Удк 621. 311. 21 Васильев Ю. С., академик ран, Елистратов В. В., д т. н., профессор
| Вид материала | Документы |
- Удк 621. 316: 621. 311. 1 Экономика и организация производства, 95.87kb.
- Удк 621. 311, 94.08kb.
- Васильев С. Н. академик ран, директор Института проблем управления ран алескеров, 192.9kb.
- Удк 620. 197. 3: 621. 311. 2 Ор3, 1584.41kb.
- Влагалища и шейки матки у детей, 313.83kb.
- Руководитель разработки, 1887.44kb.
- Программный комитет, 87.36kb.
- Программа график работы секций кемерово, 469.86kb.
- Рецидивы и метастазы гранулезоклеточных опухолей яичников (клиника, диагностика, лечение), 358.95kb.
- Удк 621. 311. 019. 3, 460.6kb.
УДК 621.311.21
Васильев Ю.С., академик РАН, Елистратов В.В., д.т.н., профессор (Санкт-Петербургский государственный политехнический университет,
Российская Федерация)
РЕКОНСТРУКЦИЯ МАЛЫХ ГЭС НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ
Рассмотрены вопросы развития малой гидроэнергетики Cеверо-запада России с целью повышения энергетической безопасности региона. Приведены расчеты сметной стоимости и рентабельности реконструкции Андреевской ГЭС на реке Андреевка (Тукалус-Йоки) Ленинградской области.
Questions of development of small water-power engineering of northwest of Russia with the purpose of increase of power safety are considered. Calculations of cost and profitability of reconstruction Andreevskaya HYDROELECTRIC POWER STATION on river Andreevka (Tukalus-Yoki) of Leningrad region are resulted.
Субъекты Северо-Западного федерального округа Российской Федерации имеют значительный промышленный потенциал и выше среднероссийского удельное энергопотребление. В тоже время этот регион не обладает запасами топливно-энергетических ресурсов, и, прежде всего, запасами углеводородного сырья и газа, на которые опирается в настоящее время энергетика России. Приводимая в докладе структура генерирующих мощностей показывает большую зависимость региона от дальнепривозного топлива, прежде от природного газа (около 75% топливопотребления) и мазута (около 20%). Такая ситуация формирует устойчивую зависимость ценовой политики на тепловую и электроэнергию от стоимости топлива. Использование в регионе возобновляемых источников энергии незначительное (за исключением Мурманской области) и связано в основном с крупными ГЭС, работающими в структуре федеральных и региональных энергетических компаний. Сложившаяся ситуация, особенно в условиях реформирования электроэнергетики и необходимости повышения энергетической безопасности, требует разработки предложений, направленных на сглаживание возникших противоречий. Во многом энергетическая безопасность формируется на региональном уровне. Степень обеспеченности регионов собственными топливно-энергетическими ресурсами является одним из основных показателей восприимчивости регионов к угрозам энергетической безопасности. Освоение и использование местных энергетических ресурсов (торф, сланцы, небольшие месторождения углеводородных топлив и др.), а также использование возобновляемых источников энергии (солнечная, ветровая, гидроэнергия, энергия биомассы), ресурсы которых значительны (табл. 1) позволит повысить долю ВИЭ в энергообеспечении регионов, обеспечив их энергетическую независимость и экологическую безопасность.
Таблица 1
Ресурсы НВИЭ в Северо-Западном регионе (млн. т.у.т./год)
| Вид ресурса | Валовый потенциал | Технический потенциал | Экономический потенциал |
| 1. Биоэнергия | 4,8 | 1,4 | 7,0 |
| а) сельскохозяйственные отходы и отходы животноводства | 10,0 | 3,5 | 2,3 |
| б) древесное топливо | 50,0 (лесная биомасса) | 5,2 | 1,75 |
| в) ТБО | 20,0 | 7,0 | 3,0 |
| 2. Ресурсы торфа | 1254,0 | 782,0 | 7,5 |
| 3. Ветровая энергия | 420,0 | 32,0 | 0,16 |
| 4. Малая гидроэнергетика | 6,75 | 1,85 | 1,1 |
Ленинградская энергосистема — наиболее крупная в энергообъединении Северо-Запада с располагаемой мощностью более 9000 МВт и выработкой около 50 млрд. кВт.ч. На территории Ленинградской области располагаются электростанции мощностью свыше 6900 МВт, в том числе ГРЭС общей мощностью 2289 МВт, АЭС 4000 МВт, ГЭС 652,7 МВт. Вся территория области охвачена централизованным энергоснабжением. Однако эта благополучная с точки зрения энергетики картина в настоящее время ухудшается из-за отсутствия инвестиций на реконструкцию, модернизацию и ввод новых мощностей. Это приводит к физическому и технологическому старению оборудования и сетей, уменьшению коэффициента готовности оборудования, увеличению числа и продолжительности аварий, снижению надежности энергоснабжения. Выработка электрической энергии по сравнению с 1990 годом снизилась на 20-25 %.
Особенно велики сложности с эксплуатацией местных линий электропередач напряжением 6 и 10 кВ. Эти ЛЭП имеют в области большую протяженность, часто проходят по труднодоступной, лесной, заболоченной местности. Из-за длительных сроков эксплуатации без ремонтов, подмывах при паводках опорные конструкции выходят из строя, из-за перенапряжения от несоответствия марок проводов и проходящих по ним нагрузок часто происходят аварии. В результате такой ненадежной работы наблюдаются перебои в энергоснабжении длительностью от суток и более.
В Санкт-Петербургском государственном политехническом университете на примере Ленинградской области и Санкт-Петербурга проанализирован имеющийся опыт создания генерирующих мощностей на основе ВИЭ и перспективные проекты строительства таких энергетических объектов.
Так, несмотря на то, что около 50% гидроэнергетического Ленинградской области уже использовано в энергетических целях при сооружении сравнительно крупных ГЭС (работают шесть гидростанций с общей установленной мощностью 653,7 МВт, среднегодовая выработка электроэнергии — более 3 млрд.кВт·ч.), имеются возможности использования многочисленных малых и средних рек региона. В случае нормального развития фермерских хозяйств, дифференциации системы расселения, обусловленной формированием рыночных отношений, проблемы рационального использования энергии малых и средних рек будут актуальными.
Энергетический потенциал малых рек, на которых возможно и целесообразно сооружение малых ГЭС в Ленинградской области, оценивается в 18-20 МВт с возможной выработкой 90-110 млн.кВт·ч, а целом экономический потенциал составляет 400 млн. кВт-ч. В настоящее время потенциал малых водотоков освоен крайне слабо, в то время, как в годы расцвета малой гидроэнергетики (50-60 годы) на территории области эксплуатировалось несколько десятков МГЭС, их суммарная мощность составляла 8551 кВт, среднегодовая выработка электроэнергии — 51,3 млн.кВт·ч. В 70-е годы, в условиях сплошной сетевой электрификации были выведены из эксплуатации и были заброшены. Параметры некоторых, наиболее крупных, из этих ГЭС приведены в таблице 2.
Заметим, что ряд МГЭС, в частности Алакусская, Ложголовская, Непповская, Оредежская и некоторые другие были в свое время построены студентами Ленинградского политехнического института. Теперь они могут быть реконструированы, восстановлены и технически перевооружены. На ряде малых ГЭС сохранились гидротехнические сооружения и бьефы, которые используются в рекреационных и мелиоративных целях, что упрощает задачу восстановления объектов и снимает ряд задач, связанных с экологией.
Восстановление малых ГЭС в Ленинградской области позволит решить следующие задачи:
- обеспечить надежное энергоснабжение в удаленных районах Ленинградской области, особенно на концах линий электропередач низкого напряжения;
- обеспечить условия развития небольших городов, поселков и деревень региона, сократить долю привозного топлива для отдельных районов и населенных пунктов;
- улучшить экологическое состояние прилегающих территорий
отдельных населенных пунктов.
Таблица 2
Малые гидроэлектростанции Ленинградской области
| № п/п | Наименование ГЭС | Параметры ГЭС | ||||
| Наименование водотока | Мощность кВт | Выработка 10 6 кВт·ч | Напор, м | Год ввода в эксплуа- тацию | ||
| | Андреевская | р.Тукалус-Йоки | 600 | 3,60 | 11,4 | 1959 |
| | Будогощская | р.Пчевжа | 600 | 3,60 | 7,3 | 1959 |
| | Вырицкая | р.Оредеж | 400 | 2,40 | 5,5 | 1953 |
| | Ивановская | р.Хревица | 580 | 3,48 | 14,5 | 1946 |
| | Кингисеппская | р.Луга | 700 | 4,20 | 3,0 | 1951 |
| | Коробищенская | р.Коль | 300 | 0,18 | 2,5 | 1945 |
| | Лужская №1 | р.Быстица | 370 | 2,22 | 6,4 | 1952 |
| | Лужская №2 | р.Быстица | 480 | 2,88 | 6,6 | 1956 |
| | Медведковская | р.Лидь | 168 | 1,01 | 4,0 | 1950 |
| | Михалевская | р.Тихвинка | 176 | 1,06 | 12,7 | 1953 |
| | Непповская | р.Систа | 175 | 1,05 | 4,8 | 1950 |
| | Оредежская | р.Оредеж | 720 | 4,32 | 6,3 | 1957 |
| | Рождественская | р.Оредеж | 175 | 1,05 | 4,9 | 1954 |
| | Рожинская | р.Рожинка | 175 | 1,05 | 5,5 | Финск. |
| | Сиверскя | р.Оредеж | 175 | 1,05 | 4,2 | 1957 |
Наиболее интересным объектом для восстановления в Ленинградской области является
Андреевская МГЭС. Андреевская малая ГЭС расположена на реке Андреевка (Тукалус-Йоки) на Карельском перешейке в Выборгском районе, в 51 км от г. Выборг и в 3,5 км от границы с Финляндией. Эта станция была построена финнами до Великой отечественной войны и и восстановлена в середине 50-х годов прошлого века.
В состав сооружений малой ГЭС деривационного типа входят: головной узел, напорная деривация, здание ГЭС с отводящим каналом.
Основные параметры малой ГЭС:
- мощность ГЭС , кВт 600-700
- напор, м 0,5...11,5
- длина деривации, м около 120 м
- число ниток напорного трубопровода 2
- длина напорных трубопроводов 33,3 м
- расход ГЭС, м3/с 3,0...4,0
- работа ГЭС в сеть;
- выработка энергии, тыс. кВт·ч 3000-3500.
Андреевская ГЭС единственная в Ленинградской области деривационная ГЭС с напорным деривационным трубопроводом и уравнительным резервуаром. Восстановлению и ремонту в большей или меньшей степени подвергаются все сооружения гидроузла. В основу конструктивных решений по восстановлению малой ГЭС положен принцип максимального сохранения существующих сооружений и конструкций при минимуме строительно-монтажных работ. На рисунке показано размещение оборудования в здании ГЭС (основного и разменного гидроагрегатов)
Рисунок. Размещение оборудования ГЭС
Капиталовложения в осуществление проекта складываются из стоимости гидроэнергетического и вспомогательного оборудования, проектирования, согласования и монтажа. Ориентировочное соотношение затрат в процентном выражении и примерные сроки реализации проекта приведены в табл.3.
Сметная стоимость реконструкции Андреевской МГЭС (в ценах 2000 года) составляет:
СМР – 7420 тыс. руб.
оборудование – 5140 тыс. руб.
прочие – 1720 тыс. руб.
итого – 14280 тыс. руб.
НДС – 2954 тыс. руб.
потребность в инвестировании – 17234 тыс. руб.
Внутренняя норма доходности – 38%.
Простой срок окупаемости – 5,8 лет.
Дисконтированный срок окупаемости – 10,6 лет.
Таблица 3
Соотношение затрат по видам работ
| Статья расходов | Расходы, % от стоимости ГЭС | Сроки, мес |
| Проектирование и согласование | 2 | 5 |
| Гидроагрегат (изготовление) | 45 | 8 |
| Станционная автоматика, оборудование станции, трансформатор | 8 | 2 |
| Трубопровод и отсасывающие трубы | 10 | 3 |
| Строймонтаж | 28 | 6 |
| Монтаж и пуско-наладочные работы | 7 | 2 |
| Всего | 100 | |
Данный объект обеспечивает не только энергетический эффект при внедрении, но и является вполне рентабельным при его осуществлении. Однако из-за ряда, прежде всего организационных и юридических проблем, данный объект долгое время не восстанавливался. В России не был отработан и прописан понятный механизм реконструкции и восстановления гидроэнергетических объектов, выведенных из эксплуатации и списанных с баланса эксплуатирующих организаций в 70-80-е годы прошлого века. Их было необходимо перевести из бесхозного состояния и включить в реестр федерального имущества, а затем только передать для реализации инвестиционного проекта заинтересованной организации. Из-за отсутствия правовой базы этого сделать не удавалось и поэтому реконструкцией малых гидроэнергетических объектов не занимались. Однако в настоящее время, проблема начала решаться. В России развитием гидроэнергетики стала заниматься Федеральная гидрогенерирующая организация – ОАО «ГидроОГК» и была принята ведомственная программа развития «большой» и малой гидроэнергетики до 2020 года. Так как на реконструкцию МГЭС требуется все-таки меньше средств, чем на новее строительство, то эти объекты более рентабельны и эффективны и к ним стал проявляться повышенный интерес у инвесторов. По Андреевской МГЭС были проведены необходимые процедуры, появился заинтересованный инвестор и сейчас разрабатывается рабочая проектная документация и хочется надеяться, что в конце 2007 года начнется процесс реконструкции.