Гидроэнергетические и другие энергетические проекты

Общие положения. Человек всегда использовал энергию воды. Первое упоминание о ее применении в качестве механической силы восходит к греческой мифологии и связано с Геркулесом, который с помощью энергии речной воды чистил Авгиевы конюшни.

Движущая сила воды издавна преобразовывалась в механическую энергию для использования на водяных мельницах и фабриках. С момента появления электричества в конце XIX века стало возможным преобразование гидроэнергии в электроэнергию, которая может проще передаваться потребителям, находящимся на достаточно больших расстояниях от места ее производства. Потребление электричества, полученного на гидроэлектростанциях, быстрыми темпами росло в XX веке и, по оценкам на сегодняшний день, продолжит расти в будущем.

Преобразование движущей силы воды возможно двумя способами:
- использовать русловой речной сток (скорость текущей в русле водяной массы);
- использовать снижение гидравлического напора, что представляет собой преобразование потенциальной энергии в кинетическую энергию за счет изменения высоты.

Кроме этого, вода используется в энергетике для охлаждения на тепловых электростанциях, работающих на угле, мазуте, а также на ядерном топливе. При выработке термодинамической энергии вода требуется практически на всех технологических этапах — от бурения испытательных скважин при добыче нефти и газа до превращения ископаемого и ядерного топлива в электрическую энергию на тепловых электростанциях.

Важнейшее различие между производством электричества на гидро- и тепловых электростанциях заключается в характере водопотребления. На тепловых электростанциях вода будет использоваться для охлаждения: часть воды будет испаряться вырабатывающей энергию системой, а часть, имеющая температуру выше температуры забора, — отводиться.

Гидроэлектростанция возвращает в окружающую среду количество воды, равное объему забора, за вычетом потерь на испарение из водохранилищ, но, как правило, с гидрологическими характеристиками, несколько отличными от естественных.

В бассейновом менеджменте на его ранних стадиях следует рассматривать каскады электростанций различного типа ввиду потенциально возможных конфликтов, связанных с интересами водопользователей. Последствия размещения этих установок различны: изменение стока, термальное загрязнение вод, сокращение видов рыб, испарение, отведение вод из водосборного бассейна или переброска в него, риск загрязнения и т. д.

Гидроэлектроэнергия. Гидроэлектроэнергия — это возобновляемый вид энергии, первоначально получаемый от солнца, которое определяет непрерывность гидрологического цикла (круговорота воды), обуславливающего течение вод в реках на протяжении тысячелетий.

Гидроэлектроэнергетика использует эту энергию без какого-либо существенного изменения их количества и, следовательно, может быть охарактеризована как устойчивая энергетика в соответствии с определением устойчивого развития, данным Всемирной комиссией ООН по окружающей среде и развитию: «...развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, не подрывая способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности».

Гидроэнергетические установки разнообразны не только из-за различия природных условий, к которым они должны быть адаптированы, но также из-за разнообразия обстоятельств, связанных с выработкой энергии и ее использованием. Гидроэлектростанция часто эксплуатируется в составе многоцелевого проекта, который предназначен для решения широкого круга водохозяйственных задач, например: регулирования паводков, судоходства, ирригации, городского и промышленного водоснабжения, рекреации, а также разведения рыб и диких животных. Более подробная информация о многоцелевых проектах содержится в разделе 4.1.

Проект редко ограничивается конкретной местностью. В большинстве случаев он затрагивает весь водосборный бассейн, вовлекая региональные, национальные и международные интересы. На стадии планирования любого проекта должны учитываться все водохозяйственные потребности региона и рассматриваться пути удовлетворения этих потребностей.

Воздействие предлагаемого гидроэнергетического строительства на природные ресурсы и возможности удовлетворения различных потребностей региона, а также его потенциал удовлетворить эти потребности должны быть тщательно оценены.

Несмотря на то что масштабы гидроэнергетических проектов за последнее столетие значительное выросли, небольшие гидроэлектростанции мощностью до нескольких мегаватт (МВт) могут вырабатывать дешевую энергию, будучи размещенными на малых водотоках, или часто могут быть интегрированы в комплекс существующих плотин или искусственных водных путей.