виробництва електроенергії тут використовуються відновлювальні джерела енергії – вода. Також гідроелектростанції мають довгий термін «використання»: деякі можуть працювати і до 100 років. В результаті, кінцева вартість одержуваної електроенергії значно нижча, ніж в інших видів електростанцій.

Користь водосховищ. Водосховища можуть захищати від повеней, затримуючи надлишок води. Крім того, водосховища виконують вагому соціальну функцію: як резервуари питної води, як місце літнього відпочинку, як площина для занять різноманітними водними видами спорту, як запаси води для поливу та ін.

Економічна доцільність. У великих енергосистемах більшу частину можуть становити потужності теплових та атомних електростанцій, що не мають змоги швидко зменшувати виробіток електроенергії під час нічного зниження енергоспоживання або ж роблять це зі значними втратами. Що призводить до суттєвого підвищення комерційної вартості пікової електроенергії у порівнянні з тією, яка вироблена вночі. В таких умовах використання ГАЕС економічно доцільно та підвищує як ефективність використання інших потужностей (в тому числі, транспортних), так і надійність системи в цілому.

Гідроенергетика України

Перші у світі ГЕС і ГАЕС з’явилися у 1882 році у США та Швейцарії відповідно. В Україні гідроенергетика розвивається з початку XX століття. 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 належить ПрАТ «Укргідроенерго», що включене до переліку 15 найбільших підприємств державного сектору економіки.

Укргідроенерго – провідна гідрогенеруюча компанія, що забезпечує енергетичну стабільність і безпеку України, сприяє соціальному, економічному розвитку та конкурентоспроможності держави. Серед пріоритетів компанії: енергоефективність та екологізація виробництва електроенергії, а також охорона довкілля та мінімізація впливу на навколишнє середовище.

Укргідроенерго покриває пікові навантаження, регулює частоту і потужність мережі, а також створює мобільний аварійний резерв у об’єднаній енергосистемі України. ГЕС та ГАЕС забезпечують балансування ОЕС, у тому числі і для компенсації небалансів, створених виробниками за «зеленим» тарифом.

Про стан справ на балансуючому ринку розповідає Ігор Сирота, директор Укргідроенерго: «На сьогодні проблема балансування викликана збільшенням кількості альтернативної генерації. Таке балансування може бути зроблено завдяки гідроенергетиці та теплоенергетиці. Проте, в останньої собівартість вища, ніж у нас. Друге питання – надання послуг із забезпечення аварійного резерву. За нього також треба платити. Порівняйте аварійний резерв, який ми закриваємо за 7 хвилин і аварійний резерв, який закриває теплова генерація за 6-24 год. Наш резерв і дешевший, і ефективніший».

До складу компанії входять десять станцій на річках Дніпро та Дністер: Київська ГЕС та Київська ГАЕС, Канівська ГЕС, Кременчуцька ГЕС, Середньодніпровська ГЕС, Дніпровська ГЕС-1 та Дніпровська ГЕС-2, Каховська ГЕС, Дністровська ГЕС та Дністровська ГАЕС. Канівська ГАЕС та Каховська ГЕС-2 знаходяться в процесі підготовки до будівництва. Також функціонує ряд гідроелектростанцій на річці Південний Буг, серед яких і малі ГЕС, що широко розбудовуються в Україні. Наразі в країні експлуатується майже 50 малих ГЕС.

Прес-служба Укргідроенерго