Статьи
Тенденции и перспективы развития малой гидроэнергетики в мире
Суммарные мировые инвестиции в малую гидроэнергетику в 2006 году составили около $6 млрд. Средняя стоимость строительства малых гидроэлектростанций составила от $1,5 до $2,5 тыс. за 1 кВт установленной мощности.
В Швейцарии доля производства электроэнергии на МГЭС достигла 8,3%, в Испании – 2,8%, в Швеции – почти 3%, а в Австрии – 10%. Лидирующие позиции по совокупным генерирующим мощностям МГЭС занимают: Китай (47 ГВт), Япония (4 ГВт), США (3,4 ГВт), Италия и Бразилия.
По данным ESHA (European Small Hydropower Association), в 2010 году суммарная установленная мощность МГЭС в мире составила 87 ГВт.
Источник: WEO, 2008
Развитие гидроэнергетики имеет долгосрочные экономические преимущества, прежде всего с позиции возможности ее диверсификации, более эффективного и многоцелевого использования гидроэнергетического потенциала не только крупных, но и малых рек. Это направление ускоренно формируется в развитых и развивающихся странах, особенно в сельской местности, в районах, удаленных от энергосистем. Строительство МГЭС имеет также широкие перспективы развития в различных регионах мира с трансграничными речными бассейнами. Малая гидроэнергетика свободна от многих недостатков крупных ГЭС и признана одним из наиболее экономичных и экологически безопасных способов получения электроэнергии, особенно при использовании небольших водотоков.
Преимущества МГЭС:
- смягчение влияния глобального изменения климата на окружающую среду за счет снижения выбросов СО2;
- эффективные технологии;
- минимальные площади затопления и застройки;
- местное и региональное развитие;
- помощь в обслуживании речного бассейна;
- электрификация сельских территорий;
- небольшой срок окупаемости.
При строительстве и эксплуатации МГЭС сохраняется природный ландшафт, практически отсутствует нагрузка на экосистему. К преимуществам малой гидроэнергетики - по сравнению с электростанциями на ископаемом топливе - можно также отнести: низкую себестоимость электроэнергии и эксплуатационные затраты, относительно недорогую замену оборудования, более длительный срок службы ГЭС (40–50 лет), комплексное использование водных ресурсов (электроэнергетика, водоснабжение, мелиорация, охрана вод, рыбное хозяйство).
В настоящее время нет общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции. Однако во многих странах в качестве основной характеристики такой ГЭС принята ее установленная мощность. К малым, как правило, относятся ГЭС мощностью до 10 МВт (в некоторых странах до 50 МВт).
В 2008 году инвестиционные затраты ГЭС (>10 МВт) оценивались в диапазоне от $1750 до $6250 за 1 кВт установленной мощности и в среднем составляли около $4 тыс. за 1 кВт.
Инвестиционные затраты МГЭС (1–10 МВт) и очень малых ГЭС (≤1 МВт) могут варьироваться от $2000 до $7500 за 1 кВт и от $2500 до $10000 за 1 кВт, соответственно, и составлять для указанных видов ГЭС в среднем $4500-5000 за 1 кВт.
Расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание гидроэнергетики составляют от 1.5 до 2.5% инвестиционной стоимости в год. В результате общая стоимость генерации для крупных ГЭС может составлять $40–110 за 1 MВт (в среднем $75 за 1 MВт); для МГЭС – $45 и $120 за 1 MВт (в среднем $83) и для микроГЭС – от $55 до $185 за 1 MВт (в среднем $90).
Эксплуатационные расходы и техническое обслуживание (ЭР и ТО) гидроэнергетики составляют от 1.5 до 2.5% инвестиционной стоимости в год. В результате общая стоимость генерации для крупных ГЭС может быть 40–110 $/MВт (в среднем 75 $/MВт); для МГЭС – 45 и 120 $/MВт (в среднем 83 $/MВт) и для микроГЭС – от 55 до 185 $/MВт (в среднем 90 $/MВт).
Технико-экономические и прогнозные показатели малой гидроэнергетики приведены в таблице 2.
Таблица 2. Технико-экономические и прогнозные показатели малой гидроэнергетики
Источник: ETSAP, 2010
В Китае к малым относятся ГЭС мощностью от 1 до 50 МВт, они играют важную роль в обеспечении электроэнергией сельских районов: 45 тыс. малых гидросооружений вырабатывают 70 млрд кВт.ч для 300 млн сельских жителей. Следуя планам расширения использования малой гидроэнергетики, в ближайшие годы Китай инвестирует в ее развитие $16,5 млрд. В результате количество уездов, в которых будут построены такие объекты, возрастет с 300 до 782. Значительная их часть работает в комплексе с ирригационными сооружениями. Развитию малой гидроэнергетики в стране и распространению опыта Китая в этой области способствует международный центр МГЭС, созданный правительством страны, ЮНИДО и ПРООН в Ханчжоу (провинция Чжезян, Восточный Китай). В рамках программы электрификации (The China Township Electrification Program) до 2005 года в Китае была проведена электрификация 1000 поселков, в том числе благодаря строительству малых гидроэлектростанций.
В сфере использования возобновляемых источников энергии страна постепенно завоевывает лидирующие позиции в мире. К 2015 году Китай планирует построить 60 крупных гидроэлектростанций (ГЭС) и довести суммарную установленную мощность ГЭС страны до 260 ГВт, а к 2020 году – до 300 ГВт. Центр производства оборудования для малых гидроэлектростанций постепенно смещается в Китай, который обеспечивает значительную долю его мирового выпуска.
Развитию малой гидроэнергетики уделяется значительное внимание и в других странах.
В 2010 году установленные мощности МГЭС Евросоюза достигли 14 ГВт, из которых 21% - мощность МГЭС в Италии, 17% - во Франции, 16% - в Испании, 2% - в Польше и Чехословакии.
Удельные затраты на строительство малых гидроэлектростанций при их индивидуальном проектировании и возведении нередко могут превышать удельные затраты на строительство крупных ГЭС. Вместе с тем опыт проектирования и строительства различных малых гидроузлов все же позволяет говорить о возможности значительного снижения удельной стоимости вводимых мощностей при условии типового проектирования, унификации оборудования, применения местных материалов. В странах Евросоюза, принимая во внимание эти факторы, расширяют использование гидроэнергетических ресурсов малых рек.
Рисунок 1. Суммарные мощности* МГЭС по странам мира
*Примечание: в суммарной мощности МГЭС развивающихся стран учитывается Китай
Источник: REN21, 2008
Таблица 3. Сравнительные характеристики целесообразности развития МГЭС
Масштабы и темпы развития малой гидроэнергетики зависят от наличия и степени разработанности соответствующих технологий и, в конечном итоге, – от себестоимости получаемой энергии. Несмотря на то, что электроэнергия, вырабатываемая на крупных ГЭС, одна из самых дешевых, во многих странах, особенно развитых, рост мощностей крупной гидроэнергетики в последние годы сдерживается по ряду объективных причин. К ним можно отнести, в первую очередь, необходимость привлечения значительных и долгосрочных инвестиций, высокие затраты на компенсационные природоохранные и социальные мероприятия, длительный срок строительства, высокий уровень исчерпания технически доступного и экономически обоснованного гидроэнергопотенциала.
На рынке крупных ГЭС выделяют несколько производителей основного оборудования и большое число поставщиков вспомогательных компонентов и систем. Рынок малых гидросооружений, напротив, представлен значительным количеством производителей современного унифицированного оборудования для малых гидрообъектов. Конструкции, применяемые при создании таких агрегатов, весьма разнообразны: радиально-осевые, пропеллерные, ковшовые. Выбор типоразмера агрегата зависит от величин напора и расхода воды и в ряде случаев требует индивидуального проектирования МГЭС.
Малые гидроэлектростанции могут эксплуатироваться до 50 лет без существенных затрат на замену оборудования. Инвестиционные затраты на строительство ГЭС имеют значительные различия между промышленно развитыми и развивающимися странами. В развивающихся странах, например, в связи с низкой стоимостью рабочей силы затраты на общестроительные работы существенно меньше, чем в промышленно развитых странах. При условно равной стоимости оборудования и монтажных работ строительство гидроэнергетического комплекса в развивающихся странах может быть экономически более оправданным, чем в развитых странах.
1 Фев 2012
По прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА), среднегодовой темп роста производства электроэнергии на крупных ГЭС в 2007–2030 годах составит 2%, к 2030-му производство энергии на них превысит 4380 ТВт.ч. При этом доля крупных гидроэлектростанций на общем мировом рынке электроэнергии снизится до 12,4% (WEO, 2008).
Прогнозные сценарии развития мировой гидроэнергетики также предсказывают увеличение установленной мощности ГЭС до 1700 ГВт к 2050-му. На будущем гидроэнергетики могут сказаться последствия (и негативные, и позитивные) глобального изменения климата, что требует проведения соответствующих исследований и принятия адаптационных мер. Серьезным препятствием для продвижения гидроэнергетики развивающихся стран в бассейнах трансграничных рек является недостаточная урегулированность вопросов совместного водопользования. Однако это касается в основном строительства крупных гидрообъектов. С 2001 по 2006 гг. среднегодовые темпы роста мощностей малой гидроэнергетики в мире составляли 7%. К 2006 году их уровень достиг 73 ГВт, а выпуск энергии на них – более 250 ТВт.ч.
Суммарные мировые инвестиции в малую гидроэнергетику в 2006 году составили около $6 млрд. Средняя стоимость строительства малых гидроэлектростанций составила от $1,5 до $2,5 тыс. за 1 кВт установленной мощности.
В Швейцарии доля производства электроэнергии на МГЭС достигла 8,3%, в Испании – 2,8%, в Швеции – почти 3%, а в Австрии – 10%. Лидирующие позиции по совокупным генерирующим мощностям МГЭС занимают: Китай (47 ГВт), Япония (4 ГВт), США (3,4 ГВт), Италия и Бразилия.
По данным ESHA (European Small Hydropower Association), в 2010 году суммарная установленная мощность МГЭС в мире составила 87 ГВт.
Таблица 1. Доля гидроэнергетики, в том числе малой, в производстве электроэнергии в мире
Источник: WEO, 2008
Развитие гидроэнергетики имеет долгосрочные экономические преимущества, прежде всего с позиции возможности ее диверсификации, более эффективного и многоцелевого использования гидроэнергетического потенциала не только крупных, но и малых рек. Это направление ускоренно формируется в развитых и развивающихся странах, особенно в сельской местности, в районах, удаленных от энергосистем. Строительство МГЭС имеет также широкие перспективы развития в различных регионах мира с трансграничными речными бассейнами. Малая гидроэнергетика свободна от многих недостатков крупных ГЭС и признана одним из наиболее экономичных и экологически безопасных способов получения электроэнергии, особенно при использовании небольших водотоков.
Преимущества МГЭС:
- смягчение влияния глобального изменения климата на окружающую среду за счет снижения выбросов СО2;
- эффективные технологии;
- минимальные площади затопления и застройки;
- местное и региональное развитие;
- помощь в обслуживании речного бассейна;
- электрификация сельских территорий;
- небольшой срок окупаемости.
При строительстве и эксплуатации МГЭС сохраняется природный ландшафт, практически отсутствует нагрузка на экосистему. К преимуществам малой гидроэнергетики - по сравнению с электростанциями на ископаемом топливе - можно также отнести: низкую себестоимость электроэнергии и эксплуатационные затраты, относительно недорогую замену оборудования, более длительный срок службы ГЭС (40–50 лет), комплексное использование водных ресурсов (электроэнергетика, водоснабжение, мелиорация, охрана вод, рыбное хозяйство).
В настоящее время нет общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции. Однако во многих странах в качестве основной характеристики такой ГЭС принята ее установленная мощность. К малым, как правило, относятся ГЭС мощностью до 10 МВт (в некоторых странах до 50 МВт).
В 2008 году инвестиционные затраты ГЭС (>10 МВт) оценивались в диапазоне от $1750 до $6250 за 1 кВт установленной мощности и в среднем составляли около $4 тыс. за 1 кВт.
Инвестиционные затраты МГЭС (1–10 МВт) и очень малых ГЭС (≤1 МВт) могут варьироваться от $2000 до $7500 за 1 кВт и от $2500 до $10000 за 1 кВт, соответственно, и составлять для указанных видов ГЭС в среднем $4500-5000 за 1 кВт.
Расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание гидроэнергетики составляют от 1.5 до 2.5% инвестиционной стоимости в год. В результате общая стоимость генерации для крупных ГЭС может составлять $40–110 за 1 MВт (в среднем $75 за 1 MВт); для МГЭС – $45 и $120 за 1 MВт (в среднем $83) и для микроГЭС – от $55 до $185 за 1 MВт (в среднем $90).
Эксплуатационные расходы и техническое обслуживание (ЭР и ТО) гидроэнергетики составляют от 1.5 до 2.5% инвестиционной стоимости в год. В результате общая стоимость генерации для крупных ГЭС может быть 40–110 $/MВт (в среднем 75 $/MВт); для МГЭС – 45 и 120 $/MВт (в среднем 83 $/MВт) и для микроГЭС – от 55 до 185 $/MВт (в среднем 90 $/MВт).
Технико-экономические и прогнозные показатели малой гидроэнергетики приведены в таблице 2.
Таблица 2. Технико-экономические и прогнозные показатели малой гидроэнергетики
Источник: ETSAP, 2010
В Китае к малым относятся ГЭС мощностью от 1 до 50 МВт, они играют важную роль в обеспечении электроэнергией сельских районов: 45 тыс. малых гидросооружений вырабатывают 70 млрд кВт.ч для 300 млн сельских жителей. Следуя планам расширения использования малой гидроэнергетики, в ближайшие годы Китай инвестирует в ее развитие $16,5 млрд. В результате количество уездов, в которых будут построены такие объекты, возрастет с 300 до 782. Значительная их часть работает в комплексе с ирригационными сооружениями. Развитию малой гидроэнергетики в стране и распространению опыта Китая в этой области способствует международный центр МГЭС, созданный правительством страны, ЮНИДО и ПРООН в Ханчжоу (провинция Чжезян, Восточный Китай). В рамках программы электрификации (The China Township Electrification Program) до 2005 года в Китае была проведена электрификация 1000 поселков, в том числе благодаря строительству малых гидроэлектростанций.
В сфере использования возобновляемых источников энергии страна постепенно завоевывает лидирующие позиции в мире. К 2015 году Китай планирует построить 60 крупных гидроэлектростанций (ГЭС) и довести суммарную установленную мощность ГЭС страны до 260 ГВт, а к 2020 году – до 300 ГВт. Центр производства оборудования для малых гидроэлектростанций постепенно смещается в Китай, который обеспечивает значительную долю его мирового выпуска.
Развитию малой гидроэнергетики уделяется значительное внимание и в других странах.
В 2010 году установленные мощности МГЭС Евросоюза достигли 14 ГВт, из которых 21% - мощность МГЭС в Италии, 17% - во Франции, 16% - в Испании, 2% - в Польше и Чехословакии.
Удельные затраты на строительство малых гидроэлектростанций при их индивидуальном проектировании и возведении нередко могут превышать удельные затраты на строительство крупных ГЭС. Вместе с тем опыт проектирования и строительства различных малых гидроузлов все же позволяет говорить о возможности значительного снижения удельной стоимости вводимых мощностей при условии типового проектирования, унификации оборудования, применения местных материалов. В странах Евросоюза, принимая во внимание эти факторы, расширяют использование гидроэнергетических ресурсов малых рек.
Рисунок 1. Суммарные мощности* МГЭС по странам мира
*Примечание: в суммарной мощности МГЭС развивающихся стран учитывается Китай
Источник: REN21, 2008
Таблица 3. Сравнительные характеристики целесообразности развития МГЭС
Масштабы и темпы развития малой гидроэнергетики зависят от наличия и степени разработанности соответствующих технологий и, в конечном итоге, – от себестоимости получаемой энергии. Несмотря на то, что электроэнергия, вырабатываемая на крупных ГЭС, одна из самых дешевых, во многих странах, особенно развитых, рост мощностей крупной гидроэнергетики в последние годы сдерживается по ряду объективных причин. К ним можно отнести, в первую очередь, необходимость привлечения значительных и долгосрочных инвестиций, высокие затраты на компенсационные природоохранные и социальные мероприятия, длительный срок строительства, высокий уровень исчерпания технически доступного и экономически обоснованного гидроэнергопотенциала.
На рынке крупных ГЭС выделяют несколько производителей основного оборудования и большое число поставщиков вспомогательных компонентов и систем. Рынок малых гидросооружений, напротив, представлен значительным количеством производителей современного унифицированного оборудования для малых гидрообъектов. Конструкции, применяемые при создании таких агрегатов, весьма разнообразны: радиально-осевые, пропеллерные, ковшовые. Выбор типоразмера агрегата зависит от величин напора и расхода воды и в ряде случаев требует индивидуального проектирования МГЭС.
Малые гидроэлектростанции могут эксплуатироваться до 50 лет без существенных затрат на замену оборудования. Инвестиционные затраты на строительство ГЭС имеют значительные различия между промышленно развитыми и развивающимися странами. В развивающихся странах, например, в связи с низкой стоимостью рабочей силы затраты на общестроительные работы существенно меньше, чем в промышленно развитых странах. При условно равной стоимости оборудования и монтажных работ строительство гидроэнергетического комплекса в развивающихся странах может быть экономически более оправданным, чем в развитых странах.
С учетом ограниченности гидроресурсов в мире можно предположить, что в период до 2030 года темпы развития гидроэнергетики заметно снизятся, но при этом будет поддерживаться диверсификация малой гидроэнергетики. При темпе роста в 4.5–4.7% производство электроэнергии на малых ГЭС достигнет к 2030 году 770–780 ТВт.ч, что будет составлять более 2% всего производства электроэнергии в мире. Таким образом, можно сказать, что малая гидроэнергетика в обозримой перспективе останется одним из самых важных и конкурентоспособных возобновляемых источников энергии.
По материалам отраслевого обзора № 14 ЕБРР
«Современное состояние и перспективы развития малой гидроэнергетики в странах СНГ»
Начало активности (дата): 01.02.2012 12:11:00
