Особливості функціонування гідроенергетики України

Гідроенергетика України почалася зі спорудження найбільшої в Європі Дніпровської ГЕС - 560 мВт (1927р. - початок будівництва, 1932р. - уведена в експлуатацію). До складу споруди входили будівлі ГЕС із дев'ятьма агрегатами. Концентрація потужностей у процесі розвитку енергетики привела до будівництва переважно потужних ГЕС. З ГЕС середньої потужності була споруджена лише Теребле-Рикська (27 Мвт, 1955р.).

У період з 1955р. почалося освоєння гідропотенціалу р.Дніпро - спорудження ГЕС Дніпровського каскаду. Всі ГЕС, крім Каховської ( періодично-напівпіковий об'єкт), є піковими електростанціями.

В 1983р. уведена в експлуатацію Дністровська ГЕС. Установлена потужність Дністровської ГЕС - 702 мВт, середнє багаторічне (проектне) виробництво електроенергії становить 800 млн. квт·год,

Рівень освоєння гідропотенціалу великих рік практично вичерпаний. В останні роки використання технічного гідропотенціалу великих рік в Україні перевищувало 60 %. Ще в 1975р. уведена перша в СРСР електростанція, що гідроакумулює, - Київська ГАЭС потужністю 225 Мвт.

У 30-ті роки почався масовий розвиток малої гідроенергетики. Так, в 1924 р. в Україні експлуатувалося 84 малих гідроелектростанцій (МГЕС) (сумарна потужність 4000 кВт, середня потужність 47,6 кВт), а до 1929 р. їх була вже 150 (сумарна потужність 8400 кВт, середня потужність 56 кВт).

В 1950 р. по даним "Укргидропроект" в Україні експлуатувалося 956 МГЭС, але потім їхнє будівництво було припинено.

З розвитком потужного гідроенергобудівництва, спорудженням більших ТЕС, зростанням централізації енергопостачання, а також низькими цінами на паливо й електроенергію у відомств і підприємств, на балансі яких перебували МГЭС, інтерес до них зник, почалася їхня консервація й стихійний демонтаж. Значною мірою втрачений досвід проектування, виробництва встаткування й спорудження. Сотні МГЭС були закинуті й поступово руйнувалися, зносилося основне встаткування, колись споруджені греблі або зруйновані, або перебувають в аварійному стані.

До 2010 р. установлена потужність ГЕС і ГАЕС України повинна бути доведена до 14,5 млн. кВт, а виробництво електроенергії - до 17 млрд. кВт-год

Вторинні джерела енергії

Будь-який технологічний процес вимагає певної витрати палива, електричної й теплової енергії; у результаті хімічних реакцій, механічних впливів горючі гази, теплоносії, гази й рідини з надлишковим тиском виділяють тепло. Ці енергетичні ресурси, як правило, використовуються не в повному обсязі або не використовуються зовсім. Невикористовувані в даному технологічному процесі або установці енергетичні відходи одержали назву вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР).

Потенціал вітрової енергії в Україні

Термін "енергетичний потенціал" означає наявність певного запасу енергії у вигляді хімічно зв'язаного тепла, фізичного тепла, потенційної енергії надлишкового тиску й напору, кінетичної енергії й ін.

Хімічно зв'язане тепло продуктів паливопереробних установок (нафтопереробних, газогенераторних, коксувальних, вуглезбагачувальних і ін.), а також теплова енергія відходів, що використовується для підігріву потоків, що надходять в агрегат-джерело ВЭР (регенерація, рекуперація), не належать до вторинних енергетичних ресурсів.

Вихід вторинних енергетичних ресурсів - це кількість вторинних енергоресурсів, які утворилися в даній установці за певну одиницю часу й придатні до використання в даний період часу.

Виробленням за рахунок вторинних енергетичних ресурсів називається кількість тепла, холоду, електроенергії, отримана за рахунок ВЕР в утилізаційній установці. Вироблення за рахунок ВЕР підрозділяються на: можливе вироблення, тобто максимальну кількість енергії, яку можна одержати при роботі установки; економічно доцільне вироблення, тобто вироблення з урахуванням ряду економічних факторів (собівартість, витрати праці й т.д.); плановане вироблення - кількість енергії, що передбачається одержати в певний період при уведенні або модернізації наявних утилізаційних установок; фактичне вироблення - енергію, реально отримана за звітний період.

Використання вторинних енергетичних ресурсів - це використана кількість ВЕР даного агрегату в інших установках і системах. Використання вторинних енергоресурсів споживачем може здійснюватися безпосередньо без зміни виду енергоносія або за рахунок перетворення його в інші види енергії, або виробітку тепла, холоду, механічної роботи в утилізаційних установках.

Теплові ВЕР - це фізичне тепло, що відходять газів, основної й побічної продукції, тепло золи й шлаків, гарячої води й пари, що відробили в технологічних установках, тепло робітників тіл систем охолодження технологічних установок.

Горючі ВЕР - горючі гази й відходи, які можуть бути застосовані безпосередньо у вигляді палива в інших установках і непридатні надалі в даній технології: відходи деревообробних виробництв (тріска, тирса, обрізки, стружки), горючі елементи конструкцій будинків і споруд, демонтованих через непридатність для подальшого використання по призначенню, луг целюлозно-паперового виробництва й інші тверді й рідкі паливні відходи.

До вторинних енергетичних ресурсів надлишкового тиску ставиться потенційна енергія газів, води, пари, що залишають установку з підвищеним тиском, що може бути ще використана перед викидом в атмосферу, водойми, ємності або інші приймачі. Надлишкова кінетична енергія також ставиться до вторинних енергоресурсів надлишкового тиску.

Фактична економія палива за рахунок теплоти ВЕР стосовно можливого становить 30-32%, у тому числі в нафтопереробній і нафтохімічній промисловості -40%, у чорній металургії -40%, у хімічної -25 %.

Основними напрямками використання вторинних енергетичних ресурсів є: паливне - коли вони використовуються безпосередньо як паливо; теплове - коли вони використовуються безпосередньо як тепло або для виробітку тепла в утилізаційних установках; силове - коли вони використовуються у вигляді електричної або механічної енергії, отриманої в утилізаційних установках; комбіноване - коли вони використовуються як електрична (механічна) енергія й тепло, отримані одночасно в утилізаційних установках за рахунок ВЕР.

Значна кількість горючих ВЕР використовується безпосередньо у вигляді палива, таке ж безпосереднє застосування знайшли й теплові ВЕР, наприклад, гаряча вода системи охолодження для опалення й ін.

Необхідно відзначити, що зміна схем паливо- і теплоспоживання, коли використання енергоресурсів усередині технологічних агрегатів покращилося, а вихід вторинних енергоресурсів скоротився, не є використанням ВЕР. Такі перетворення схем тільки вдосконалили технологічний процес даної установки (агрегату).

При правильному використанні вторинних теплових енергетичних ресурсів, що утворилися у вигляді тепла газів, що відходять, технологічних агрегатів, тепла основної й побічної продукції, досягається значна економія палива. Проведеними розрахунками встановлено, що вартість теплоенергії, отриманої в утилізаційних установках, нижче витрат на виробіток такої ж кількості теплоенергії в основних енергоустановках.

Виявлення виходу й обліку можливого використання вторинних енергоресурсів — одне із завдань, яку необхідно вирішувати на всіх підприємствах і особливо підприємствах з більшою витратою палива, теплової й електричної енергії.

Використання вторинних енергетичних ресурсів не обмежується лише енергетичним ефектом - це й охорона навколишнього середовища, у тому числі повітряного басейну, зменшення кількості викидів шкідливих речовин. Деякі із цих викидів можуть давати додаткову продукцію, наприклад, сірчистий ангідрид, що викидається з газами, що відходять, можна вловлювати й направляти на випуск сірчаної кислоти.

Відмова споживачів від використання вторинних енергетичних ресурсів як на діючих, так і проектованих підприємствах може бути обґрунтований тільки розрахунком, що підтверджує економічну неефективність або технічну неможливість використання ВЭР.