Оглавление

Введение

     В последнее время в стране наблюдается новый виток интереса к теме возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в особенности в части малой энергетики. Его проявление нетрудно связать с многочисленными звеньями длинной цепочки причин, заставляющих искать альтернативу традиционным мощностям.

     Начиная с нефти, взявшей на внешних рынках очередной ценовой рубеж в  сто долларов за баррель, как следствие - возросшей стоимости продуктов нефтепереработки на рынке внутреннем и обещаний правительства приблизить цену на газ внутри страны к мировой планке. И заканчивая дефицитом существующих энергетических мощностей, а также пониманием того, что сами по себе запасы органики не бесконечны.

     Развитие  возобновляемой энергетики в России началось именно с освоения малых  рек.

     В первые же годы Советской власти особое внимание было уделено укреплению энергетической базы страны, способствующей развитию всех отраслей народного хозяйства. Важная роль в этом отводилась гидроэлектростанциям (ГЭС).

1. Этапы развития малой гидроэнергетики в СССР

     Когда-то СССР по многим видам ВИЭ имел большие  научные и технические заделы и богатый опыт использования. Однако в те времена стремление к гигантизму во всех его проявлениях часто ставило крест на многих эффективных сферах энергетики. В эпоху огромных проектов, требовавших больших источников энергии, малые не выдерживали конкуренции с электроэнергетическими гигантами, объединившимися в единую национальную сеть; не могли обеспечить требуемый поток и потому стали отходить на второй план.

     После Великой Октябрьской социалистической революции народу досталась в наследство страна с экономически разрушенным хозяйством.

     Важная  роль в этом отводилась гидроэлектростанциям (ГЭС), вырабатывающим электроэнергию независимо от добычи топлива и решения сложных транспортных проблем того времени.

     Так, в 1913 г. в России действовало 78 ГЭС, общей  мощностью 8,4 МВт. Руководство страны рассматривало строительство малых  ГЭС на селе как средство укрепления энергетической базы сельского хозяйства.

     К 1917 г. мощность всех 78 ГЭС России составляла около 16 тыс. кВт (из них только 2 имели мощность более 1 тыс. кВт - Алавердинская, 1,1 тыс.кВт, на р. Дебед и Гиндукушская, 13 тыс.кВт, на р. Мургаб). [1; С. 97-99]

     Кроме того, в стране насчитывалось до 2 тыс. мелких гидротурбинных установок общей мощностью около 90 тыс. кВт, работавших на механические приводы, и около 40 тыс. мельниц с водяными колесами со средней мощностью около 10 л.с. каждая.

     В апреле 1918 г. В.И. Ленин указывал, что  необходимо обратить особое внимание «... на электрификацию промышленности и транспорта и применение электричества к земледелию ... Водяные силы вообще и в применении к земледелию ...».

     Развитие  малой гидроэнергетики неразрывно связано с определенными периодами становления экономики страны. Первые «лампочки Ильича» зажглись на малых ГЭС. За 1919 г. было построено и введено в эксплуатацию 47 мелких ГЭС общей мощностью 1,6 тыс. кВт. Одной из первых на селе была пущена Ярополецкая ГЭС мощностью 48 кВт в составе каскада из пяти ГЭС на р. Ламе в Подмосковье.

     Первый  в мире научно обоснованный народнохозяйственный план развития экономики страны на базе развития электрификации, утвержденный 29 декабря 1920 г. VIII Всероссийским съездом Советов (план ГОЭЛРО), предусматривал сооружение в течение 10-15 лет 30 районных электростанций общей мощностью 1750 тыс. хВт, в том числе 10 ГЭС общей мощностью 640 тыс. кВт. Среди них Волховская мощностью 30 тыс. кВт, Нижнесвирская мощностью 40 тыс. кВт, Верхнесвирская мощностью 60 тыс. кВт и Днепровская мощностью 200 МВт и ряд других в различных районах страны.

     Решение вопросов электрификации сельского хозяйства предусматривалось на основе широкого использования местных энергоресурсов, в частности гидроэнергии малых рек. План ГОЭЛРО рассматривал малые реки как основную базу электрификации сельского хозяйства: «... На громадных равнинных территориях европейской части страны и Сибири возможно широкое использование водной энергии для нужд мелких установок мощностью, не превышающей 1-2 тыс. л.с, а в большинстве случаев - ограничивающейся сотнями и даже десятками л.с», при этом «... многие работы (по устройству плотин, каналов, зданий станций) могут быть выполнены самим населением в такое время, когда сельское хозяйство не требует большого числа рабочих рук».[2; С. 162]

     Для развития малой гидроэнергетики  характерны два качественно различных этапа: освоение энергии малых водотоков гидростанциями мощностью в несколько десятков киловатт (1919-1945 гг.), строительство сельских межколхозных и государственных ГЭС укрупненной мощности (от 1 до 10 тыс. кВт), работающих в местных энергосистемах (1945-1969 гг.).

     Вступающие  в строй мелкие ГЭС привлекали в те годы всеобщее внимание и были первыми шагами на пути электрификации советской деревни. На IX Всероссийском съезде Советов В.И. Ленин говорил о значении первых сельских ГЭС: «Немаловажную роль сыграло распространение мелких станций в деревне ... Этими мелкими станциями были созданы в деревне центры современной новой крупной промышленности».

     Партия  и правительство рассматривали  строительство малых ГЭС на селе как средство укрепления энергетической базы сельского хозяйства.

     Поэтому к началу первой пятилетки (1928 г.) энергетическая база сельского хозяйства полностью состояла из местных станций, среди которых доля выработки электроэнергии на малых ГЭС составляла около 26%.

     В связи с увеличением потребности  в электроэнергии в Наркомате  земледелия в 1930 г. была создана организация  Главсельэлектро, руководившая развитием сельскохозяйственной электрификации. Всего за период до 1941 г. было построено 950 малых ГЭС суммарной мощностью почти 32 МВт.

     Для строительства малых ГЭС в сельской местности использовались местные ресурсы, часто в ущерб качеству: не хватало цемента, стали, квалифицированной рабочей силы. ГЭС порой возводились по недостаточно разработанным проектам с низким качеством строительно-монтажных работ, оснащались некомплектным оборудованием, нередко переоценивались энергетические возможности водотоков.

     Специальные заводы по производству оборудования для малых ГЭС отсутствовали. Оборудование изготавливалось местными заводами в порядке шефства. Многие малые ГЭС, построенные за годы войны, были оснащены оборудованием, изготовленным на месте силами хозяйств, - водяными деревянными турбинами (проф. Д.Я. Соколова), турбинами из автодеталей (проф. И.М. Щапова и И.В. Котенева). ГЭС сооружались силами колхозов и являлись их собственностью. Из-за отсутствия квалифицированных кадров уровень их эксплуатации был невысок.

     Большинству малых ГЭС были присущи недостаточное  использование стока рек в средней полосе страны (одиночные ГЭС работали при показателе использования внепаводкового стока, равном 0,3-0,4, и при коэффициенте обеспеченности потребителей по электроэнергии, равном 0,6-0,7), полная остановка ГЭС в период паводков из-за выравнивания уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, неустойчивые режимы работы с резкими изменениями напряжения и частоты тока при колебаниях нагрузок.

     Эти недостатки ограничивали использование малых ГЭС в основных процессах сельскохозяйственного производства.

     Все это позволяет рассматривать  первый этап развития малой гидроэнергетики - освоение малых водотоков мелкими ГЭС мощностью в несколько десятков киловатт - как временное, вспомогательное средство в электрификации страны.

     В послевоенные годы роль малых ГЭС  возросла. Для восстановления разрушенного хозяйства на селе развернулось строительство малых ГЭС. Только за 1945 г. была построена 641 малая ГЭС общей мощностью 18 тыс. кВт. В «Законе о пятилетнем плане развития народного хозяйства на 1946-1950 г. » намечалось «обеспечить массовое строительство в сельской местности небольших ГЭС».

     К 1950 г. на селе действовало уже около 6 тыс. малых ГЭС суммарной мощностью 243 тыс. кВт (при средней мощности ГЭС 40 кВт). Спустя два года (1952 г.) насчитывалось их максимальное число - 6614 малых ГЭС суммарной мощностью 322 тыс. кВт, которые вырабатывали 24% потребляемой сельским хозяйством электроэнергии. Это определилось, главным образом, напряженностью общего энергобаланса в экономически развитых районах страны. Удельный вес ГЭС в суммарной мощности электростанций, обслуживающих сельское хозяйство, составлял в 1950 г. 78%, в том числе малых ГЭС 39%.

     Однако  началом качественно нового этапа  развития малой гидроэнергетики явилось строительство межколхозных ГЭС повышенной мощности, как более экономичных и надежных в работе по сравнению с менее мощными. Необходимость этого была определена в постановлении Совета Министров СССР «О плане развития сельской электрификации на 1948-1950 гг.». В этот период расширилось строительство более крупных сельских ГЭС общего пользования, находящихся в ведении Сельэлектро, а также межколхозных ГЭС, позволяющих обеспечить электроэнергией колхозы и совхозы целого района, например в Рязанской области Рассыпухинская ГЭС мощностью 2 тыс. кВт, в Узбекской ССР Кудашская ГЭС мощностью 5 тыс. кВт, в Ставропольском крае Новотроицкая ГЭС мощностью 3,9тыс. кВт и др.

     В 1951-1953 гг. было построено 111 сельских ГЭС  общего пользования средней мощностью 440 кВт и 116 межколхозных ГЭС средней мощностью 300 кВт каждая.

     В послевоенные годы роль малых ГЭС  возросла. Для восстановления разрушенного хозяйства на селе развернулось активное строительство. И в 1952 году насчитывалось  их максимальное число - 6614, суммарной мощностью 321 МВт, которые вырабатывали 24% потребляемой сельским хозяйством электроэнергии.

     Началом качественно нового этапа развития малой гидроэнергетики явилось  строительство межколхозных ГЭС  повышенной мощности, как более экономичных  и надежных в работе.

     После отмены в 1954 году ограничений по электрификации сельскохозяйственных районов и  их подключения к государственным  энергосистемам многие малые колхозные  ГЭС были выведены из эксплуатации и демонтированы. Некоторые из них  сами выходили из строя, так как выполнялись по слабым проектам, вводились в эксплуатацию с большими недоделками и при плохом качестве работ; необходимые для их строительства изыскания не проводились. Другие - работали с перебоями из-за плохого обеспечения запасными частями и малоквалифицированного обслуживающего персонала.

     Создание  местных энергосистем позволяло  сочетать надежность энергоснабжения  с более высокой степенью использования  энергии речного стока, значительного  снижения себестоимости энергии  и т.д. Созданная в 1953 г. первая в стране Корсунь-Шевченковская местная энергосистема объединяла Юрковскую паротурбинную станцию мощностью 2 тыс. кВт и несколько ГЭС мощностью,    тыс.кВт: 

     Корсунь-Шевченковская  1,65

     Стебловская    2,8

     Дыбненская    0,56 

     За 1953-1957 гг. выработка электроэнергии этими станциями за счёт объединения  в энергосистему увеличилась в 1,7 раза, обслуживающий персонал сократился на 30%, себестоимость энергии снизилась на 21%.

     Для многих местных энергосистем источником регулирующей мощности являлись не дизельные электростанции, а ГЭС с водохранилищами сезонного регулирования (Оханская в Пермской области) или государственная энергосистема (Гатчинская в Ленинградской области).

     Развитию  малой гидроэнергетики в послевоенные годы содействовали научно-исследовательские, проектно-конструкторские и учебные институты. В 1945 г. Всесоюзным институтом гидромашин (ВИГМ) были проведены исследования и разработана номенклатура гидротурбин для малых ГЭС. «Уралгидромаш» (г. Сысерть) и Щелковский (в Подмосковье) заводы начали освоение производства оборудования для малых ГЭС. Энергетическим институтом им. Г.М. Кржижановского проводились исследования по созданию местных энергосистем.

     В 1948-1950 гг. Главное управление сельской электрификации разработало «Схему использования местных энергоресурсов для сельской электрификации», которая содержала данные о наличии гидроэнергоресурсов местного значения и возможности их освоения. В этот период было создано специальное подразделение по проек-тированию малых ГЭС - институт «Гипросельэлектро» (в настоящее время институт «Сельэнергопроект») с филиалами в различных союзных республиках.

     В 1954-1955 гг. институт «Гипросельэлектро» разработал (в 1956 г. уточнил) «Принципиальную  схему снабжения электроэнергией  сельского хозяйства СССР на 10-15 лет». В ней была обосновано, необходимость централизованного энергоснабжения и использования местных энергоресурсов (строительство межрайонных ГЭС и тепловых электростанций с долевым участием колхозов и совхозов) для электрификации сельскохозяйственных районов, не охваченных крупными энергосистемами.