Большая Советская Энциклопедия (ГИ)
Шрифт:
В. Г. Ясногородский.
Гидроэнергетика
Гидроэнерге'тика, раздел энергетики, связанный с использованием потенциальной энергии водных ресурсов.
Человек ещё в глубокой древности обратил внимание на реки как на доступный источник энергии. Для использования этой энергии научились строить водяные колёса, которые вращала вода; этими колёсами приводились в движение мельничные постава и др. установки. Водяная мельница является примером древнейшей гидроэнергетические установки, сохранившейся во многих местах до нашего времени почти в первобытном виде. До изобретения паровой машины водная энергия была основной двигательной силой на производстве. По мере совершенствования водяных колёс увеличивалась мощность гидравлических установок, приводящих в движение станки, молоты, воздуходувные устройства и т. п. Об использовании водной энергии на территории СССР свидетельствуют материалы археологических исследований, в частности проведённых на территории Армении и в бассейне р. Амударья. В 17 в. в России единственной энергетической базой развивавшегося мануфактурного производства были водяные колёса. Замечательные успехи в строительстве вододействующих или гидросиловых установок в России были достигнуты
В царской России к 1913 насчитывалось около 50 тыс. гидросиловых установок общей мощностью почти 1 млн. л. с.; из них около 17 тыс. были оборудованы гидротурбинами. Суммарная годовая выработка электроэнергии на всех ГЭС не превышала 35 млн. квт /ч при установленной мощности около 16 Мвт.
О крайней отсталости царской России в развитии Г. свидетельствует тот факт, что в 1913 в др. странах общая мощность действующих ГЭС достигла 12000 Мвт, причём были построены такие крупные электростанции, как, например, ГЭС Адамс на Ниагарском водопаде (США) мощностью 37 Мвт. Только после Великой Октябрьской социалистической революции началось широкое освоение гидроэнергетических ресурсов страны. 13 июня 1918 СНК принял решение о строительстве Волховской ГЭС мощностью 58 Мвт — первенца советской Г. В 1920 по указанию и при непосредственном участии В. И. Ленина был составлен план электрификации России — план ГОЭЛРО. В нём предусматривалось сооружение 10 ГЭС общей установленной мощностью 640 Мвт. В 1927 начато строительство самой крупной для того времени гидростанции в Европе— Днепровской ГЭС мощностью 560 Мвт; с её пуском в 1932 СССР в строительстве гидростанций достиг уровня наиболее развитых стран мира. За 1917—70 Советский Союз стал одной из ведущих стран в области Г.: по установленной мощности гидроэлектростанций в 1970 СССР уступал только США. По запасам же гидроэнергии Советский Союз значительно превосходит все страны мира. Гидроэнергетический потенциал крупных и средних рек в СССР равен 3338 млрд.
квт ·ч, в том числе на реках Европейской территории Союза и Кавказа — 588 млрд. квт ·ч (или 17,6%) и на территории Азиатского материка — 2750 млрд. квт ·ч (или 82,4%).
Экономический потенциал гидроэнергетических ресурсов СССР определён (1965) в размере 1095 млрд. квт ·ч среднегодовой выработки (см. табл. 1).
Табл. 1. — Степень освоения гидроэнергетических ресурсов в различных странах мира
| Страна | Экономический потенциал гидроэнерго-ресурсов, млрд. квт ·ч | Год оценки | Выработка электроэнергии на ГЭС, млрд. квт ·ч в 1969 | Степень использования экономического потенциала гидроэнер-горесурсов, % |
| СССР | 1095 | 1965 | 115,2 | 10,5 |
| США | 685 | 1966 | 253,3 | 37,0 |
| Канада | 218 | 1965 | 151,0 | 69,3 |
| Япония | 132 | 1967 | 79,8 | 60,5 |
| Норвегия | 152 | 1967 | 57,5 | 37,5 |
| Франция | 70 | 1967 | 52,9 | 75,5 |
| Швеция | 80 | 1966 | 41,8 | 52,5 |
|
| 70 | 1966 | 41,7 | 59,5 |
| Швейцария | 32 | 1967 | 27,3 | 85,5 |
| Испания | 58 | 1967 | 30,7 | 53,0 |
| Бразилия | 657 | 1966 | 32,0 | 4,9 |
| Мексика | 73 | 1967 | 12,6 | 17,3 |
| Австрия | 38 | 1966 | 16,7 | 44,0 |
Табл. 2. — Место гидроэнергетики в электроэнергетике СССР
| 1913 | 1926 | 1930 | 1940 | 1950 | 1960 | 1965 | 1970 | |
| Мощность ГЭС, Мвт | 16 | 89 | 128 | 1587 | 3218 | 14781 | 22244 | 31300 |
| Доля ГЭС в общей мощности электростанций страны, % | 1,4 | 5,6 | 4,5 | 14,2 | 16,4 | 22,2 | 19,3 | 18,9 |
| Выработка электроэнергии на ГЭС, млрд. квт-ч | 0,035 | 0,05 | 0,585 | 5,11 | 12,69 | 50,9 | 81,4 | 123,3 |
| Доля ГЭС в выработке электроэнергии в стране, % | 1,8 | 1,4 | 6,6 | 10,4 | 13,9 | 17,4 | 16,1 | 16,6 |
Народнохозяйственное значение гидроэнергоресурсов огромно: на протяжении многих лет ГЭС являлись единственно возможным источником электроэнергии для многих районов страны. И в 70-х гг. с выявлением огромных запасов топливных ресурсов и созданием объединённых энергетических систем значение Г. не утрачено. Во многих энергосистемах ГЭС составляют основу энергетики и несут почти всю основную нагрузку. Так, например, в Кольской энергосистеме число часов использования мощности ГЭС составляет свыше 5000, а ТЭС — менее 2000 в год. В объединённой энергосистеме Центральной Сибири число часов использования мощности ГЭС и тепловых электростанций почти одинаково (4200 и 4600 в год). В единой энергосистеме Европейской части страны число часов использования мощности ГЭС около 3000.
Важной экономической особенностью гидроэнергетических ресурсов является их вечная возобновляемость, не требующая в дальнейшем дополнительных капиталовложений. Электроэнергия, вырабатываемая на ГЭС, в среднем почти в 4 раза дешевле электроэнергии, получаемой от тепловых электростанций. Поэтому использованию гидроэнергетических ресурсов придаётся особое значение при размещении электроёмких производств. Отсутствие необходимости в топливе и более простая технология выработки электроэнергии приводят к тому, что затраты труда на единицу мощности на ГЭС почти в 10 раз меньше, чем на тепловых электростанциях (с учётом добычи топлива и его транспортирования). Высокая производительность труда на ГЭС является одной из основных её экономических особенностей и имеет важнейшее значение при решении задач энергетического строительства в малообжитых и особенно в удалённых районах Севера страны.
ГЭС являются мобильными энергетическими установками, выгодно отличающимися от паротурбинных тепловых электростанций в области регулирования частоты, покрытия растущих пиковых нагрузок, маневрирования мощностью в период ночного снижения нагрузок и в роли аварийного резерва системы. Это особенно важно для энергосистем Европейской части СССР, где электропотребление в течение суток характеризуется большой неравномерностью.
Огромные гидроэнергетические ресурсы сосредоточены в Восточной Сибири, на рр. Енисей, Ангара, Нижняя Тунгуска и др. Природные условия позволяют получать здесь в больших количествах особенно дешёвую электроэнергию на гигантских ГЭС, мощностью 4000—6000 Мвт каждая. На базе этой дешёвой электроэнергии развивается электроёмкая промышленность. Г. содействовала развитию производительных сил северных районов Восточной Сибири. На долю Г. приходится примерно 19% от мощности всех электростанций и около 16% от выработки электроэнергии в целом по стране (см. табл. 2).
Г. на всех этапах экономического развития СССР имела большое значение в снабжении электроэнергией развивающейся промышленности. В ряде районов страны Г. была основной энергетической базой для развития экономики (Мурманская обл., Карелия, Закавказье, некоторые районы Средней Азии и др.). Г. во многих случаях была ведущей в комплексном использовании водных ресурсов. Крупное гидротехническое строительство явилось по существу первым звеном в реализации больших ирригационных проблем. Построенные и строящиеся ГЭС создали предпосылки для расширения системы орошения на огромных площадях.
Гидроэнергетическое строительство на рр. Волга, Кама, Дон, Днепр и Свирь обусловило их превращение в водные магистрали Европейской части страны, позволило поднять уровень воды на этих реках и создать единую судоходную систему, соединяющую Каспийское, Чёрное, Азовское, Балтийское и Белое моря.
В СССР построены и строятся (1970) крупнейшие ГЭС в мире: Саяно-Шушенская и Красноярская на р. Енисей, Братская им. 50-летия Великого Октября и Усть-Илимская на р. Ангара, Нурекская на р. Вахш, Волжская им. 22-го съезда КПСС, Волжская им. В. И. Ленина.