Збільшення будівництва генеруючих потужностей на відновлюваних джерелах енергії (ВДЕ, для України це переважно вітрові та сонячні електростанції) вимагає додаткового будівництва регулюючих потужностей. Це викликане тим, що ВДЕ виробляють електрику не тоді, коли потрібно споживачам, а тоді, коли є відповідні природні умови – сонце та вітер. Наприклад, коефіцієнт використання встановленої потужності для сонячних електростанцій в Україні становить близько 14%, вітрових –близько 30,5%, при цьому для вітряків генерація відбувається і вночі, коли споживання і так мінімальне. Тому для того, щоб електростанція на енергії сонця або вітру могла за погодними умовами вільно вмикатись або вимикатись, необхідно збудувати компенсуючі регулюючі потужності.
Протягом останніх років в Україні, після надання державної підтримки, генерація на ВДЕ набула достатньо стрімкого розвитку. У 2019 році виробіток електричної енергії на ВДЕ в загальній структурі виробництва електричної енергії досягнув 3,6% від річного виробництва в Україні, та очікується її подальший приріст за рахунок нового будівництва. Однак, якщо тривалість будівництва «зеленої» генерації становить 2–3 роки, то будівництво потужностей для їх регулювання потребує часу приблизно втричі більше. Це можуть бути або гідроакумулюючі електростанції або газотурбінні електростанції на природному газі з сусідньої країни (з очевидних причин останній варіант не розглядається).
Навіщо Україні та всьому світу розвивати гідроенергетику та будувати ГАЕС?
Міжнародна гідроенергетична асоціація (International Hydropower Association, далі – МГА) у звіті за 2019 рік опублікувала тенденцію розвитку гідроенергетики в світі. Встановлено, що протягом 2019 року гідроенергетичні проєкти додали майже 15,6 ГВт номінальної потужності по всьому світу, що демонструє зріст за рік на 1,2%. Це довело існуючу потужність до 1 308 ГВт, що призвело приблизно до 4 306 ТВт-год в чистій генерації електрики у 2019 році.
П’ятдесят країн збільшили гідроенергетичну потужність у 2019 році. Країнами з найвищим індивідуальним зростанням встановленої потужності були Бразилія (4 919 МВт), Китай (4 170 МВт), Лаос (1 892 МВт) і Бутан (720 МВт).
У Канади є чотири основних гідроенергетичних проєкти на етапі будівництва, які додадуть ще 2,900 МВт потужності впродовж наступних п’яти років.
Нове законодавство, прийняте Конгресом США, офіційно визнає гідроенергетику відновлюваною енергією та полегшує своєчасний процес ухвалення нових проєктів та повторне ліцензування діючих проєктів. Міністерство енергетики США приділяє особливу увагу ознакам надійності та гнучкості енергосистеми, що надаються ГАЕС.
Декілька центральноамериканських країн, включаючи Коста-Ріку, Гватемалу та Панаму, виробляють більшу частину електроенергії з відновлюваних джерел, значною мірою за допомогою гідроенергетики.
В той час як мінливі відновлювані джерела енергії продовжують швидко розвиватися, гідроенергетика все більше визнається в Європі за гнучке забезпечення безпечної, доступної за ціною та стабільної подачі енергії. Європа додала приблизно 682 МВт встановленої потужності у 2019 році.
Переваги гідроенергетики полягають у такому:
- доступна та стабільна електроенергія (гідроенергетика є найдешевшим джерелом генерації електроенергії на багатьох світових ринках);
- сприяння розвитку інших ВДЕ (гідроенергетика сприяє зростанню різних ВДЕ, таких як вітер та сонце, покриваючи попит, коли ці джерела є недоступними);
- сприяння розвитку економіки та працевлаштуванню (за звітами у галузі гідроенергетики працює 1,8 млн осіб по всьому світі, і ще більше у споріднених галузях);
- уникнення забруднень та викидів (гідроенергетика є низьковуглецевою технологією, яка допомагає знизити вуглецеві викиди та забруднення від викопного палива);
- інвестиції у сільські регіони (розвиток гідроенергетики сприяє інвестуванню у місцеві громади, включаючи освіту, охорону здоров'я та інші послуги).
Гідроенергетика забезпечує низку переваг для суспільства та навколишнього середовища. До енергетичних переваг належать: чисте та гнучке виробництво та акумулювання, а також зменшена залежність від викопного палива та уникнення забруднювальних речовин.
Гідроенергетика виробляє майже дві третини світової відновлюваної електроенергії і робить значний внесок у виконання цілей Паризької угоди та цілей сталого розвитку. Без цього внеску, мета обмеження зміни клімату на 1,5 або 2 градуси вище доіндустріального рівня, ймовірно, була б недосяжною.
Ключова роль ГАЕС у розвитку відновлюваних джерел енергії
Акумулювання гідроенергії є важливим компонентом для сучасних і майбутніх систем чистої енергії. Значне збільшення кількості ВДЕ, таких як вітрова та сонячна енергія, разом з їх заміщенням звичайних генераторів, збільшило тиск на енергосистеми і підкреслило потребу в акумульованій енергії ГАЕС.
Акумулювання електроенергії не слід розглядати лише як резервний генератор або постачальник допоміжних мережевих послуг, але як ресурс, що забезпечує переваги по всьому спектру ролей у місцевих і регіональних системах водопостачання та енергетики.
У світі загальна встановлена потужність ГАЕС становить 1 291 757 МВт, а генерації – 4,2 ТВт/год за даними на 2019 рік.
Зокрема, Укргідроенерго здійснює експлуатацію шести агрегатів Київської ГАЕС потужністю 235,5 МВт в генераторному режимі і 135 МВт в насосному та трьох гідроагрегатів Дністровської ГАЕС потужністю 324 МВт кожний. Аналіз роботи в 2014 році введених в експлуатацію двох гідроагрегатів Дністровської ГАЕС показав загальнодержавний ефект в тому, що зменшується потреба в кількості пусків енергоблоків ТЕС для добового регулювання в енергосистемі. Ці пуски відбуваються в піковий період, тобто коли необхідна велика потужність протягом лише кількох годин на добу. Такі пуски теплових електростанцій здійснюються на імпортованому природному газі, а їх робота здійснюється на вугіллі, в тому числі дефіцитному антрациті, який фактично також імпортується, починаючи з 2014 року.
Розрахунки ефективності будівництва Канівської ГАЕС показують щорічну економію 557 тис. тонн вугілля та 125 млн м3 природного газу, як додатковий системний ефект. А зменшення викидів газів за рахунок заміщення теплових електростанцій ГАЕС буде становити СО2 (вуглецевий газ, діоксид вуглецю) – 1 265 тис. т, NOx (оксид азоту) – 3,8 тис. т, SO2 (діоксид сірки) – 14,7 тис. т та пилу – 4,6 тис. т.
Маємо зауважити, що споруди Канівської ГАЕС не перегороджують річку і не регулюють стік. Більше того, її спорудження призведе до підвищення внутрішнього водообміну Канівського водосховища, внаслідок чого може покращитися якість води. Це стосується передусім кисневого режиму, це сприятиме активному окисненню мінеральних і органічних речовин.
Для прикладу наведемо цитату з листа Світового банку до Міністра фінансів України Олександра Данилюка від 04.07.2016 щодо проєкту Канівської ГАЕС: «Основна увага в нашій оцінці проекту приділялася економічній життєздатності загальної енергосистеми України, а також оцінці екологічних і соціальних наслідків. Що стосується економічної оцінки, робота охопила ряд енергетичних систем і аналіз рівня реалізації проєктів протягом останніх двох років; ця оцінка нещодавно була оновлена відповідно до переглянутих припущень щодо попиту і пропозиції, щоб зазначити зміни в параметрах енергосистем України. Результати оцінок дозволяють дійти висновку, що Канівська ГАЕС матиме очевидні переваги для енергосистеми України і що екологічні та соціальні наслідки будуть належно враховані».
Таким чином, будівництво ГАЕС – вагомий внесок у зменшення імпорту природного газу та вугілля із сусідніх країн та державницький крок щодо забезпечення енергетичної незалежності України.
Плани розвитку гідроенергетики в Україні
Місія гідроенергетики полягає в просуванні енергоефективного використання гідроресурсів шляхом накопичення та поширення знань про роль гідроенергетики в системах відновлюваної енергії, відповідальному використанні прісних вод і боротьбі зі зміною клімату.
Так, 18 липня 2017 року своїм розпорядженням № 605-р Уряд України схвалив Енергетичну стратегію України на період до 2035 року «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність», основною метою якої є забезпечення потреб суспільства та економіки в паливно-енергетичних ресурсах у технічно надійний, безпечний, економічно ефективний та екологічно прийнятний спосіб для гарантування поліпшення умов життєдіяльності суспільства.
У цій стратегії велике значення приділяється підвищенню енергоефективності на етапі генерації електроенергії та в подальшому при передачі та розподілі, а також формуванню ефективного енергетичного балансу України, в якому прогнозується до 2035 року зростання частки відновлюваної енергетики до рівня не менше 25 %, включаючи всі гідрогенеруючі потужності.
При цьому визначено, що до 2025 року необхідно завершити реконструкцію існуючих потужностей ГЕС та будівництво нових агрегатів ГЕС і ГАЕС, що дозволить зберегти у структурі генерації найбільш економічні та маневрові з них, а також збільшити їх потужність.
Враховуючи Енергетичну стратегію України на період до 2035 року та керуючись Програмою розвитку гідроенергетики на період до 2026 року, Укргідроенерго визначило основні перспективи розвитку, а саме реалізація першочергових інвестиційних проєктів найближчим часом:
- завершення будівництва першої черги Дністровської ГАЕС у складі трьох гідроагрегатів;
- будівництво другої черги Дністровської ГАЕС (ГА-4);
- завершення другої черги реконструкції ГЕС і ГАЕС Дніпровського каскаду та Дністровської ГЕС;
у середньостроковій перспективі:
- будівництво Канівської ГАЕС;
- будівництво Каховської ГЕС-2;
- будівництво третьої черги Дністровської ГАЕС в складі гідроагрегатів № 5–7.
Що дасть реалізація цих проєктів?
- підвищення рівня стійкості, надійності та ефективності роботи об’єднаної енергетичної системи України завдяки збалансованій структурі потужностей
- забезпечення необхідного обсягу маневрових потужностей
- створення умов для постійного та якісного задоволення попиту на електроенергію
- значне збільшення частки маневрених потужностей гідроелектростанцій і гідроакумулюючих електростанцій у загальному балансі галузі, що забезпечить оптимальний баланс між різними видами енергогенеруючих потужностей на ринку електроенергії в Україні та дасть можливість стабілізувати ціни на електроенергію на економічно обґрунтованому рівні.
Пресслужба Укргідроенерго
Читайте також:
Укргідроенерго презентує Звіт керівництва компанії за 2019 рік
Що буде, якщо спустити українські водосховища?
- 692