CC BY
43
6. ГОСТ 16357-83. Разрядники вентильные переменного тока на номинальные напряжения от 3,8 до 600 кВ. Введ. 1984—07—01 // Библиотека нормативной документации. URL: http://files.stroyinf.ru/Datai/10/10572 (дата обращения: 07.11.2019).
Сведения об авторе
Фастий Галина Прохоровна
научный сотрудник лаборатории электроэнергетики и электротехнологии Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»
Россия, 184209, Мурманская область, г. Апатиты, мкр. Академгородок, д. 21 А эл. почта: [email protected]
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.5.57-69 УДК 556.18:621.311.212(470.1/22)
О. Е. Коновалова
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ РЕЧНЫХ РЕСУРСОВ СЕВЕРНОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЙОНА РФ
Аннотация
Дана оценка водных ресурсов на территории Северного экономического района (СЭР). Показано распределение среднегодового стока рек по площади. Дана характеристика гидрографической сети и объемов поверхностных вод каждого региона, входящего в СэР. Определены гидроэнергоресурсы крупных, средних и малых рек рассматриваемых областей и республик. Дана оценка энергетического использования речных ресурсов и перспектив развития гидроэнергетики по каждому региону отдельно. Ключевые слова:
водные ресурсы, речной сток, гидроэнергоресурсы, гидроэлектростанции, малая гидроэнергетика.
O. E. Konovalova
ENERGY USE OF RENEWABLE RIVER RESOURCES OF THE NORTHERN ECONOMIC REGION OF THE RUSSIAN FEDERATION
Abstract
The article assesses the water resources in the Northern economic region (SIR). The distribution of average annual river flow by area is shown. The characterization of the hydrographic network and the volume of the surface waters of each region of the SIR are given. Hydropower resources of large, medium and small rivers of the considered regions and republics are determined. The assessment of energy use of river resources and prospects of hydropower development for each region are given separately. Keywords:
water resources, river flow, hydropower, hydroelectric power stations, small hydropower.
Водные ресурсы — это запасы поверхностных и подземных вод, которые используются в различных сферах деятельности человека. Для энергетики
наибольший интерес представляют речные ресурсы. По годовому стоку всех рек Россия занимает второе место в мире после Бразилии.
Северный экономический район, в состав которого входят Мурманская область, Республика Карелия, Архангельская и Вологодская области, а также Республика Коми, наиболее богат водными ресурсами. Средний многолетний речной сток района составляет более 500 км3/год (табл. 1).
Таблица 1
Средние многолетние ресурсы речного стока СЭР, км3/год [1]
Table 1
Average long-term river flow resources of the Northern economic region, km3/year [1]
Административная территория Приток Местный сток Общий сток
Мурманская область 12,5 56,0 68,5
Республика Карелия 2,45 51,9 54,4
Архангельская область 196 201 397
Вологодская область 10,1 39,2 49,3
Республика Коми 14,1 158 172
Северный экономический район 13,6 506 519,6
Российская Федерация 206 4118 4324
Наибольшие водные запасы сосредоточены на территории Архангельской области (около 40 % от всех местных запасов СЭР) и в Республике Коми (более 30 %). Здесь протекают две крупнейшие реки Северо-Запада — Северная Двина и Печора.
Гидрографическая сеть региона относится к бассейнам пяти морей — Баренцева, Карского, Белого, Балтийского и Каспийского. Распределение речного стока по территории крайне неравномерно, что в основном зависит от количества выпадающих осадков и рельефа местности. Слой поверхностного стока меняется от 300 до 1200 мм. Уменьшение наблюдается с севера на юг и с востока на запад (рис. 1). Максимальные значения наблюдаются на западных склонах Северного Урала, где за год выпадает более 1000 мм осадков, и на северном побережье Мурманской области, а также в Хибинских, Ловозерских и Мончегорских горных тундрах. Минимальные значения отмечаются на Понойско-Варзугской и Прибеломорской низменностях, а также на юге Вологодской области и Республики Коми, в пределах Восточно-Европейской равнины.
Мурманская область
Реки Кольского полуострова относятся к бассейнам Баренцева и Белого морей. Водораздел проходит с запада на восток — от государственной границы с Финляндией к горлу Белого моря через Сальные, Хибинские, Ловозерские тундры и горную гряду Кейвы. Главные реки текут на север и на юг, в широтном направлении протекает лишь река Поной и частично Иоканьга.
Здесь насчитывается более 107 тыс. озер общей площадью зеркала 8195 км2, 10 водохранилищ и около 21 тыс. рек общей протяженностью 60485 км. Большинство рек (19597) имеют длину менее 10 км и относятся к разряду малых, они составляют 95,1 % от общего числа водотоков, а их суммарная длина 61,2 %
от общей длины всех рек. Протяженность более 100 км на Кольском полуострове имеют всего 15 рек. Их суммарная длина составляет 4,0 % от общей длины водотоков.
Рис. 1. Распределение речного стока по территории СЭР [1] Fig. 1. Distribution of river flow along the Northern economic region [1]
Реки Мурманской области относятся к рекам преимущественно снегового питания. Годовой режим стока характеризуется высоким весенним половодьем, низкой зимней и летней меженью, относительно небольшими летне-осенними дождевыми паводками. Водные ресурсы, формирующиеся на территории области, составляют 56 км3 в год, еще 12,5 поступает из Карелии, Финляндии и Норвегии. В Баренцево море уходит 47 % суммарного стока и 53 % — в Белое море.
Полные потенциальные гидроэнергетические ресурсы рек Мурманской области оцениваются в 19,3 млрд кВт-ч, на треть они уже освоены. Действующие 17 гидроэлектростанций вырабатывают в среднем 6,4 млрд кВт-ч электроэнергии в год. Технический потенциал малых и средних рек Кольского полуострова составляет 4,4 млрд кВт-ч.
Семнадцать гидроэлектростанций (табл. 2) административно объединены в три каскада, расположенные на реках Нива, Ковда (Кума, Иова), Паз, Тулома, Воронья, Териберка. Суммарная установленная мощность ГЭС составляет
1600 МВт, или около 44 % от суммарной установленной мощности энергосистемы. Удельный вес гидроэлектростанций в годовой выработке не постоянен и зависит от водности года. В среднем он составляет 35-40 % [2].
Таблица 2
Основные показатели действующих гидроэлектростанций Кольской
энергосистемы
Table 2
The main indicators of the operating Kola hydroelectric power system
ГЭС Река Год пуска Установле нная мощность, МВт Напор, м Вид регулирования Среднегодовая выработка энергии, млн кВтч
Каскад Нивских ГЭС
«Нива-I» Нива 1952 26,0 11,5 Многолетнее 129
«Нива-II» То же 1934 60,0 36,0 Недельное 410
«Нива-III» » 1949 155,5 74,0 Суточное 850
Кумская Кума 1962 80,0 32,0 Многолетнее 346
Иовская Иова 1960 96,0 36,0 Сезонное 536
Княжегубская Ковда 1955 152,0 34,0 То же 706
Каскад Пазских ГЭС
«Кайтакоски» Паз 1959 11,2 7,0 Многолетнее 68
«Янискоски» То же 1950 30,5 21,5 Суточное 210
«Раякоски» » 1955 43,2 20,5 То же 220
«Хеваскоски» » 1970 47,0 16,9 » 213
Борисоглебская » 1964 56,0 19,3 » 275
Каскад Туломских и Серебрянских ГЭС
Верхне-туломская Тулома 1965 268,0 58,5 Многолетнее 800
Нижне-туломская То же 1937 57,2 17,5 Суточное 250
Серебрянская-I Воронья 1970 204,9 75,0 Многолетнее 550
Серебрянская-П То же 1972 156,0 62,5 Сезонное 519
Верхне-Териберская Териберка 1984 130,0 111,0 То же 236
Нижне-Териберская То же 1987 26,5 21,4 » 54
Итого: - - 1600 - - 6372
Гидроэлектростанции Кольского полуострова в основном являются низко- и средненапорными и оборудованы, как правило, турбинами поворотно-лопастного типа. Три ГЭС имеют напор выше семидесяти метров — Нива-3 (напор 74 м), Серебрянская ГЭС-1 (напор 75 м) и Верхне-Териберская (напор 111 м).
Всего на гидроэлектростанциях установлено 45 гидроагрегатов мощностью от 5,6 до 130 МВт. Подавляющее большинство ГЭС спроектированы Ленинградским отделением ВГПИ и НИИ «Гидропроект» и построены отечественными строительными организациями с установкой отечественного оборудования. Некоторые гидроэлектростанции сооружены финскими и норвежскими фирмами, на них часть гидросилового оборудования изготовлена финской фирмой «Тампелла» и шведской «КМ».
Наиболее перспективные створы 14 системных малых гидроузлов расположены на семи реках Мурманской области — Пиренге, Большой Оленке, Рынде, Харловке, Уре, Титовке и Тумче (табл. 3.). Эти реки еще не освоены и принадлежат в основном бассейну Баренцева моря, за исключением Пиренги и Тумчи, являющихся притоками рек, впадающих в Белое море. И два створа малых ГЭС для электроснабжения изолированных потребителей расположены на Ельреке (притоке Поноя) в центре Кольского полуострова — для энергоснабжения села Краснощелье — и на реке Чаваньге — для энергообеспечения одноименного села на южном побережье Кольского полуострова.
Самые эффективные проекты малых ГЭС, которые могут быть осуществлены в будущем, — это малая ГЭС на реке Чаваньга мощностью 1250 кВт и малая ГЭС на Ельреке мощностью 500 кВт. Суммарный интегральный эффект от строительства этих гидроэлектростанций, включая экономию дизельного топлива, пополнение налогов и бюджетов разных уровней, а также чистую прибыль составит 354 и 594 млн руб. соответственно. При этом снизятся выбросы в атмосферу окислов азота, серы и парниковых газов [2, 3].
Таблица 3
Малые и средние реки, перспективные для сооружения системных малых ГЭС
Table 3
Small and medium rivers, promising for small hydro system construction
Река Количество гидроузлов малых ГЭС Установленная мощность, МВт Выработка электроэнергии, млн кВтч
Пиренга 1 6,00 29,5
Большая Оленка 2 9,80 49,1
Рында-Харловка 5 60,03 119,6
Ура 2 4,64 24,0
Титовка 1 3,3 15,8
Тумча 3 37,90 170,9
Чаваньга 1 1,25 6,30
Ельрека 1 0,50 2,70
Всего 16 123,5 417,9
Республика Карелия
Гидрографическая сеть Республики Карелия относится к бассейнам Белого и Балтийского морей. На территории республики (включая Карельский перешеек) насчитывается порядка 26,7 тыс. водотоков. Подавляющее
большинство из них (95 %) — реки длиной менее 10 км. Длину более 100 км имеют 30 рек. В средний по водности год сток рек Карелии составляет 54,4 км3, из них 51,9 км3 — местный сток и 2,45 км3 поступает из сопредельных территорий. Около 55 % речного стока стекает в Белое море, 25 и 20 % поступает в акваторию Ладожского и Онежского озер и затем в Балтийское море [4].
Многие крупные реки Карелии представляют собой озерно-речные системы, которые хорошо зарегулированы. На территории республики насчитывается 61,1 тыс. озер суммарной площадью около 18 тыс. км2. Озерность территории одна из самых высоких в мире.
Крупнейшие реки — Кемь, Выг и Ковда — относятся к первому классу рек по потенциальной мощности (свыше 100 МВт), на них построены каскады гидроэлектростанции. Реки Суна, Шуя, Волда (притоки Онежского озера) и Тумча относятся ко второму классу (50-100 МВт), а Янисйоки (впадает в Ладожское озеро) и Чирка-Кешь к третьему. Озера-водохранилища на основных реках республики Кемь, Выг и Ковда — котловинного типа, позволяют концентрировать большие объемы воды и вести многолетнее регулирование стока. Большинство построенных ГЭС деривационного или приплотинного типа.
По уточненным данным, валовый потенциал гидравлической энергии рек Карелии составляет 14,2 млрд кВт-ч в год [5]. Технический потенциал равен 7,4 млрд кВт-ч в год, а экономический — 6,0 млрд кВт-ч в год. Но по соображениям рыбоводства и экологии целесообразным для эксплуатации принято считать потенциал 4,9 млрд кВт-ч в год.
В настоящее время на территории Карелии действует двадцать ГЭС суммарной установленной мощностью 638,3 МВт, что составляет 58 % от мощности энергосистемы. Из них шесть — малые ГЭС, расположенные в Западной Карелии и отнесенные административно к каскаду Сунских ГЭС, три — вновь построенные малые ГЭС АО «Норд Гидро», а также Ондская ГЭС, выведенная сейчас из каскада Выгских ГЭС и принадлежащая ООО «Евросибэнерго — тепловая компания» (табл. 4).
Республика Карелия не может полностью обеспечить себя электроэнергией. Собственное производство составляет примерно 60 % и около 40 % поступает из смежных энергосистем Санкт-Петербурга и Ленинградской области, Мурманской и Вологодской областей. На долю ГЭС в энергобалансе приходится около 60 % всей электроэнергии, оставшуюся часть вырабатывают ТЭЦ и электростанции промышленных предприятий. Выработка ГЭС неравномерна и напрямую зависит от гидрологической обстановки. В маловодные 2011 и 2013 гг. она составляла 55 и 56 % соответственно.
В последнее десятилетие ЗАО «Норд Гидро» по соглашению с правительством Республики Карелия ведет активное строительство малых ГЭС. В настоящее время ЗАО «Норд Гидро» вместе с Российским фондом прямых инвестиций (РФПИ) и китайскими компаниями ведет строительство Белопорожских ГЭС-1 и ГЭС-2 мощностью 24,9 МВт каждая на реке Кемь выше Кривопорожской ГЭС, в районе деревни Панозеро (рис. 2). Перспективными также являются малая ГЭС «Реболы» на реке Мельничная, п. Реболы Муезерского района, мощностью 0,5 МВт и малая ГЭС «Шуя-1» мощностью 5,1 МВт [6].
Таблица 4
Основные показатели действующих гидроэлектростанций Республики Карелия
Table 4
The main indicators of the operating hydroelectric power plants of the Republic of Karelia
ГЭС Река Год пуска Установленная мощность ГЭС, МВт Напор, м Вид регулирования Выработка энергии в 2016 г., млн кВт-ч
Каскад Кемских ГЭС
Путкинская Кемь 1967 84,0 20,1 Суточное 453,53
Подужемская То же 1971 48,0 10,7 Недельное 239,06
Кривопорожская » 1990 180,0 Суточное 550,23
Юшкозерская » 1980 18,0 8,5 Многолетнее 80,79
Каскад Сунских ГЭС
Кондопожская Суна 1947 25,60 28,0 Многолетнее 100,23
Пальеозерская То же 1954 25,00 28,2 Сезонное 92,57
Группа малых ГЭС
«Питкякоски» Киттенйоки 1935 1,26 10,0 Суточное 7,0
«Хямекоски» Янисйоки 1903 1,78 11,3 То же 26,9
«Харлу» То же 1936 3,0 9,8 » 20,9
«Пиени-йоки» Тулемайоки 1920 1,28 11,0 » 7,1
«Суури-йоки» То же 1919 1,28 12,0 » 7,9
«Игнойла» Шуя 1937 2,7 8,0 » 18,0
Каскад Выгских ГЭС
Маткожненская Выг 1953 63,00 19,6 Суточное 307,45
Выгостровская То же 1961 40,00 12,0 То же 240,57
Беломорская » 1962 27,00 7,2 » 143,53
Палакоргская » 1967 30,00 8,3 Сезонное 97,99
Малые ГЭС АО
«Норд Гидро»
«Ляскеля» Янисйоки 2011 4,80 13,6 Суточное 20,47
«Рюмякоски» Тохмайоки 2013 0,63 8,8 То же 2,02
«Каллиокоски» То же 2014 0,975 9,5 » 5,4
Ондская ГЭС Выг 1956 80,0 26,0 Многолетнее 395,6
ООО
«Евросибэнерго-
тепловая
компания»
Итого: - - 638,305 - - 2817,24
ОАО «РусГидро» в рамках программы развития возобновляемой и малой энергетики России разработало технико-экономическое обоснование проектов строительства двух гидроэлектростанций суммарной мощностью 52,2 МВт на реке Водле: Пудожской ГЭС в районе деревни Кривцы установленной мощностью 20,6 МВт и Средне-Водлинской ГЭС в районе деревни Кубово установленной мощностью 31,6 МВт [7].
Рыбохозяйственное значение большинства рек Карелии препятствует более масштабному развитию гидроэнергетики.
РЕАЛИЗУЕМЫЙ ПРОЕКТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ БЕЛОПОРОЖСКИХ ГЭС Схема размещения основных объектов МГЭС
J Здание . ____i Здание ^ "" _____i ** »» о п.Панозеро
Белопорожской 1 Каменно-земляная Белопорожской ^' 1 Зона s ч \
Рис. 2. Белопорожские малые ГЭС-1 и ГЭС-2 [8] Fig. 2. Beloporozhskie small hydro power plants 1 and 2 [8]
Вологодская область
Вологодская область располагает достаточно большими запасами водных ресурсов, полностью обеспечивая себя водой. Среднегодовой объем речного стока составляет 39,2 км3 в год, а с учетом притока из сопредельных областей — 49,3 км3. На территории области насчитывается около 20 тыс. рек, 98 % из которых малые, и более 5 тыс. озёр.
Рельеф местности преимущественно равнинный, но здесь имеются низменности (Прионежская, Молого-Шекснинская), гряды (Андогская, Белозерская, Кирилловская) и возвышенности (Андомская, Вепсовская, Вологодская, Галичская, Верхневажская). На юго-востоке области расположены Северные Увалы. По Андомской возвышенности проходит водораздел между водосборами трех бассейнов (Балтийского, Беломорского и Каспийского), и это определяет главную особенность рек Вологодской области: большинство рек представляют собой истоки и верховые участки водосборных площадей этих морей и уносят свои воды за пределы области.
Наиболее крупные реки, относящиеся к бассейну Белого моря, — это Сухона (558 км) и Юг (574 км), при своем слиянии образующие Малую Северную Двину, а также Свидь (приток реки Онеги, 64 км). На их долю приходится около 60 % годового стока области.
Реки Молога (456 км), Шексна (139 км) и Суда (184 км) несут свои воды в бассейн Каспийского моря. Их сток составляет 33 % суммарного местного стока.
Реки, впадающие в Онежское озеро (Андома, Вытегра, Водлица), не так многоводны и принадлежат бассейну Балтийского моря. Их водные ресурсы составляют 7 %.
Питание рек области преимущественно снеговое, доходит до 50-70 % годового стока. На долю дождевого стока приходится 20-25 %.
На территории Вологодской области имеется ряд крупных озер и водохранилищ, а также расположены Волго-Балтийский канал и Северо-
Двинская шлюзованная система. Наиболее крупные озера находятся в западной части: Онежское озеро площадью 9880 км2; Белое озеро — 1290 км2; Кубенское озеро — 470 км2; озеро Воже — 416 км2; Рыбинское водохранилище — 4500 км2; Шекснинское водохранилище — 380 км2 [9].
Волго-Балтийский канал и Северо-Двинская шлюзованная система используются для доставки грузов водным транспортом и туристических целей. Северо-Двинская система существует уже более 180 лет и соединяет бассейн Волги и Северной Двины. Она проходит от р. Шексны, притока Волги, до р. Сухоны и состоит из 5 шлюзов, 8 плотин, ряда озер и каналов. Протяженность этого водного пути 127 км.
Несмотря на значительные объемы водных ресурсов, в засушливые годы предприятия области испытывают их недостаток. В маловодные годы (1992-1993, 2000-2001, 2002-2003, 2005-2006) на Северо-Двинской шлюзованной системе и Рыбинском водохранилище наблюдалось понижение уровня воды ниже минимальных для навигации отметок, что привело к убыткам грузоотправляющих предприятий и гибели нерестилищ рыб. Частично промерзало озеро Кубенское, предприятия жилищно-коммунальной структуры некоторых городов испытывали трудности с водоснабжением. Все это происходит из-за того, что большая часть речного стока (в весеннее половодье) не аккумулируется в водохранилищах, а уносится с территории области. Также происходит сброс воды для поддержания необходимых судоходству глубин на реке Волге, на участке Городец — Нижний Новгород [10]. Часть этих проблем решается за счет программы «Вода Вологодчины», рассчитанной на 2011-2020 гг. Для обеспечения безопасности гидротехнических сооружений в рамках программы намечено провести капитальный ремонт 14 гидротехнических сооружений.
В энергетических целях водные ресурсы области используются незначительно. В Вологодской области действуют только три ГЭС: Шекснинская мощностью 24 МВт (в 2013 г. произошло снижение установленной мощности, вызванное перемаркировкой оборудования) и среднегодовой выработкой 125 млн кВтч электроэнергии, ГЭС N31 и N32 в г. Вытегре мощностью 2,28 МВт и среднегодовой выработкой около 10 млн кВт ч. Все электростанции принадлежат филиалу Федерального бюджетного учреждения «Администрация Волго-Балтийского бассейна внутренних водных путей». Приоритетной задачей этих ГЭС является обеспечение судоходства по каналу, а не производство электроэнергии.
Вологодская область является энергодефицитной. Около трети потребности в электроэнергии обеспечивают тепловые станции (Череповецкая ГРЭС, Вологодская ТЭЦ, Красавинская ГТ ТЭЦ), более 36 % электроэнергии вырабатывается блок-станциями промышленных предприятий и ГЭС, а остальное поступает из-за пределов области. В середине прошлого века на территории области действовало 46 малых ГЭС. В настоящее время малой гидроэнергетике уделяется большое внимание. Руководством области заключено соглашение с ЗАО «Норд Гидро» о строительстве, реконструкции и вводе в эксплуатацию 10 объектов, работающих на возобновляемых источниках энергии (табл. 5).
Наиболее перспективными из них являются два объекта на базе гидротехнических сооружений Череповецкой ГРЭС.
Таблица 5
Перечень ГЭС, планируемых к реализации на территории Вологодской области [11]
Table 5
The list of HPPs planned for implementation in the Vologda region [11]
Планируемая Средняя
ГТС Вид станции Местоположение установленная мощность, МВт многолетняя выработка, млн кВт-ч
ГТС Череповецкой ГРЭС № 1 Малая ГЭС Река Суда 2,5 8,0
ГТС Череповецкой ГРЭС № 2 То же Пруд-охладитель 1,0 7,0
ГТС Вологодского » Река Вологда 0,40 1,72
водоканала
Плотина » Река Ковжа 0,35 1,53
«Александровская»
Плотина «Ковжа» » Озеро Ковжа 0,20 0,87
Плотина «Депо» » Река Белый Ручей 0,08 0,35
МГЭС «Опоки» » Река Сухона 10,00 43,80
Плотина «Красавино» » Пруд ОАО «Вологодский текстиль» 0,040 0,27
Шекснинская ГЭС ГЭС Река Шексна 200,0 - 800,0 400,0
МГЭС «Вытегра» Малая ГЭС Река Вытегра 1,20 6, 00
Архангельская область
Архангельская область располагает избыточными водными ресурсами. На ее территории формируется 201 км3 местного стока, 196 км3 воды поступает из Вологодской области и Республики Коми. Здесь насчитывается около 70 тыс. больших и малых рек суммарной протяженностью 275 тыс. км. Четыре крупнейшие реки (Северная Двина, Печора, Онега и Мезень) впадают в арктические моря. Их суммарный среднегодовой сток составляет более 285 млрд м3, а это более 70 % полных потенциальных гидроэнергоресурсов области. Широкая и глубокая река Северная Двина является основным водным путем.
Крупные и средние реки области многоводны, но обладают широкими поймами и небольшим удельным падением по длине реки, кроме того в бассейнах рек Северная Двина и Печора обнаружены обширные карстовые явления, что затрудняет их гидроэнергетическое использование. К тому же многие крупные и средние реки являются естественными нерестилищами ценных пород рыб и закрыты для гидротехнического строительства.
На территории области в 1940-1950-х гг. насчитывалось около 60 малых ГЭС мощностью от 6,5 до 107 кВт. В настоящее время в регионе нет ни одной действующей гидроэлектростанции. Но в области достаточно малых и средних рек, которые могут рассматриваться с точки зрения энергетического использования. Специалистами Института физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН в середине 1990-х гг. был оценен полный теоретический и технический потенциал 43 рек Архангельской области. Технический потенциал составляет 792 млн кВт-ч среднегодовой выработки энергии [12, 13].
В качестве первоочередных для строительства малых ГЭС были выбраны створы на реках Пурнеме и Кулосеге (Онежский и Пинежский районы соответственно) из-за наиболее значительного роста цен на топливо для дизельных электростанций (ДЭС) и отсутствия централизованного электроснабжения.
Створ малой ГЭС на реке Пурнеме выбран в 4,5 км от населенного пункта Пурнема. Ранее здесь существовала малая колхозная ГЭС. ГЭС мощностью 660 кВт может обеспечить электроснабжение четырех поселков — Верхнеозерска, Нижмозера, Лямцы, Пурнемы.
Река Кулосега протекает в Верхнетоемском и Пинежском районах и является притоком реки Пинеги, в месте ее впадения в Пинегу расположен поселок Кулосега, в 5 км от которого находится поселок Сульца, примерно в 13 км — поселок Мамониха и в 16 км — поселок Сосновка. Электроснабжение этих поселков осуществляется от ДЭС. Малая ГЭС на реке Кулосеге мощностью 280 кВт могла бы удовлетворить потребность в электроэнергии всех этих поселков.
Сегодня себестоимость местной электроэнергии, получаемой от ДЭС, в удаленных поселках Архангельской области доходит до 15-30 руб/кВт-ч, а себестоимость производства электроэнергии от рассмотренных выше малых ГЭС на реке Пурнеме составляет 3,5 руб/кВт-ч, а на реке Кулосеге — 5,1 руб/кВт-ч (в ценах 2017 г.).
Кроме того, ЗАО «Норд Гидро» подписало соглашение с правительством области о строительстве в качестве пилотного проекта Соловецкой ГЭС на Большом Соловецком острове. Ранее существовавшая там Соловецкая ГЭС (сегодня оставшиеся от нее руины) была пущена в 1909 г., заброшена в 1940-х гг.
Республики Коми
По объему водных ресурсов Республика Коми в СЭР занимает второе место после Архангельской области. Здесь в среднем за год формируется 158 км3 водных ресурсов и 14,1 км3 поступает из Ненецкого АО. Гидрографическая сеть густая и хорошо развитая. На территории Республики Коми насчитывается более 58 тыс. рек протяжённостью около 403 тыс. км, около 3650 рек длиной более 10 км из них: 833 — длиной от 25 до 100 км, 108 — длиной от 100 до 500 км и 9 — длиной более 500 км.
Главные реки республики — Печора (притоки Уса и Ижма), Мезень и Вычегда, являющаяся крупнейшим притоком Северной Двины, характеризуются повышенной водностью.
Распределение годового стока по территории Республики Коми неравномерно. Наибольшие модули речного стока наблюдаются на востоке республики, в предгорной части Урала, а наименьшие в юго-западной части. Питание рек смешанное с преобладанием снегового. Большие и средние реки на большей своей части равнинные и имеют спокойный характер. На севере и северо-востоке республики преобладают тундровые, полугорные и горные реки.
Теоретический (валовый) гидроэнергетический потенциал республики составляет 20,3 млрд кВт-ч в год, технический потенциал малой энергетики 6,5 млрд кВт-ч в год, а технически целесообразный, определяемый наличием потребителей, — 0,7-1,0 млрд кВт-ч год [14], и он практически не используется. На территории Республики Коми нет ни одной действующей ГЭС, хотя в середине прошлого века там эксплуатировались 15-20 малых ГЭС, расположенных в основном в южной части республики. Единственная Кажимская
малая ГЭС мощностью 550 кВт, восстановлением которой занимается ЗАО «Норд Гидро», еще не вырабатывает электроэнергию. Пока реконструирована водосливная плотина, которая позволяет сбрасывать излишки паводковых вод из водохранилища. Трудности со строительством здания ГЭС связаны с отсутствием софинансирования из федерального бюджета.
Создание гидроузлов на крупных реках не предусматривается в силу их равнинного характера и затопления огромных площадей сельхозугодий. Малая гидроэнергетика может быть востребована в зонах децентрализованного электроснабжения. Первоочередными для поиска створов малых ГЭС являются реки бассейна Печоры, поскольку здесь сосредоточено около 87 % технического гидроэнергопотенциала.
Выводы
1. Северный экономический район — наиболее богатый водными ресурсами регион северо-запада европейской части России. Здесь протекают две крупнейшие реки России — Северная Двина и Печора. Ежегодный сток СЭР составляет около 520 км3. Наибольшими водными ресурсами располагают Архангельская область и Республика Коми, на их территориях формируется около 40 и 31 % местного стока всего СЭР. Менее всего возобновляемыми речными ресурсами обеспечена Вологодская область, на ее долю приходится 7 % местного стока СЭР.
2. Несмотря на значительные потенциальные гидроэнергоресурсы, используются они не в полной мере. Наибольшее развитие гидроэнергетика получила в Мурманской области и Республике Карелия. В составе объединенной энергосистемы здесь действуют соответственно 17 и 20 гидроэлектростанций суммарной установленной мощностью 1600 и 638 МВт. В Вологодской области работают три ГЭС установленной мощностью 26 и 2,28 МВт, а в Архангельской области и Республике Коми действующих ГЭС нет, хотя опыт эксплуатации малых колхозных ГЭС имеется.
3. Возможности развития гидроэнергетики в основном связаны с энергодефицитной Республикой Карелия, где в настоящее время ведется строительство малых Белопорожских ГЭС-1 и ГЭС-2. Уже построены три малые ГЭС «Ляскеля», «Рюмякоски» и «Каллиокоски», и имеются дальнейшие согласованные с правительством республики планы. В остальных областях и Республике Коми также имеются перспективы развития малой гидроэнергетики, но пока строительство не предполагается.
Литература
1. Филатов Н. Н., Литвиненко А. В., Богданова М. С. Водные ресурсы Северного экономического района России: состояние и использование // Водные ресурсы. 2016. Т. 43, № 5. С. 502-514. Б01: 10.7868/80321059616050059
2. Разработка систем управления энергоэффективностью и направлений развития возобновляемой энергетики в условиях Арктической зоны РФ: отчет о НИР (заключ.) / ЦЭС КНЦ РАН; рук. Минин В. А. Апатиты, 2018. 219 с. № НИОКТР АААА-А17-117020110072-0; рег. № темы 0226-2016-0001.
3. Коновалова О. Е., Кузнецов Н. М. Возобновляемые источники Мурманской области // Промышленная энергетика. 2018. № 9. С. 51-56.
4. Водные ресурсы Карелии: основные проблемы рационального использования и охраны / А. В. Литвиненко и др. // Труды Карельского научного центра РАН. 2011. № 4. С. 12-20.
5. Сидоренко Г. И. Ресурсы, эффективность и перспективы использования возобновляемых источников энергии // Возобновляемая малая энергетика 2013: сб. тр. X междунар. ежегод. конф. (Москва, 17-18 июня 2013 г.). М., 2013. С.20-27.
6. Программа перспективного развития электроэнергетики Республики Карелия на период до 2020 года [Электронный ресурс] // Министерство строительства, жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Республики Карелия: сайт. URL: http://минстройрк.рф/deyatelnost/investicionnaya_politika_ v_elektroenergetike/shema_i_programma_perspektivnogo_razvitiya_elektroenergetiki _respubliki_kareliya_na_period_do_2020_goda/ (дата обращения: 11.04.2019).
7. Кузнецов И. М. Местные энергосистемы на основе малых гидроэлектростанций для электроснабжения городов в новых промышленных районах [Электронный ресурс] // ECOTECO: сайт. URL: https://ecoteco.ru/?id=1223 (дата обращения: 27.03.2019).
8. Проект строительства Белопорожских ГЭС п. Шомба, Республика Карелия 2016 г. [Электронный ресурс] // ВЭБ.РФ: сайт. URL: http://www.premiya-razvitiya.ru/files/2017-i3-prezentatsiya.pdf (дата обращения: 27.03.2019).
9. Схема и программа развития электроэнергетики Вологодской области на 2014-2018 гг. [Электронный ресурс] // Официальный портал Правительства Вологодской области. URL: https://vologda-oblast.ru/upload/iblock/04b/0056.0-ГО-Т2.1%20Изм.3^ (дата обращения: 27.03.2019).
10. Кумзеров В. М. Водные проблемы и водные проекты Вологодчины // Проблемы развития территорий. 2010. Вып. 3 (49). С. 37-46.
11. Вологодская область делает ставку на возобновляемые источники энергии [Электронный ресурс] // Сайт губернатора Вологодской области. URL: http://okuvshinnikov.ru/press/news/vologodskaya_oblast_delaet_stavku_na_vozo bnovlyaemye_istochniki_energii/ (дата обращения: 27.03.2019).
12. Разработка технико-экономического доклада по энергообеспечению дефицитных и экологически неблагополучных районов Архангельской области на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии: отчет о НИР (заключ.) / ЦФТПЭС КНЦ РАН, рук. В. А. Минин. Апатиты, 1993. 193 с. Х/д № 2365.
13. Коновалова О. Е., Победоносцева В. В. Возможности малой гидроэнергетики Архангельской области // Север и рынок: формирование экономического порядка. 2017. № 5 (56). С. 181-190.
14. Колобов Ю. И., Чайка Л. В. Малая энергетика в системе энергоснабжения Республики Коми. Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН, 2000. 140 с.
Сведения об авторе Коновалова Ольга Евгеньевна
младший научный сотрудник лаборатории энергосбережения и возобновляемых источников энергии Центра физико-технических проблем энергетики Севера — филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук» Россия, 184209, Мурманская область, г. Апатиты, мкр. Академгородок, д. 21 А эл. почта: [email protected]
