АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ИНВЕСТИЦИОННОГО ПРОЕКТА «КОМПЛЕКСНОЕ РАЗВИТИЕ

НИЖНЕГО ПРИАНГАРЬЯ

Шапхаев С.Г., БРО по Байкалу, ВСГУТУ, Улан-Удэ

Байкало- Ангаро-Енисейская водохозяйственная система.

• «При размещении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию и эксплуатации гидроэлектростанций должны учитываться реальные потребности в электрической энергии соответствующих регионов, а также особенности рельефов местностей».

• Ч.3 Ст.40 Требования в области охраны окружающей среды при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию и эксплуатации объектов энергетики.

ФЗ «Об охране окружающей среды

Структура генерирующих мощностей

• Суммарная мощность гидроэлектростанций – 22,3 млн.кВт (49,5% общей установленной мощности), в их числе крупнейшие в стране Саяно-Шушенская ГЭС (6,4 млн.кВт) и Красноярская ГЭС (6,0 млн.кВт) на Енисее, Братская ГЭС (4,5 млн.кВт) и Усть-Илимская ГЭС (3,84 млн.кВт) на Ангаре.

• Суммарная установленная мощность тепловых электростанций– 22,8 млн.кВт, На строящейся Березовской ГРЭС с 1992 г. находятся в эксплуатации два первых энергоблока по 800 МВт, состав остального крупноблочного оборудования на ГРЭС – блок 500 МВт на Назаровской ГРЭС и почти сорок блоков 150-200 МВт на других станциях. Используемое топливо – уголь, преимущественно канско-ачинского бассейна, мазут для ТЭЦ и на станциях западных районов Сибири – природный газ.

Структура электропотребления в ОЭС Сибири

Тенденции электропотребления

• Главным стабилизирующим фактором сравнительно невысокого спада энергопотребления в Сибири явилось поддержание на близком к прежнему уровне металлургического производства (алюминия), являющийся сырьевым сектором экономики. Резко увеличилась доля коммунально-бытового потребления (с 10% до 15%), а инновационный сектор – машиностроительный и без того небольшой сократился с 10 до 5 процентов.

Особенности территориального размещения

• Территориальное размещение генерирующих источников в ОЭС Сибири – крайне неравномерное. Наиболее высокая концентрация мощностей – в зоне действия Красноярской энергосистемы, где сосредоточено до 19,0 млн.кВт (12,7 млн.кВт на енисейских ГЭС и 6,3 млн.кВт на Березовской и других ТЭС), а также Иркутской энергосистемы -13,2 млн.кВт (9,0 млн.кВт на ангарских ГЭС и 4,2 млн.кВт ТЭЦ).

• Территориальные диспропорции в сочетании с недостаточным развитием внутрисистемных электрических сетей привели к тому, что при избыточном энергобалансе Иркутской и Красноярской энергосистем имеются непокрываемые дефициты, вплоть до ограничения и отключений потребителей, в энергосистемах Бурятии и Читинской области, а также Алтайского края, Кузбасса, Омской, Томской и Новосибирской областей.

Последствия

• В границах ОЭС Сибири хроническое отставание работ по сетевому строительству (включая ЛЭП 500 кВ из Красноярской энергосистемы на Омск, из Иркутской энергосистемы на Бурятию и Читу, от Усть-Илимской ГЭС в зону БАМа) привело к ограничениям по выдаче мощности крупных электростанций, недостаточной надежности энергоснабжения потребителей периферийных энергосистем, неоптимальным режимам работы гидроэлектростанций.

• Электростанции ОЭС Сибири в целом обеспечивают покрытие собственной потребности в электроэнергии с избытком, что связано с временным снижением уровня спроса за период реформ.

• Во внутригодовом разрезе балансы электроэнергии складываются неудовлетворительно. Наличие значительных сезонных избытков электроэнергии на ГЭС, особенно, в многоводные годы приводит к вынужденным нагрузкам вплоть до останова большинства энергоблоков тепловых электростанций

Выводы по ИП «Комплексное развитие Нижнего Приангарья»

• 1. Дальнейшее наращивание мощностей ориентированного преимущественно на экспорт аллюминиевого производства

и гидроэнергетического комплекса приведет к усилению сырьевой направленности экономики России.

2. Проектирование и ввод Богучанской ГЭС на Ангаре не учитывает реальные потребности в электрической энергии и усилит существующие диспропорции в территориальном размещении источников и потребителей электроэнергии в Сибири

3. Лучшая новая ГЭС – повышение энергоэффективности и энергосбережения существующих производств и системы ЖКХ, а также развитие внутренних и внешних электросетей.

Источники

• www.plotina.ru• Технический проект Богучанской ГЭС с ПУ

водохранилища 185,0м. Том 1. Москва, 2006

• http://interfax-era.ru/• www.cenef.ru

Безопасность ГЭС

Основные факторы

• Природные, включая климатические

• Качество системы управления существующими ГЭС

• Качество проектирования новых ГЭС

Основные вопросы обеспечения гидрологической безопасности сводятся к трем позициям:

- Прогнозирование половодий и дождевых паводков редкой повторяемости с учетом изменения климата.

- Проектирование достаточной пропускной способности ГТС и выбор оптимальных режимов предполоводной сработки в период крупных паводков и наводнений, обеспечивающих необходимый уровень гидрологической безопасности.

- Эффективный контроль за выполнением «Правил использования водных ресурсов водохранилищ ГЭС» и утвержденных рабочих графиков сработки водной массы в верхнем бьефе, содержащихся в «Правилах технической эксплуатации и благоустройства водохранилищ ГЭС».

• В связи с изменением климата и хозяйственной деятельности на водосборах изменились гидрологические режимы рек Ангаро-Енисейского бассейна, увеличилась повторяемость, величина и синхронность экстремальных паводков и засух

• Когда строилось большинство крупных плотин, предполагалось, что гидрологический режим рек (объем стока и максимальные расходы воды) будут оставаться неизменными. Ряды гидрологических наблюдений были слишком короткими и не учитывали долговременные гидрологические циклы. Глобальные изменения климата внесли новый уровень неопределенности в вопрос изменения стока при проектировании плотины. На ее безопасность оказывает влияние размеры и частота выпадения экстремальных объемов атмосферных осадков. Их изменения трудно предсказуемы.

• В дополнение к этому увеличились негативные воздействия пикового регулирования ГЭС на гидрологический режим в нижних неподпертых бьефах плотин. Под воздействием пиковых волн попусков формируется неустановившийся гидрологический режим с полыньями, зимними заторно-зажорными наводнениями, срывами ледоставов и торошением ледовых покровов, разрушением ледовых переправ и автозимников, в периоды нереста обсыхает или смывается икра и молодь.

• • Имеются три причины по которым необходимо пересмотреть основные

параметры функционирующих и проектируемых гидроузлов БАЕВС• 1.1. Изменились гидрологические режимы рек Ангаро-Енисейского бассейна в связи с

изменением климата и хозяйственной деятельности на водосборах .• 1.2.Изменились современные нормативные требования пропуска экстремальных паводков

через ГТС.• 1.3. Увеличились негативные воздействия пикового регулирования ГЭС на

гидрологический режим в нижних неподпертых бьефах плотин

Основными особенностями изменения сезонного стока рек в последние десятилетия были увеличение их водности в зимний период практически на всей территории России, более раннее вскрытие и более позднее образование ледяного покрова (Солдатова, 1996). Анализ фактических данных за последние 100 лет позволяет сделать вывод о том, что такая ситуация ранее не наблюдалась, так как и многоводные,и маловодные фазы в бассейнах рек этого региона определялись величиной стока во время весеннего половодья. Этот факт свидетельствует о существенном изменении в последние годы условий формирования стока (Георгиевский, 2002, 2005).(Раздел «Водные ресурсы»,ОЦЕНОЧНЫЙ ДОКЛАД ОБ ИЗМЕНЕНИЯХ КЛИМАТА

И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯХ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.Том 2, Последствия изменения климата,2008) http://climate2008.igce.ru/v2008/v2/3.4.pdf

Сезонное перераспределение стока Енисея по Игарскому

створу после осуществления строительства ГЭС 1 – естественное; 2 – регулированное состояние; 3 – увеличение стока; 4 – уменьшение стока

• В условиях нестабильной гидрологической ситуации и отсутствии надежных прогнозов повысился уровень неопределенности в принятии решений по регулированию использования водных ресурсов в гидроэнергетических целях и увеличились объемы холостых сбросов и недовыработки электроэнергии

• Администрации и население в нижних бьефах не предупреждаются даже при чрезвычайных сбросах, как это было в 2006 г. в Красноярске, что не позволило минимизировать ущербы

• Примеры отклонения режимов работы ГЭС Ангаро-Енисейского каскада от нормативных требований гидрологической безопасности ГТС.

•По данным всемирной комиссии по высоким плотинам почти половина всех разрушений плотин происходит при переливе через гребень плотины, причиной которого является неправильная оценка максимального паводка и рассчитанные на их основе недостаточные величины пропускной способности гидротехнических сооружений и аккумулирующей емкости водохранилища, а также несвоевременная или недостаточная предполоводная сработка водохранилища

• Последствия образования динамической волны прорыва на Богучанской ГЭС• Основные параметры волны прорыва на строящейся Богучанской ГЭС при НПУ 185,0

м(1этап):• . время добегания волны прорыва до слияния с р. Енисей – 1,6 суток;• . подъем уровня на р. Ангаре составит 8 – 20 м.• - Составляющими возможного вреда в результате аварии гидротехнических сооружений

при НПУ 185,0 м являются:• гибель людей; Число пострадавших (в том числе, погибших) по статистике может

составлять до 10-15% от числа проживающих в зоне затопления.• При увеличении НПУ до 208,0 м(2 этап) по самым осторожным оценкам: • максимальные превышения уровней воды над среднемноголетними• увеличатся не менее, чем в 1,5 раза;• время добегания уменьшится примерно на 20-40%; существенно увеличатся площади

затопления и разрушительное действие.• В зону затопления попадает 34 населенных пункта, где проживает 230 тыс. человек.• Число пострадавших (в том числе, погибших) по статистике может составлять до 30 тыс.

чел.• Источник: Материалы Декларации безопасности гидротехнических сооружений и отчет

"Подготовка декларации безопасности гидросооружений Богучанской ГЭС на стадии внесения изменений в проект".

• Отчет «СОЦИАЛЬНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА В РАМКАХ БАНКОВСКОГО ТЭО»• Инвесторы проекта:• OAO «Федеральная гидрогенерирующая компания» (ОАО «Русгидро»),Объединенная

компания «Российский алюминий» (ОК «Русал»).

• Из акта результатов расследования причин аварии СШГЭС

• Авария на СШГЭС произошла в момент пикового регулирования нагрузки при

максимальных уровнях наполнения водохранилища. В моменты резких открытий-закрытий верхних затворов водоводов и резких изменений гидродинамического давления воды в водоводах в напорной системе гидроагрегата, формируется нестационарный водный поток с явлениями очень быстрого резонансного усиления пульсаций потока, вызывающих повышенные вибрации оборудования. Теоретическая модель этих явлений описана в работе /1/. (1. Арм В.Х., Окулов В.Л., Пылев И.М. Неустойчивость напорных систем гидроэнергоблоков.//Известия Академии наук. Энергетика, 1996, №3. С.122-132.) Авторы этой работы за 17 лет до аварии в результате анализа натурных испытаний энергоблоков Саяно-Шушенской ГЭС по определению возможности повышения максимальной мощности турбин показали гидроакустический резонанс в напорной системе и недопустимость эксплуатации ее гидроагрегатов на форсированных нагрузках. Гидравлический режим в проточной части отличался сильными ударами, биениями вала пульсациями. Вибрация опорных частей была выше допустимой. Этот механизм был известен тогдашнему руководству станции (Брызгалов В.И. «Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанции». Но до аварии и после нее эксплуатация гидроагрегатов осуществляется без учета выявленных ограничений,

Проблема несоответствия проектов Богучанской ГЭС и Нижнебогучанской и

Мотыгинской ГЭС требованиям гидрологической безопасности.

• Проблема несоответствия пропускной способности функционирующих и проектируемых гидроузлов БАЕВС современным нормативным требованиям пропуска экстремальных паводков и изменившимся гидрологическим характеристикам выявлена на основе расчетов максимальных расходов воды и гидрографов половодий нормативных вероятностей превышения и сценариев их пропусков через гидротехнические сооружения Богучанской ГЭС.

• Кроме того, в проектах не выполнены оценки воздейс твий на гидротехнические сооружения особых нагрузок, воздействий и обстановки их сочетаний: давления от гидравлического удара, динамических нагрузок при форсированном уровне верхнего бьефа, ледовой обстановки в верхнем и нижнем бьефах плотин, воздействий от плавающей древесины, всплывающего торфа и др.

Предложения по климатической адаптацииВнести в региональные планы устойчивого развития субъектов Сибирского ФО и волжскогобассейна соответствующие поправки, касающиеся вопросов обеспечения климатической адаптации крупных ГЭС России, согласно пп.42,44 Климатической доктрины РФ, а такжев пункты 1, 15 Комплексного плана реализации Климатической доктрины РФ до 2020г.

Управлять – значит предвидеть: «умный знает как выбраться из

трудного положения, мудрый знает как такого положения избежать

Спасибо за внимание!