Az Orosz Föderáció adótörvénykönyve A vízenergia fő előnyei nyilvánvalóak. A vízforrások legfőbb előnye természetesen megújuló képességük: a vízkészlet gyakorlatilag kimeríthetetlen. Ugyanakkor a vízerőforrások jelentősen előrébb járnak más típusú megújuló energiaforrások fejlesztésében, és képesek energiát szolgáltatni. nagyvárosok

és egész régiók.

Ráadásul ennek az energiaforrásnak a felhasználása meglehetősen egyszerű lehet, amit a vízenergia hosszú története is megerősít. Például a vízerőműveket az energiafogyasztás alapján lehet be- vagy kikapcsolni. Ugyanakkor a vízenergia befolyásának kérdése a környezet

. Egyrészt a vízerőművek működése nem jár káros anyagokkal történő környezetszennyezéssel, ellentétben a hőerőművek által termelt CO 2 -kibocsátással és az atomerőművek esetleges baleseteivel, amelyek globális katasztrofális következményekkel járhatnak.

De ugyanakkor a tározók kialakulása nagy, gyakran termékeny területek elöntését igényli, és ez negatív változásokat okoz a természetben. A gátak gyakran elzárják a halak ívóhelyeihez vezető útját, megzavarják a folyók természetes áramlását, pangó folyamatok kialakulásához vezetnek, csökkentik az „öntisztulás” képességét, és emiatt drámaian megváltoztatják a víz minőségét.

A vízenergia-termelés modern technológiái meglehetősen magas hatásfok elérését teszik lehetővé. Néha kétszer olyan magas, mint a hagyományos hőerőműveké. Ezt a hatékonyságot sok tekintetben a vízerőművek berendezéseinek sajátosságai biztosítják. Nagyon megbízható és könnyen használható.

Ezen kívül minden használt berendezéshez tartozik még egy fontos előnye. Ez hosszú távú szolgáltatást, ami a gyártási folyamat alatti hő hiányával magyarázható. És valóban, nincs szükség a berendezések gyakori cseréjére, a meghibásodások rendkívül ritkák. A vízerőművek minimális élettartama körülbelül ötven év. És az előbbi hatalmasságában Szovjetunió Sikeresen működnek a múlt század húszas-harmincas éveiben épült állomások. A vízerőművek vezérlése központi csomóponton keresztül történik, és ennek eredményeként a legtöbb esetben kis létszámúak.

Következtetés

vízerőmű turbinája energiaköltség

A vízenergia potenciálja a bolygón létező összes folyó áramlásának összegzésével határozható meg. A számítások kimutatták, hogy a globális potenciál évente ötvenmilliárd kilowatt. Ez a rendkívül lenyűgöző adat azonban csak a negyede a világon évente lehulló csapadék mennyiségének.

Az egyes régiók adottságait és a világ folyóinak állapotát figyelembe véve a vízkészletek tényleges potenciálja két-három milliárd kilowatt között mozog. Ezek az adatok 10 000-20 000 milliárd kilowatt/óra éves energiatermelésnek felelnek meg.

A vízenergia e számok által kifejezett potenciáljának megértéséhez a kapott adatokat össze kell hasonlítani az olajtüzelésű hőerőművek mutatóival. Ilyen mennyiségű villamos energia előállításához az olajtüzelésű erőműveknek körülbelül negyvenmillió hordó olajra lenne szükségük naponta.

Kétségtelen, hogy a vízenergia a jövőben nem gyakorolhat negatív hatást a környezetre, vagy nem csökkentheti azt a minimumra. Ugyanakkor el kell érni a vízerőforrások maximális kihasználását.

Sok szakértő megérti ezt, ezért a természeti környezet megőrzésének problémája az aktív vízépítési építkezések során minden eddiginél aktuálisabb. Jelenleg különösen fontos a hidraulikus létesítmények építésének lehetséges következményeinek pontos előrejelzése. Számos olyan kérdésre kell választ adnia, amely a nemkívánatos hatások enyhítésének és leküzdésének lehetőségét illeti környezeti helyzetek amelyek az építkezés során felmerülhetnek. Ezenkívül összehasonlító értékelésre van szükség környezeti hatékonyság jövőbeli vízművek. Igaz, az ilyen tervek megvalósítása még messze van, mivel ma nem folyik a környezeti energiapotenciál meghatározására szolgáló módszerek kidolgozása.

A HPP ELŐNYEI:

Rugalmasság

A vízenergia rugalmas villamosenergia-forrás, mert a vízerőművek nagyon gyorsan tudnak alkalmazkodni a változó energiaigényekhez, növelni vagy csökkenteni a villamosenergia-termelést. A hidraulikus turbina indítási ideje néhány perc nagyságrendű. 60-90 másodpercre van szükség ahhoz, hogy a készülék hidegindításból teljes terhelésre kerüljön; ez sokkal kevesebb, mint a gázturbinák vagy gőznövények. A villamosenergia-termelés gyorsan csökkenthető is, ha többletteljesítmény van.

A Ffestiniog erőmű 60 másodperc alatt 360 MW teljesítményre képes

Alacsony energiaköltségek

A vízenergia fő előnye az üzemanyagköltségek hiánya. A vízerőmű üzemeltetési költsége szinte immunis a fosszilis tüzelőanyagok, például az olaj árának növekedésével szemben. földgáz vagy szén, és nincs szükség importra. Egy 10 megawattnál nagyobb vízerőműből származó villamos energia átlagos költsége kilowattóránként 3-5 amerikai cent.

A vízerőművek élettartama hosszú, egyes vízi erőművek 50-100 éves működés után is adnak áramot.

Az üzemeltetési fenntartási költségek alacsonyak, kevés emberre van szükség a vízerőmű működésének irányításához.

A gát egyszerre több célra is használható: felhalmozzon vizet a vízerőművek számára, megvédje a területeket az árvizektől, tározót hozzon létre.

Alkalmas ipari felhasználásra

Míg sok vízerőmű az általános villamosenergia-hálózatot látja el energiával, néhányat speciális kiszolgálásra hoztak létre ipari vállalkozások. Például Új-Zélandon egy erőművet építettek a Tiwai Point alumíniumkohó áramellátására.

Csökkentett CO 2 kibocsátás

A vízerőművek nem égetnek fosszilis tüzelőanyagot, és nem termelnek közvetlenül szén-dioxidot. Bár némi szén-dioxid keletkezik a projekt gyártási és építési folyamata során. Paul Scherrer, a Stuttgarti Egyetem egyik tanulmánya szerint a vízenergia termeli a legkevesebb szén-dioxidot a többi energiaforrás közül. A második helyen a szél, a harmadik helyen az atomenergia, a 4. helyen a napenergia végzett.

A tározó egyéb felhasználási módjai

A hidroelektromos tározók gyakran lehetőséget adnak a vízi sportokra, és maguk is turisztikai látványosságokká válnak. Egyes országokban gyakori a víztározókban való akvakultúra. A tározók vizével a növényeket öntözni lehet, halakat lehet benne nevelni. A gátak az áradások megelőzésében is segítenek.

A VÍZERŐMŰ HÁTRÁNYAI:

Ökoszisztéma-károsodás és földvesztés

A vízerőművek gátak üzemeltetéséhez szükséges nagy tározók a gáttól felfelé hatalmas területeket árasztanak el, elpusztítva az erdei völgyeket és mocsarakat. A talajvesztést gyakran tetézi a tározó által elfoglalt környező területek élőhely-pusztulása.
A vízerőművek az ökoszisztémák pusztulásához vezethetnek, mivel a víz áthalad a turbinákontermészetes üledékektől megtisztítva. Különösen veszélyesek a nagy folyók vízerőművei, amelyek komoly környezeti változásokhoz vezetnek.

A képen egy gát építéséből származó tározó látható.

Feliszapolódás

Amikor a víz folyik, nehezebb részecskék lebegnek lefelé.
Ez megvan negatív hatást gátakon, majd erőművein, különösen a folyókon vagy a magas fokú iszapolódású vízgyűjtőkön. Az iszap kitöltheti a tározót, és csökkentheti az árvizek megfékezésére való képességét, ami további vízszintes nyomást okoz a gátra. A folyómeder csökkentése a villamosenergia-termelés csökkenéséhez vezethet. Ráadásul még a forró nyár vagy a kevés csapadék is a folyó csökkenéséhez vezethet.

Metán kibocsátás (a tározókból)

A trópusi régiókban működő vízerőműveknek van a legnagyobb hatása a trópusi régiókban lévő erőművek tározóira, amelyek jelentős mennyiségű metánt termelnek. Ez a jelenlétnek köszönhető növényi anyag elárasztott területeken anaerob módon bomlik, és metánt és üvegházhatású gázt termelnek. A Gátak Világbizottságának jelentése szerint azokban az esetekben, amikor a tározó a termelő kapacitáshoz képest nagy (kevesebb, mint 100 watt/négyzetméter), és a tározó területén lévő erdőket nem irtották ki. . Ekkor az üvegházhatású gázok kibocsátása a tározóban magasabb lehet, mint a hagyományos hőerőműveké.

A kis vízerőművek egyik fő előnye az környezetbiztonság. Építésük és utólagos üzemeltetésük során nincs káros hatás a víz tulajdonságaira és minőségére. A tározók horgásztevékenységre és a lakosság vízellátására szolgálhatnak. Ezen túlmenően azonban a mikro- és kis vízerőműveknek számos előnye van. A modern állomások egyszerű kialakításúak és teljesen automatizáltak, pl. működés közben nem igényelnek emberi jelenlétet. Az általuk gyártott elektromos áram megfelel a GOST frekvencia és feszültség követelményeinek, és az állomások autonóm üzemmódban működhetnek, pl. a régió vagy régió villamosenergia-rendszerének villamosenergia-hálózatán kívül, és ennek az elektromos hálózatnak a részeként. Az állomás teljes élettartama pedig legalább 40 év (legalább 5 évvel korábban nagyjavítás). Nos, és ami a legfontosabb, a kis léptékű energetikai létesítmények nem igényelnek nagy tározók felépítését, amelyek ennek megfelelően elárasztják a területet és óriási anyagi károkat okoznak.

Az SHPP-k építése és üzemeltetése során a természeti táj megmarad, és gyakorlatilag nincs terhelés az ökoszisztémán. A kis vízerőművek előnyei - a fosszilis tüzelőanyagot használó erőművekhez képest - még: alacsony villamosenergia- és üzemeltetési költség, viszonylag olcsó berendezéscsere, vízerőművek hosszabb élettartama (40-50 év), integrált vízkészlet-felhasználás. (villany, vízellátás, melioráció, vízvédelem, halászat).

A kis vízerőművek közül sok nem mindig biztosít garantált energiatermelést, mivel szezonális erőművek. Télen a hótakaró és a jégjelenségek (jég és iszap), valamint a nyári alacsony vízállás és a folyók kiszáradása teljesen leállíthatja a munkájukat. A kis vízerőművek szezonalitása tartalék energiaforrást igényel, ezek nagy része az energiaellátás megbízhatóságának csökkenéséhez vezethet. Ezért sok területen a kis vízi erőművek teljesítményét nem elsődlegesnek, hanem tartaléknak tekintik.

A kis vízerőművek tározóinak, különösen a hegyvidéki és hegylábi területeken, nagyon akut problémát jelent az eliszapolódás, valamint a vízszint emelkedése, az áradások és az árvizek, a folyók vízenergia-potenciáljának csökkentése és az áramtermelés. Ismeretes például, hogy a Kura folyón lévő Zemonechal vízierőmű tározója 60%-kal eliszapolódott 5 év alatt.

A halászat szempontjából a kisméretű vízerőművek gátak kevésbé veszélyesek, mint a közepes és nagy gátak, amelyek elzárják az anadróm és félanadrom halak vonulási útvonalait, és elzárják az ívóhelyeket. Bár általában véve a vízmű létrehozása nem szünteti meg teljesen a főbb folyókon a halállomány károsodását, mert vízgyűjtő egyetlen ökológiai rendszerés egyes kapcsolatainak megsértése elkerülhetetlenül hatással van a rendszer egészére.

IN utóbbi időben, a klasszikus közepes nagynyomású gátas vízerőművek alternatívájaként a természetes áramláson működő kisnyomású vízerőművek, amelyek meglehetősen elterjedtek. Nyugat-Európa. Próbáljuk kitalálni, mik ezek a vízerőművek, és mik azok előnyei és hátrányai.

Alacsony nyomású folyami vízerőműre példa az 1978-ban üzembe helyezett, rajnai iffezheimi vízerőmű. Fotó innen

Az alacsony nyomású folyóvízi vízerőmű-komplexum koncepciója egy vízerőmű létrehozását foglalja magában egy sík folyón, több méter magassággal, amelynek tározója nagy árvizek idején általában az ártér természetes árterében található. Az ilyen vízműveknek a következő előnyei vannak:
* Kis árterület, amely általában nem tartalmaz (vagy szinte nem) beépített területeket. Következésképpen senkit sem kell letelepíteni, és az ökoszisztémákra gyakorolt ​​hatás sokkal kevésbé jelentős.
* Sokkal egyszerűbb a haljáratokat alacsony nyomású gátakba integrálni, és a halak kevesebb sérüléssel haladnak át a turbinákon.

A Szaratov vízerőmű a legalacsonyabb nyomású a Volga-Kama kaszkádban.

Most térjünk át a hátrányokra:
* Az ilyen vízerőművek kis tározókat alkotnak, amelyek legfeljebb napi áramlásszabályozásra, vagy akár vízfolyáson történő működésre alkalmasak. Ennek eredményeként az ilyen vízerőművek termelése nagymértékben függ az évszaktól és az időjárási viszonyoktól - alacsony vízállású időszakokban meredeken csökken.
* Az ilyen vízi erőművek lefolyásának hatékonysága jóval kisebb, mint a klasszikusoké - mivel nagyvizek és árvizek idején nem tudják felhalmozni a lefolyást, sok vizet kénytelenek kiüríteni.
* Ha nincs nagy tározó, az ilyen vízerőművek nem képesek leküzdeni az árvizeket.
* A navigáció szempontjából több alacsony nyomású vízi komplexum építése egy nagy helyett a zárási idő növekedéséhez vezet - egy zsilip helyett többen kell átmenni.
* Az alacsony nyomású vízerőművek fajlagos költsége lényegesen magasabb (kilowatt teljesítményre és kWh megtermelt villamos energiára számítva). Minél alacsonyabb a nyomás, annál nagyobbak a berendezés méretei, és ennek megfelelően a tartályban való lefolyás képtelensége nagyobb teljesítményű áteresz-szerkezetek létrehozásához vezet, amelyek drágábbak, mint egy, stb. Összehasonlításképpen megemlíthetjük a fehéroroszországi alacsony nyomású polocki vízierőművet és a nagynyomású Boguchanskaya vízerőművet. Az első körülbelül 4500 dollárba kerül kW-onként, a második körülbelül 1000 dollár kW-onként. A különbség, mint látjuk, 4,5-szeres.

Tucurui vízierőmű Brazíliában. Az amazóniai dzsungelben, akárcsak a szibériai tajgában, a nagy vízerőművek hatékonyabbak.

Foglaljuk össze. Az alacsony nyomású vízerőművek előnyei a legjelentősebbek a sűrűn lakott területeken, ahol a magas földköltség, valamint az emberek letelepítését, építmények és infrastruktúra eltávolítását célzó munkák nagy száma miatt. nagy vízerőművek nagy tározókkal elfogadhatatlan. Éppen ezért a kisnyomású vízerőművek Európában a legelterjedtebbek, ahol nagy a népsűrűség és kevés a saját energiaforrás, ami az összes rendelkezésre álló vízpotenciál kihasználását kényszeríti, bár költséges módon.
Ugyanakkor a viszonylag gyéren lakott régiókban a nagy vízerőművek előnyei nyilvánvalóak – valójában ma már főleg ott épülnek szerte a világon (bár a ritka népesség kritériumai különböző országokban jelentősen eltérnek a milliárdos lakosságú Kína számára, több tízezer ember áttelepítése meglehetősen elfogadható).

Az alacsony nyomású folyami vízerőművek nem versenyeznek a közepes és nagy nyomású vízerőművekkel – minden vízerőműtípusnak megvan a maga „ökológiai rése”, amelyben a leghatékonyabbak. A nyugat-európai vízierőművekre való hivatkozások pedig a kelet-szibériai vízenergia-projektek megvitatása során az összehasonlíthatatlanok összehasonlítása.

Mint minden más energiatermelési módnak, a kis- és mini vízerőműveknek is vannak előnyei és hátrányai.

Között a gazdasági, környezetvédelmi és szociális juttatások A kis vízerőműveket a következőképpen nevezhetjük meg. Létrehozásuk növekszik energiabiztonság régióban, függetlenséget biztosít a más régiókban található üzemanyag-beszállítóktól, és megtakarítja a szűkös szerves üzemanyagot. Egy ilyen energetikai létesítmény megépítése nem igényel nagy tőkebefektetést, nagy mennyiségben energiaigényes építőanyagokés jelentős munkaerőköltség, viszonylag hamar megtérül. Megjegyzendő, hogy egy korábban leállított kis vízerőmű rekonstrukciója 1,5-2-szer kevesebbe fog kerülni. A kisméretű energetikai létesítmények nem igényelnek nagy tározókat, amelyek ennek megfelelően elárasztják a területet és óriási anyagi károkat okoznak.

Emellett lehetőség nyílik az építési költségek csökkentésére a berendezések egységesítésével és tanúsításával. A modern állomások egyszerű kialakításúak és teljesen automatizáltak, pl. működés közben nem igényelnek emberi jelenlétet. Az általuk generált elektromos áram megfelel a GOST frekvenciára és feszültségre vonatkozó követelményeinek, és az állomások autonóm üzemmódban, pl. a régió energiarendszerének villamosenergia-hálózatán kívül, és ennek az elektromos hálózatnak a részeként. Az állomás teljes élettartama pedig legalább 40 év (legalább 5 év a nagyobb javítások előtt).

A kis vízerőművek egyik fő előnye a környezetbiztonság. Építésük és utólagos üzemeltetésük során nincs káros hatás a víz tulajdonságaira és minőségére. A tározók horgásztevékenységre és a lakosság vízellátására szolgálhatnak. A villamosenergia-termelés során a vízerőmű nem termel üvegházhatású gázokat és nem szennyezi égéstermékekkel és mérgező hulladékkal a környezetet, ami megfelel a Kiotói Jegyzőkönyv előírásainak. Az ilyen tárgyak nem okoznak indukált szeizmicitást, és viszonylag biztonságosak a földrengések természetes előfordulása során. Nem nyújtanak negatív hatást a lakosság életmódjáról, on állatvilágés a helyi mikroklimatikus viszonyok.

Jelentős előnye a zavartalanság is természeti tájés a környezetvédelem az építési folyamat során és az üzemeltetési szakaszban, valamint gyakorlatilag teljes függetlenség időjárási viszonyoktól. A fogyasztó olcsó villamos energiával való ellátása az év bármely szakában biztosított. ??????????????? ????????????? ???????

Ezenkívül a mini-hidroelektromos turbinák energiaelnyelőként is használhatók az ivóvíz- és egyéb szivattyúzásra szánt csővezetékek magasságkülönbségeinél. különféle típusok folyékony termékek.

A kis vízerőművek létrehozásával és használatával kapcsolatos lehetséges problémák kevésbé hangsúlyosak, de ezeket is meg kell említeni.

Mint minden lokalizált energiaforrás, abban az esetben elszigetelt alkalmazás, egy kis vízerőmű sérülékeny a meghibásodás szempontjából, aminek következtében a fogyasztók áramellátás nélkül maradnak (a probléma megoldása közös vagy tartalék termelő kapacitások létrehozása - szélturbina, kapcsolt energiatermelési mini- bioüzemanyagot használó kazánház, fotovoltaikus berendezés stb.).

A kis vízerőműveknél a leggyakoribb baleseti típus a gát és a hidraulikus egységek megsemmisülése a vízszint váratlan emelkedése és az elzáróberendezések meghibásodása miatti túlfolyás következtében a gáttetőn. Egyes esetekben az SHPP-k hozzájárulnak a tározók eliszapolódásához, és befolyásolják a csatornaképző folyamatokat.

A villamosenergia-termelésben van egy bizonyos szezonalitás (figyelemreméltó visszaesés télen és nyári időszak), ami ahhoz a tényhez vezet, hogy egyes régiókban a kis vízenergiát tartalék (kettős) termelőkapacitásnak tekintik.

A legtöbb szakértő a kis vízerőművek fejlesztését akadályozó tényezők között említi a potenciális felhasználók hiányos tájékozottságát a kis vízerőművek használatának előnyeiről; a kisvízfolyások hidrológiai állapotának és vízhozamának nem megfelelő ismerete; a meglévő módszerek, ajánlások és SNiP-k alacsony minősége, ami az oka súlyos hibákat számításokban; a lehetséges környezeti hatások felmérésére és előrejelzésére szolgáló módszerek kidolgozásának hiánya és gazdasági tevékenység; a kis vízerőművek vízerőművi berendezéseit gyártó vállalkozások gyenge termelő- és javítóbázisa, kis vízerőművek tömeges építése csak akkor lehetséges, ha sorozatgyártás berendezések, az egyedi tervezés elhagyása és a berendezések megbízhatóságának és költségének minőségileg új megközelítése – a régi, leállított létesítményekhez képest.

Energiaforrások

A kis vízerőművek energiaforrásai a következők:

* kis folyók, patakok,

* természetes magasságkülönbségek a tavak kiöntésein és az öntözőrendszerek öntözőcsatornáin,

* technológiai vízfolyások (ipari és csatornakibocsátások),

* az ivóvezetékek, a vízkezelő rendszerek és a különféle folyékony termékek szivattyúzására tervezett egyéb csővezetékek magasságbeli különbségei.