Гидро- и тепловая энергетика Беларуси

Любые крупные энергетические объекты в значительной мере оказывают влияние на окружающую среду.

Из всех источников энеpгии в настоящее вpемя только гидpоэнеpгетика вносит существенный вклад во всемиpное пpоизводство электpоэнеpгии (21%). О ней часто говорят как об экологически чистом способе производства электроэнергии. Преимущества гидроэлектростанций очевидны - это постоянно во­зобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуата­ции, отсутствие загрязнения окружающей среды. Да и опыт пост­ройки и эксплуатации водяных колес мог бы оказать немалую по­мощь гидроэнергетикам. Однако постройка плотины крупной гидро­электростанции является задачей куда более сложной, чем пост­ройка небольшой запруды для вращения мельничного колеса. Чтобы привести во вращение мощные гидротурбины, нужно накопить за плотиной огромный запас воды. Для постройки плотины требуется уложить такое кол-во материалов, что обьем гигантских египетс­ких пирамид по сравнению с ним покажется ничтожным.

Настораживает и тот факт, что при строительстве гидроэлектростанций возникает необходимость затопления обширных площадей, обжитых человеком или представляющих собой естественные природные комплексы. Обычно возле гидроэлектростанций имеются водохранилища, занимающие различные (но значительные) площади. В связи с этим по берегам водохранилищ наблюдается дополнительное давление на грунт, фильтрация воды в берега и дно, переформирование берегов, а сама вода в водохранилище обычно имеет повышенную температуру. Подтопление территории, прилегающей к гидроэлектростанции приводит к тому, что уровень воды поднимается выше критического. Следствием этого является обычно гибель древесной растительности и размокание грунтов. Ученые приводят данные, согласно которым площадь земель, затопленных при строительстве гидроэлектростанций на территории бывшего СССР, примерно равна площади всей Франции!

Строительство равнинных ГЭС полностью нарушает жизнь экосистемы реки. На дне водоемов накапливаются тысячи тонн (как правило, ядовитых за счет промышленных и бытовых стоков в реки) осадков. Это практически навсегда выводит территорию из дальнейшего использования даже в случае, если водохранилище будет спущено. Ликвидация таких водохранилищ затруднена также тем, что современные суда приспособлены к большим глубинам, чем в реках с незарегулированным стоком, и замена их на суда с меньшей осадкой будет стоить огромных денег, потребует дополнительного строительства железных и шоссейных дорог.

ГЭС на горных реках удобны тем, что не связаны с затоплением больших территорий, но они могут быть опасны из-за довольно высокой вероятности катастроф ввиду сейсмической нестабильности этих районов. Землетрясения приводят к огромным жертвам. Так, в Италии в Вайоне в 1993 г. при прорыве плотины погибли 2118 человек, а в Индии от прорыва плотины Гуджерат — 16 тыс. человек.

По современным представлениям, у крупных ГЭС нет перспектив. Строительство ГЭС имеет смысл лишь в ограниченных масштабах, на малых реках или же на больших, но при особом варианте свободнопроточных ГЭС мощностью от нескольких десятков до нескольких сотен Вт, позволяющем обходиться без строительства плотин.

Крупные гидроэнергетические сооружения часто несут в себе опасность крупных катастроф. К таким катастрофам можно отнести аварию в 1979 г. на плотине в Морви (Индия), которая унесла около 15 тыс. жизней. В 1963 году авария плотины в Вайонте (Италия) привела к гибели 3 тыс. человек.

Самые крупные гидроэлектростанции мира построены в Венесуэле (плотина Гури, 10 млн. кВт, что соответствует 10 средним АЭС), в Бразилии на реке Парана (ГЭС «Итайпу», 12,6 млн. кВт). В Китае начато строительство ГЭС мощностью 13 млн. кВт. Крупные ГЭС преобладают в России. Пример — каскады ГЭС на Волге и реках Сибири (Шушенская, Ангарская, Братская, Красноярская и др.).

Значительными загрязнителями окружающей среды являются тепловые электростанции. Нефть и уголь, сжигаемые на современных тепловых электростанциях, стали причиной выпадения кислотных дождей, серьезно влияющих на состояние окружающей среды. Современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает за это время в воздух 680 т SO₂ и SO₃, а также 120-140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает количество оксидов азота и серы.

В целом использование любых органических видов топлива чревато разрушительными экологическими последствиями. Происходит газопылевое загрязнение атмосферы, почвы, растительности, поверхностных и подземных вод. Создание прудов-охладителей приводит к изменению микроклимата. В индустриальных районах рН атмосферных осадков снижается до 2-4. Газопылевые выбросы содержат большое количество цинка, свинца, ртути, никеля и других токсичных элементов.

На сегодня основными электрогенерирующими источниками в Беларуси являются тепловые электростанции (ТЭС), работающие в основном на российском газе, а недостающая электроэнергия закупается на атомных станциях России и Литвы. Собственное производство электроэнергии осложняется тем, что более половины белорусских электростанций отработали свой проектный ресурс, а к 2010 году замены потребует уже 90% энергетического оборудования. То есть проблема требует принципиального решения: как компенсировать выбывающие мощности – ремонтировать и реконструировать старые или строить новые электростанции? Проведенные исследования показали, что простая замена оборудования и продление ресурса энергоблоков – не самый дешевый способ. Специалисты пришли к выводу, что наиболее выгодной является модернизация и реконструкция существующих электростанций и котельных путем внедрения современных газотурбинных и парогазовых установок с более высоким КПД.

Сейчас по новейшей технологии за счет кредита Европейского Банка Реконструкции и Развития осуществляется модернизация Оршанской ТЭЦ с применением французского оборудования.

В 1992-2000 годах в республике вос­становлены следующие ГЭС:

1) Добромыслянская (Витебская обл.)— 200 кВт;

2) Гонолес (Минская обл.) — 250 кВт;

3) Войтощизненская (Гродненскаяобл.) — 150 кВт;

4) Жемыславльская (Гродненская обл.) — 160 кВт;

5) 1-я очередь Вилейской ГЭС (Мин­ская обл.) — 900 кВт;

6) Богинская (Витебская обл.) — 300кВт;

7) Ольховка (Гродненская обл.) — 100кВт;

8) Тетеринская (Могилевская обл.) —600 кВт.

Проведенный анализ показывает, что в перспективе на притоках рек Западная Двина, Неман, Вилия, Днестр, Припять и Западный Буг может быть построено около 50 малых ГЭС суммарной мощнос­тью 50 тыс. кВт и среднегодовой выра­боткой электроэнергии 160 млн. кВт-ч.

Однако наиболее значительный вклад гидроэнергетики в общий энергетичес­кий баланс республики может внести строительство каскада ГЭС на реках Западная Двина (Витебская, Полоцкая, Верхнедвинская области) и Немане (Гродненская область).

Эти гидроэлектростанции при относи­тельно небольшом затоплении поймен­ной территории позволят получить до 800 млн. кВт-ч в год электроэнергии при установленной мощности около 240 МВт.

Реальный ежегодный потенциал гид­роэнергетики Беларуси составляет 1,8 т условного топлива в год.