Гидроэнергетика СССР - Перспективы развития гидроэнергетики

Развитие гидроэнергетики и в целом водного хозяйства в настоящее время происходит в условиях качественного изменения структуры энергетического баланса страны, наметившегося несоответствия территориального распределения водных ресурсов требованиям развивающихся отраслей народного хозяйства при одновременном ужесточении требований по охране окружающей среды.
Кроме того, в связи с высокими темпами развития экономики требуется все большее вовлечение богатейших природных ресурсов, удаленных от основных центров их потребления, в связи с чем освоение этих ресурсов связано со значительными затратами на создание социальной и производственной инфраструктуры. В этих условиях особую значимость приобретает гидроэнергетика, базирующаяся на возобновляемых энергетических ресурсах, обеспечивающая высокую производительность труда на ГЭС, высокую маневренность гидроэнергетического оборудования, возможность регулирования неравномерного стока рек водохранилищами ГЭС, создание крупной социальной и производственной инфраструктуры в районе строительства ГЭС.
Основные направления развития гидроэнергетики в перспективе по регионам страны можно охарактеризовать следующим образом:
в европейской части страны — максимальное использование гидроэнергетических ресурсов с целью смягчения напряженности энергетического баланса в этом регионе и строительство специальных маневренных гидроаккумулирующих электростанций для повышения качества и надежности работы тепловых и атомных электростанций;
в Сибири — строительство крупных гидроэлектростанций на Ангаре, Енисее, в верховьях Оби, рассматриваемых как важнейший элемент создаваемой на востоке страны крупнейшей топливно-энергетической базы для энергоснабжения не только районов Сибири, но и европейской части СССР, с использованием этих ГЭС и их строительной базы в качестве основы создаваемых при них территориально-производственных
(медь, никель, свинец, цинк и др.);
на Дальнем Востоке — строительство ГЭС на Витиме, Олекме, Бурее и Колыме для создания прочной энергетической базы развития народного хозяйства в зоне БАМ и отдаленных районах Северо-Востока;
в Средней Азии и Казахстане — строительство гидроузлов комплексного назначения, обеспечивающих регулирование стока рек для выработки электроэнергии и развития орошаемого земледелия.
Характерной особенностью современной программы гидроэнергостроительства является перемещение основных объектов строительства в отдаленные районы Восточной Сибири и Дальнего Востока, в высокогорные районы Кавказа и Средней Азии. Это связано с постепенным исчерпанием эффективных гидроэнергоресурсов в пределах наиболее обжитой части страны.
Перспективные по современным представлениям гидроэнергетические ресурсы европейской части СССР сосредоточены главным образом на севере этой территории (Кольский полуостров, Карелия и Коми АССР) и на крайнем юге (Северный Кавказ и Закавказье). На Кольском полуострове — это реки Восточная Лица, Иоканьга и Поной. Однако значительная удаленность от основных центров пиковой нагрузки, трудные транспортные условия и в отдельных случаях существенные рыбохозяйственные ограничения делают нецелесообразным строительство здесь ГЭС в ближайшей перспективе. В Карельской АССР целесообразно завершение каскада ГЭС на Кеми путем строительства двух низконапорных гидроэлектростанций с суммарной выработкой электроэнергии около 0,8 млрд. кВт-ч. Перспективы гидроэнергетики Севера европейской части СССР (Коми АССР, Архангельская область, Северный Урал) в основном связаны с водохозяйственными мероприятиями по переброске части стока северных рек в бассейн Волги. При самых благоприятных сроках осуществления этих мероприятий освоение гидроэнергетических ресурсов рек этих районов возможно лишь в конце текущего столетия.
В районах Центра, Поволжья, Урала и Юга (Украина и Молдавия) эффективные гидроэнергоресурсы практически исчерпаны. В ближайшей перспективе здесь возможно сооружение двух небольших гидроузлов на Верхней Волге с суммарной выработкой электроэнергии 0,25 млрд. кВт-ч и довольно крупной ГЭС—ГАЭС мощностью 1,6 млн. кВт на Чусовой.
Более благоприятными представляются перспективы гидроэнергостроительства на Северном Кавказе и в Закавказье. На Северном Кавказе оставшиеся гидроэнергоресурсы сосредоточены в бассейнах рек Сулак, Терек и Кубань. После завершения строительства каскада ГЭС на Сулаке гидроэнергостроительство переместится на его притоки —  реки Андийское и Аварское Койсу. На р. Аварское Койсу строится Ирганайская ГЭС мощностью 800 МВт, на р. Андийское Койсу перспективен каскад из нижних четырех однотипных ГЭС с напорами примерно 60 м каждая общей мощностью 500—700 МВт и с выработкой электроэнергии около 1,1 млрд. кВт-ч.
На Тереке рассматривается возможность сооружения Дарьяльской ГЭС с мощностью 320 МВт без большого водохранилища. Ниже по течению перспективно сооружение деривационной ГЭС с напором 200 м, мощностью 120 МВт. В среднем течении Терека предполагается создание комплексного Курпского водохранилища и каскада ГЭС на 
отводящем тракте суммарной мощностью 420 МВт и среднемноголетней выработкой электроэнергии 0,9 млрд. кВт-ч. Из притоков Терека привлекают внимание реки Черек и Аргун, на которых возможно сооружение ГЭС суммарной мощностью около 1,5 млн. кВт. На верхней Кубани гидроэнергостроительство связано с необходимостью увеличения регулирующих объемов для регулирования стока Кубани. При этом могут быть построены несколько гидроэлектростанций небольшой мощности.
Перспективные гидроэнергоресурсы Закавказья расположены практически на территории только двух республик — Азербайджанской и Грузинской. В Азербайджане наибольший интерес представляют гидроэлектростанции на Куре, использующие напоры 20—50 м. Кроме того, возможно сооружение нескольких небольших ГЭС на притоках Куры. По современным представлениям основная часть перспективного для использования гидроэнергопотенциала Грузии сосредоточена в западных районах в бассейнах рек Риони, Ингури, Кодори. На Риони перспективно строительство двух ГЭС с суммарной выработкой электроэнергии более 1,8 млрд. кВт-ч. Эти гидроэлектростанции позволят увеличить переброску части стока Цхенисцкали в Риони с соответствующим увеличением гарантированной мощности и выработки электроэнергии на ГЭС Рионского каскада. На Ингури выше действующей Ингурской ГЭС начато строительство Худонской ГЭС мощностью 740 МВт и в перспективе возможно строительство Тобарской ГЭС мощностью 920 МВт, в одной или двух ступенях, с выработкой электроэнергии 2,3 млрд. кВт-ч.
Значительный интерес для энергетического использования представляет Кодори. Здесь может быть сооружен каскад из шести ГЭС общей мощностью 310 МВт при среднегодовой выработке электроэнергии 1,5 млрд. кВт-ч. Все гидроэлектростанции предполагаются деривационными и пять из них, использующие напор 120 м, практически однотипными. Однако в настоящее время строительство новых плотин на реках Черноморского побережья встречает возражения из-за того, что они будут задерживать твердый сток рек, являющийся главным материалом, формирующим пляжи. Из остальных рек Грузии определенный интерес для гидроэнергетики представляет верхнее течение Куры. Освоение этой реки в перспективе должно носить комплексный характер, предусматривающий развитие орошения в ее бассейне и обеспечение борьбы с наводнениями в расположенных ниже районах.
Экономический анализ возможностей гидроэнергостроительства показывает, что в ближайшем будущем на европейской территории СССР необходимо развернуть строительство гидроаккумулирующих электростанций, причем в соответствии с потребностями энергосистем не только остропиковых, используемых в 4—6-часовой зоне суточных графиков электрической нагрузки, но и полупиковых, способных работать в 10—12-часовой зоне. В центральных и северо-западных районах европейской части кроме строящихся Загорской ГАЭС мощностью 1,2 млн. кВт и Кайшядорской ГАЭС мощностью 1,6 млн. кВт, рассчитанных на работу с напором 100 м, возможно сооружение еще нескольких остропиковых ГАЭС с аналогичными или близкими к ним напорами. В этих районах имеются также условия и для строительства полупиковых ГАЭС с напорами 200—260 м вблизи уже построенных водохранилищ ГЭС или естественных озер. С учетом суточной и недельной неравномерности графиков электрической нагрузки возможна их работа  в турбинном режиме в рабочие дни недели в 10—12-часовой зоне, без увеличения насосной мощности ГАЭС.
На Урале наиболее перспективной представляется ГЭС—ГАЭС с напором 132 м на Чусовой. Из общей мощности электростанции
1,6 млн. кВт мощность ГАЭС составит 1,3 млн. кВт. В дальнейшем на водохранилище этой ГЭС—ГАЭС в 5 км от створа гидроузла может быть построена еще одна ГАЭС мощностью 1,2—1,5 млн. кВт. Таким образом, здесь может быть создан крупный энергокомплекс мощностью до 3 млн. кВт.
На Юге начато строительство Ташлыкской и Константиновской ГЭС—ГАЭС суммарной мощностью более 2 млн. кВт в составе ЮжноУкраинского энергетического комплекса. Такое объединение электростанций позволит создать лучшие условия для их строительства и эксплуатации. Большая потребность ОЭС Юга в пиковых мощностях обусловливает возможность строительства здесь в перспективе и других ГАЭС с напорами 140 и даже 500 м, особенно в западных районах Украины. Изучение площадок возможного строительства ГАЭС на Северном Кавказе и в Закавказье показало наличие здесь значительного· числа удобных мест для размещения высокоэффективных ГАЭС.
Характерная особенность гидроэнергетических ресурсов азиатской части СССР заключается в большой концентрации этих ресурсов на отдельных участках рек. Не случайно именно на этой территории расположены крупнейшие гидроэлектростанции — Красноярская имени 50-летия СССР, Братская имени 50-летия Великого Октября, Нурекская и другие. Развитие гидроэнергетики в азиатской части СССР во многом определяется также необходимостью планомерного народнохозяйственного освоения этих территорий. Освоение природных ресурсов Красноярского края диктует целесообразность завершения уникального по мощности и выработке электроэнергии Ангаро-Енисейского каскада ГЭС. Здесь возможно сооружение еще примерно семи ГЭС суммарной мощностью около 31 млн. кВт со среднемноголетней выработкой электроэнергии более 143 млрд. кВт-ч.
Довольно значительные перспективы гидроэнергостроительства имеются в бассейне Оби. На Иртыше, ниже начатой строительством Шульбинской ГЭС, возможно сооружение низконапорной гидроэлектростанции мощностью 320 МВт, с выработкой электроэнергии 1,1 млрд. кВт-ч. Существенный интерес для гидроэнергетического использования представляет приток Оби — Катунь. Полная схема использования этой реки включает шесть приплотинных ГЭС суммарной мощностью около 4 млн. кВт с выработкой 19 млрд. кВт-ч электроэнергии. Большое значение в ближайшей перспективе будет иметь сооружение Крапивинского гидроузла на Томи, водохранилище которого улучшит санитарное состояние реки на участке Кемерово — Томск. При гидроузле намечается гидроэлектростанция установленной мощностью 300 МВт, с выработкой электроэнергии 1,9 млрд. кВт-ч.
Перспективы гидроэнергостроительства на Дальнем Востоке связаны главным образом с народнохозяйственным освоением районов, прилегающих к Байкало-Амурской железнодорожной магистрали. Здесь возможно использование гидроэнергоресурсов верхней части бассейна Лены и ее правых притоков. В более далекой перспективе целесообразно приступить к освоению гидроэнергопотенциала основного русла Лены. В бассейне Амура осуществляется строительство  гидроэлектростанции на Бурее. Для обеспечения ее работы в пиковой зоне значительной мощностью необходимо сооружение нижележащего гидроузла — Долдыканской ГЭС с водохранилищем-контррегулятором.
На Северо-Востоке целесообразно продолжение гидроэнергетического освоения Вилюя и Колымы. Представляется также целесообразным начать освоение рек Амгуэмы на Чукотке и Кроноцкой на Камчатке.
В Средней Азии и Казахстане развитие гидроэнергетики будет происходить в основном за счет продолжения освоения ресурсов Нарына и Вахша и начала строительства каскада ГЭС на р. Чарын. Использование гидроэнергоресурсов в этих районах увязывается с комплексным использованием водных ресурсов для орошения, обводнения и водоснабжения прилегающей территории. На Вахше начато строительство высоконапорной Рогунской ГЭС мощностью 3,6 млн. кВт и строительство ГЭС мощностью 0,6 млн. кВт при ирригационном Байпазинском гидроузле. Предстоит освоение еще двух гидроузлов мощностью 1,5 млн. кВт с выработкой около 7 млрд. кВт-ч. Дальнейшее гидроэнергостроительство на Нарыне возможно за счет сооружения двух Камбаратинских ГЭС общей мощностью около 1,5 млн. кВт и выработкой 4,7 млрд. кВт-ч электроэнергии. Возведение плотин этих ГЭС предполагается осуществить методом направленного взрыва.
Таким образом, можно предположить, что в обозримой перспективе может быть освоено 40—45% экономического потенциала гидроэнергоресурсов страны (против 17%, освоенных в настоящее время).
Одним из перспективных направлений увеличения доли возобновляемых видов энергии в топливно-энергетическом балансе страны является использование гидроэнергоресурсов малых рек. Четкая классификация рек на малые, средние и крупные в настоящее время отсутствует. Однако с определенной условностью к «малым» можно отнести реки с суммарным энергетическим потенциалом менее 20 млн. кВт-ч среднегодовой выработки электроэнергии. Обычно применяемая во многих странах оценка экономического потенциала гидроэнергетических ресурсов не включает потенциал «малых» рек. В то же время по ориентировочным оценкам экономически оправданный энергетический потенциал этих рек может составить 10—15% потенциала средних и крупных рек. Основными направлениями развития малой гидроэнергетики являются: энергетическое использование стока на ранее построенных гидроузлах неэнергетического назначения, на ирригационных каналах;
строительство ГЭС на малых реках с максимальной унификацией основных гидротехнических сооружений и электросилового оборудования.
Кроме ресурсов речного стока значительный энергетический потенциал заключен в энергии морских приливов. По некоторым оценкам ресурсы приливной энергии в СССР составляют 200 млрд. кВт-ч. В настоящее время во всем мире эксплуатируются лишь две приливные электростанции — ПЭС Ране во Франции мощностью 240 тыс. кВт и опытно-промышленная Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове в нашей стране мощностью 400 кВт. Широкому использованию приливной энергии препятствуют высокая стоимость строительства ПЭС, значительная удаленность от основных центров потребления электрической энергии и непостоянный характер энергоотдачи ПЭС во времени. В поисках путей удешевления строительства ПЭС в СССР была  разработана облегченная конструкция здания ПЭС, что позволило осуществить строительство электростанций наплавным способом. Это значительно уменьшило затраты на строительство ПЭС, однако это еще не решает вопрос массового использования энергии приливов в энергетике страны.
Для разработки направлений повышения эффективности использования приливной энергии, энергии малых рек и оценки масштабов вовлечения этих видов возобновляемой энергии в топливно-энергетический баланс страны в «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года», утвержденных XXVI съездом КПСС, предусматривается продолжить исследовательские и проектно-изыскательские работы по приливным электростанциям и малым ГЭС. Практическую реализацию этих разработок следует ожидать за пределами текущего десятилетия, поэтому в ближайшей перспективе в гидроэнергетическом строительстве основным типом электростанций останутся гидравлические, использующие речной сток, и гидроаккумулирующие.