ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЭНЕРГЕТИКИ КЫРГЫЗСТАНА

Владимир ЮРИКОВ
Татьяна ШЕСТОПАЛОВА


Владимир Юриков, кандидат технических наук, доцент кафедры "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии", декан естественно-технического факультета Кыргызско-российского Славянского университета (Кыргызская Республика)

Татьяна Шестопалова, старший преподаватель кафедры "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии" Кыргызско-российского Славянского университета (Кыргызская Республика)


Становление Кыргызстана как суверенного государства, коренные изменения его социально-политического устройства, экономического и геополитического положения, зависимость от импорта энергоносителей обусловили необходимость пересмотреть стратегию и тактику развития топливно-энергетического комплекса и в первую очередь — электроэнергетики. Сегодня она — единственный источник, способный полностью удовлетворить потребности республики. Особенно велика роль гидроэнергетики, работающей на практически неистощаемых водных ресурсах и способной за относительно короткий срок возместить вложенные в строительство средства. Только за счет развития возобновляемых источников возможно замещение дорогостоящих импортных энергоносителей — газа и топочного мазута, дальнейшее развитие производительных сил и т.п.

Современная энергосистема страны представлена 19 электростанциями общей мощностью 3,5 млн. кВт, в том числе 17 ГЭС и двумя ТЭЦ. Они связаны между собой и с потребителями линиями электропередачи, общая протяженность которых превышает 72 тыс. км. Трансформация электроэнергии осуществляется на 500 узловых подстанциях, напряжением 35—500 кВ, и более чем на 17 тыс. трансформаторных пунктах. Межсистемными линиями электропередачи, напряжением 110—500 кВ, энергосистема республики связана с энергосистемами Узбекистана, Таджикистана, Туркменистана, Южного Казахстана; входит, как составная часть, в Объединенную энергосистему Средней Азии и Южного Казахстана. Энергосистема обеспечивает электрической и тепловой энергией свыше 974 тысяч потребителей, из которых 97% — население.

Централизованное теплоснабжение налажено в городах: Бишкек, Ош, Каракол, Кызыл-Кыя и Кара-Куль. В остальных городах и поселках действуют ведомственные котельные.

Основными потребителями тепловой и электрической энергии являются промышленность, коммунально-бытовой сектор, сельское хозяйство, строительство и транспорт. С 1992 года электроэнергию экспортируют в Китайскую Народную Республику. Идет активный поиск рынка сбыта и в другие зарубежные страны.

Дальнейшее направление развития энергетики Кыргызстана — развитие гидроэнергетики, использующей вечно возобновляемые водно-энергетические ресурсы. Основными источниками финансирования этих проектов должны стать как внутренние средства, так и привлечение иностранных инвестиций.

В республике много рек (самая большая и многоводная из них Нарын) и речушек, пополняющих свои запасы в период таяния снега и ледников, что позволяет строить большие и малые гидроэлектростанции. Протекая в горах Тянь-Шаня, река Нарын имеет весьма неравномерный сток, который в створе Токтогульского гидроузла колеблется от 8,5 до 23 млрд. м3 воды в год. Важная веха в развитии энергетики — строительство Уч-Курганской ГЭС, которая была введена в эксплуатацию 5 ноября 1962 года и стала первой в Нарынском каскаде.

Создание Уч-Курганского гидроузла имеет большое значение для народного хозяйства Центральной Азии. Этот энерго-ирригационный комплекс обеспечил возможность дополнительно оросить 45 тыс. га новых земель. В составе гидроузла здание ГЭС, водосливная плотина, левобережная земляная плотина, левобережный и правобережный ирригационные водовыпуски и открытое распределительное устройство на 110 кВ. Гидроэлектростанция мощностью 180 МВт, при расчетном напоре 25,8 м и расходе через одну турбину 186 м3/с воды, вырабатывает 820 млн. кВт·ч электроэнергии в год.

В том же 1962 году "Нарынгидроэнергострой" приступил к строительству одной из самых крупных гидроэлектростанций каскада — Токтогульской ГЭС, которая по своему назначению является комплексным ирригационно-энергетическим гидроузлом. Почти всю свою воду Нарын отдает на орошение плодородной Ферганской долины. Токтогульское водохранилище объемом 19 млрд. м3, сооружено в обширной Кетмень-Тюбинской впадине. Оно позволило осуществить многолетнее регулирование стока Нарына, влияние которого распространяется на весь бассейн реки Сырдарьи. Створ гидроузла расположен в узком скалистом каньоне, глубина которого достигает 1 500 м, а крутизна склонов составляет 65—75º. На гидроэлектростанции установлены радиально-осевые турбины с диаметром рабочих колес 5,35 м, работающие при напорах от 110 до 180 м. Гидрогенераторы зонтичного исполнения с воздушным охлаждением мощностью по 300 МВт. Гидроэлектростанция мощностью 1 200 МВт вырабатывает 4,4 млрд. кВт·ч в год.

Основные объемы работ по гидроузлу связаны с укладкой бетона, поэтому на строительстве было создано мощное бетонное хозяйство, обеспечившее большое количество рабочих мест. Его основу составляют гравийно-сортировочный завод с годовой производительностью 1 800 тыс. м3 и автоматизированный бетонный завод, имеющий две секции, в каждой из которых оборудовано по четыре усовершенствованных бетономешалки емкостью 2 400 л.

Одновременно с гидроузлом полным ходом строили жилье, культурно-бытовые объекты, обустраивали зоны отдыха. Маленький поселок гидростроителей, начинавшийся с палаток, вырос в современный город Кара-Куль, в котором есть два кинотеатра, дворец культуры "Энергетик" на 600 мест, три школы, вечерние техникум и институт.

Завершив строительство Токтогульской ГЭС, коллектив "Нарынгидроэнергостроя" приступил к сооружению Курпсайского гидроузла. Это комплекс, в который входят электростанция мощностью 800 тыс. кВт и, бетонная гравитационная плотина высотой 113 м с поверхностным и глубинным водосбросами. Сейсмичность района строительства — девять баллов. Курпсайская ГЭС предназначена для покрытия пиковых нагрузок в Объединенной энергосистеме Центральной Азии и работает на стоке реки Нарын, зарегулированном водохранилищем Токтогульской ГЭС. В здании электростанции установлены четыре гидроагрегата мощностью по 200 тыс. кВт, а четыре силовых трансформатора располагаются между плотиной и зданием станции.

В 18 км ниже Курпсайского гидроузла на реке Нарын возведена Ташкумырская гидроэлектростанция. В ее здании установлены три радиально-осевые турбины с рабочими колесами диаметром 6,2 м и вертикальные синхронные генераторы мощностью по 150 МВт. Выдача мощности в энергосистему осуществляется по двум линиям 220 кВ через открытое распределительное устройство (ОРУ) 220 кВ. Кабельная связь между зданием ГЭС и ОРУ осуществляется по проходному туннелю.

Ниже устья реки Карасу расположен створ Шамалдысайского гидроузла. Долина реки Нарын на участке Шамалдысайской ГЭС трапецеидальной формы, левый берег обрывистый, высотой 20—30 м, правый — пологий. Ширина русла 100 м. Максимальный расчетный расход воды для эксплуатационного периода в створе Шамалдысайской ГЭС — 4 125 м3/с. В гидроузел входят: здание ГЭС с донными водосбросами, плотина, открытое распредустройство 220 и 110 кВ и т.д. В здании станции установлены три поворотно-лопастные турбины с рабочими колесами диаметром 6,8 м и вертикальные синхронные генераторы мощностью по 80 МВт. На бычках отсасывающих труб — повышающие трансформаторы.

В высокогорном районе Центрального Тянь-Шаня, на реке Атбаши, притоке Нарына, возведен Атбашинский гидроузел. Его электростанция, мощностью 40 МВт, вырабатывает 160 млн. кВт·ч электроэнергии в год, по воздушной высоковольтной линии напряжением 110 и 35 кВ ее передают в энергосистему.

До создания каскада Нарынских ГЭС сельскохозяйственные угодья Ферганской долины находились под влиянием сложных климатических условий. В период таяния снегов и ледников в горах река Нарын выходила из берегов, от водной стихии страдали засаженные поля и жилые поселки. После спада воды людям приходилось восстанавливать все, что она разрушила, а впереди их ждало жаркое и сухое южное лето. С созданием каскада Нарынских ГЭС эти проблемы ушли в прошлое. Плотины гидроузлов сдерживают натиск воды в паводковый период, создавая огромные ее запасы, которые в период сухостоя обильно орошают земли.

Кыргызстан располагает значительным энергопотенциалом малых рек (ориентировочно 5—8 млрд. кВт·ч в год), использование которого, особенно в горах, позволит эффективно решать локальные задачи энергоснабжения потребителей отдаленных районов. МикроГЭС в отдельных случаях должны одновременно обеспечивать потребителей теплом и электроэнергией. Поэтому создание и широкое использование технологичных и простых в обслуживании микроГЭС различных модификаций позволяет решать не только энергетические, но и социальные задачи.

Гидроресурсы малых рек освоены менее чем на 2%. Кроме того, для производства электроэнергии не используются возможности ирригационных водохранилищ и многочисленных каналов.

АО "Кыргызэнерго" эксплуатирует девять малых гидроэлектростанций, расположенных на ирригационных каналах, восемь из них — это каскад Аламединских и Быстровская ГЭС, суммарная установленная мощность которых — 38,5 МВт, среднегодовая выработка — 120 млн. кВт·ч, что составляет 1% от выработки всех ГЭС. Одна из них — Калининская, мощностью 1,4 МВт — передана в аренду Кыргызско-францзскому совместному обществу с ограниченной ответственностью.

Все действующие малые ГЭС эксплуатируются по 50—70 лет. Для обеспечения надежности сооружений и повышения эффективности эксплуатации этих станций, а также на их реконструкцию и модернизацию требуются значительные средства. В 1994—1995 годах по программе ТАСИС группа консультантов и специалисты АО "Кыргызэнерго" подготовили отчет о необходимых ремонтных работах на малых ГЭС, стоимость которых на каскаде Аламединских ГЭС — 8,4 млн. долл.

В четвертом квартале 1998 года по распоряжению президента республики создана рабочая группа, в которую вошли представители АО "Кыргызэнерго" и КНТЦ "Энергия". Они разработали "Программу развития малой гидроэнергетики в Кыргызской Республике на период 1999—2005 гг.".

Развитие малой гидроэнергетики предлагается вести по четырем основным направлениям. Первое (ближайший период) — реконструкция и модернизация существующих малых ГЭС: каскада Аламединских (8 станций) и Быстровской ГЭС. Затраты — 10,2 млн. долл., срок окупаемости при тарифе на электроэнергию 2 цента/кВт·ч — 5 лет. Второе — восстановление существовавших ранее малых ГЭС (39 станций мощностью 22 МВт). На первом этапе (до 2005 г.) предлагается восстановить 20 малых ГЭС (мощностью 18,6 МВт). Затраты составят 7,89 млн. долл. Себестоимость выработки на этих станциях 8,1—28,1 тыйына/кВт·ч (100 тыйын = 1 сом; по курсу на конец марта 2001 г. один доллар стоил 49,4 сома). Третье направление — строительство 97 новых ГЭС, в том числе: до 2005 года — 26, их общая мощность — 69 МВт, среднегодовая выработка — 350 млн. кВт·ч, а также ГЭС Чон-Аксу мощностью 10 МВт и среднегодовой выработкой 60 млн. кВт·ч. Затраты на строительство первоочередных ГЭС составят 105,7 млн. долл., себестоимость выработки электроэнергии — 13,1—13,6 тыйына/кВт·ч. Четвертое направление предусматривает строительство четырех станций в более отдаленной перспективе (после 2005 г.). Это две Сандалашские, Ойтальская и Дарауткурганская ГЭС общей мощностью 93,5 МВт и среднегодовой выработкой порядка 500 млн. кВт·ч. Кроме того, на существующих водохранилищах после 2005 года предполагается строительство еще семи ГЭС общей мощностью 73,8 МВт и среднегодовой выработкой 207,5 млн. кВт·ч. Прогнозируемые затраты — 88,2 млн. долл. А строительство первоочередных из них — Ортотокойской и Кировской, общей мощностью 42 МВт и среднегодовой выработкой 117,3 млн. кВт·ч — обойдется в 50 млн. долл. Однако себестоимость электроэнергии на этих станциях составит соответственно 5,15 и 3,05 цента/кВт·ч, что явно неприемлемо в существующих условиях.

Отсутствие собственных средств предопределяет привлечение инвестиций и кредитов. Для реализации программы предполагается решить следующие задачи: сегментация малой гидроэнергетики как отрасли, которая будет работать на принципах корпоративного управления; привлечение местных предприятий — производителей оборудования и комплектующих изделий для электростанций; создание "Схемы развития малых ГЭС в республике". Кроме того, предусматривается разработка технико-экономических обоснований, бизнес-планов, технических проектов; подготовка предложений по ценообразованию и созданию условий для привлечения инвестиций; государственная поддержка новой отрасли в период ее становления; разработка положения по порядку взаимоотношений с местными администрациями (водопользование, отвод земель и т.д.), а также по условиям взаимоотношений с предприятиями — производителями электроэнергии и владельцами электросетей для обеспечения беспрепятственного транзита электроэнергии и доступа к любым потребителям; возможность экспорта электроэнергии.

Для реализации этих мероприятий можно широко использовать оборудование, изготавливаемое в странах СНГ. Его стоимость вдвое ниже, чем в дальнем зарубежье.

Использование ресурсов малых ГЭС позволит увеличить выработку электроэнергии, повысить электровооруженность отдаленных потребителей, снизить расходы топлива, решить многие вопросы социально-экономического развития региона.

Исследованиями установлено, что малые водохранилища к тому же биологические очистные сооружения и способствуют увеличению содержания в воде нижнего бьефа кислорода, азота, уменьшению содержания углекислоты. Насыщение кислородом воды ниже малых ГЭС улучшает условия обитания рыб, уменьшая вредное воздействие на них, снижая зимние и летние заморы. Жизнь показывает, что характер использования малых водохранилищ в процессе эксплуатации меняется. Вокруг них появляются санатории, зоны и базы отдыха, туристские и спортивные комплексы.

По данным акционерного общества "Кыргызэнерго", общая выработка электроэнергии в Кыргызстане в 1999 году составила 13,12 млрд. кВт·ч, из них на долю гидроэлектростанций приходится 92,5%, а тепловых — 7,47% (Бишкекская ТЭЦ — 7,0%). Экспорт электроэнергии в Узбекистан — 7,39%, в Казахстан — 6,14%.

Краткая характеристика гидростанций Кыргызстана

Название ГЭС Установленная мощность, тыс. кВт Среднегодовая выработка, млн. кВт·ч
Нарынский каскад
1. Токтогульская 1 200 4 400
2. Курпсайская 800 2 630
3. Ташкумырская 450 1 555
4. Шамалдысайская 240 902
5.Учкурганская 180 820
6. Атбашинская 40 165
ИТОГО: 2 910 тыс. кВт 10,47 млрд. кВт·ч
Малые ГЭС
1. Быстровская 8,7 46
2. Лебединовская 7,6 65
3. Калининская 1,48 6
4. Аламединская (АГЭС) №1 2,2 18
5. АГЭС № 2 2,5 20
6. АГЭС № 3 2,14 20
7. АГЭС № 4 2,14 17
8. АГЭС № 5 6,42 23
9. АГЭС № 6 6,42 23
10. малая АГЭС 0,41 2
ИТОГО: 40,0 тыс. кВт 240 млн. кВт·ч
ВСЕГО: 2 950 тыс. кВт 10,72 млрд. кВт·ч

Несмотря на ежегодно увеличивающееся потребление электроэнергии на душу населения, оно в республике значительно ниже, чем в других странах СНГ. В связи с этим правительство разработало программу "О приоритетном развитии энергетического комплекса Республики Кыргызстан", в которой предлагается считать государственную энергетическую политику одним из основных направлений экономического развития страны. Задача на ближайшие годы: завершить строительство Шамалдысайской ГЭС, довести до проектных показателей мощности Ташкумырской ГЭС, а в более отдаленной перспективе — закончить сооружение Камбаратинских ГЭС.

Из других задач наиболее важные — строительство линий электропередачи и развитие нетрадиционной энергетики, широко использующей возобновляемые источники энергии — солнце и ветер.

В последние годы в республике ведутся активные изыскания в этом направлении. При Академии наук Кыргызстана организован "Центр проблем использования возобновляемых источников энергии", сотрудники которого провели исследования территории республики с учетом возможностей эксплуатации энергии ветра и солнца. Отметим, что полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля, урана и других ресурсов. Вместе с тем потребление невозобновляемых энергоресурсов увеличивается гигантскими темпами. При относительно низкой оплате, не отражающей реальные совокупные затраты общества на такие ресурсы, это, по существу означает жизнь взаймы, то есть мы берем кредиты у будущих поколений, которым энергия по столь незначительной цене не будет доступна.

Выбросы тепловых электростанций состоят в основном из углекислого газа, что вызывает тепличный эффект, изменение климата и приводит к засухе. Другие выбросы — оксиды серы и азота — в атмосфере превращаются в серную и азотные кислоты и возвращаются на землю со снегом или в виде кислотных дождей. Повышенная кислотность воды приводит к снижению плодородия почвы, уменьшению рыбных запасов и высыханию лесов, повреждению строительных конструкций и зданий. Токсичные тяжелые металлы: кадмий, ртуть, свинец — могут растворяться кислотами и попадать в питьевую воду и сельскохозяйственные продукты.

Наши и зарубежные оценки прямых социальных затрат, связанных с вредным воздействием электростанций, включая болезни и снижение продолжительности жизни людей, оплату медицинского обслуживания, потери в промышленности и сельском хозяйстве, восстановление лесов и ремонт зданий в результате загрязнения воздуха, воды и почвы, составляют около 75% мировых цен на топливо и энергию.

Однако в энергетике есть альтернативные технологии, которые в основном используют возобновляемые энергоресурсы: электрофизические методы получения солнечного кремния из природно-чистых кварцитов, солнечные фотоэлектрические станции, солнечно-топливные тепловые электростанции с концентраторами, безнапорные и малонапорные микро- и мини ГЭС, энергосберегающие технологии для солнечного дома, ветровые электростанции, газ, моторное топливо и электроэнергия из биомассы.

Солнечные электростанции можно использовать для решения как локальных энергетических задач, так и глобальных проблем энергетики. Одна из наиболее перспективных технологий — создание фотоэлектрических станций с солнечными элементами на основе кремния, которые преобразуют в электрическую энергию прямую и рассеянную составляющие солнечной радиации.

Солнечное теплоснабжение в технологическом плане — простое и наиболее подготовленное к широкому распространению направление. В Центральной Азии, на Кавказе, в южных регионах России и Украины и в некоторых других районах СНГ климатические условия наиболее благоприятны для сооружения таких систем. До 50% населения проживает здесь в сельской местности. Исследования показали, что при существующих ценах на традиционное органическое топливо солнечную энергию наиболее целесообразно использовать в системах горячего водоснабжения потребителей, не подключенных к централизованным источникам тепла, а также для сезонных, в том числе и сельскохозяйственных сооружений (теплицы, опреснители минерализованных вод, сушилки и т.д.). Опыт эксплуатации подобных систем показал, что (в зависимости от климатических условий района) они экономят 40—60% годового расхода органического топлива. Энергия, получаемая в течение года с 1 м2 солнечного коллектора, дает возможность отказаться от сжигания 100—120 кг условного топлива.

В Кыргызстане по 300 солнечных дней в году, что создает почти идеальные условия для использования энергии солнца.

Второй большой возобновляемый источник энергии, которую можно использовать почти во всех районах планеты — ветер. Здесь есть два основных направления: сооружение относительно небольших установок (мощностью до 15 кВт, а в большинстве случаев — меньшей мощности), предназначенных, главным образом, для подъема и перекачки воды, а также для подзарядки электрических аккумуляторов; разработка и создание более мощных ветродвигателей для производства электроэнергии. На высотах более 3 000 м преобладают западные воздушные течения, приносящие в республику большую часть осадков. Эти течения можно успешно использовать в ветроэнергетике.

При приближении к мировым ценам становятся экономически приемлемыми технологии получения газа и моторного топлива из биомассы. Например, опыты показывают, что фермер, имеющий посевы рапса и рапсовое масло, может быть независимым от поставок моторного топлива.

Каждая страна располагает большими потенциальными возможностями в переработке отходов сельского хозяйства, промышленности, осадков городских сточных вод и твердых бытовых отходов. В странах СНГ ежегодно образуется до 500 млн. т таких отходов (масса сухого вещества). Полная их переработка методами биотехнологической конверсии может дать до 150 млн. т условного топлива. Сегодня существуют разнообразные установки для переработки отходов животноводства, птицеводства и осадков городских сточных вод. Утвержден их типоразмерный ряд, который охватывает используемые типы животноводческих комплексов и городских очистных станций. Изыскания по этим проблемам ведутся и в Кыргызстане.

Использование энергии солнца и ветра — новое направление для республики, а так как возможности здесь огромны, то необходимы квалифицированные специалисты в этой области. В 1995 году в Кыргызско-российском Славянском университете открыта кафедра "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии". Учебный план составлен на основании государственного стандарта специальности "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии" Российской Федерации, но за счет часов, устанавливаемых вузом, укомплектован дисциплинами ("Передача и распределение электроэнергии", "Электроснабжение", "Автоматизированные привода производственных механизмов" и др.), которые дают возможность будущим специалистам найти себя во всех направлениях электроэнергетики. В 2000 году кафедра выпустила первую группу высококвалифицированных специалистов. Все выпускники (15 человек), несмотря на энергетический кризис в республике, определены на работу по специальности.

Конечно же, во все времена был и остается актуальным вопрос о рациональном использовании электроэнергии. Наиболее эффективно исследовать эту проблему и действовать на основе полученных результатов можно в промышленности, особенно в приоритетных ее отраслях. И весьма трудно поддается анализу потребление электроэнергии в бытовом секторе.

Пока же в большинстве случаев на промышленных предприятиях удельные расходы электроэнергии на единицу продукции определяются без должного технического обоснования в виде средних статистических величин, отражающих фактический уровень электроснабжения. Иногда удельные расходы электроэнергии устанавливают как статистические величины, соответствующие некоторым средним и неизменным условиям производства и режиму работы вне связи с внешними факторами производства, от которых зависит расход электроэнергии. Кроме того, на многих предприятиях используют косвенные единицы нормирования расхода, например на единицу стоимости выпускаемой продукции.

В связи с изменяющимися формами хозяйствования (в Кыргызстане хорошо развита легкая промышленность, причем при сложившейся региональной сырьевой базе это наиболее перспективная в республике отрасль) возникла необходимость усовершенствовать подходы к нормированию потребления электроэнергии. Особенность предприятий легкой промышленности — обширная номенклатура выпускаемой продукции, насчитывающая несколько десятков наименований. Ученые разработали методику определения удельных расходов электроэнергии на производственную группу, задействованную в технологическом комплексе.

Удельное нормирование электроэнергии должно занять соответствующее место в современных рыночных отношениях и привести в конечном счете к наиболее рациональному расходу электроэнергии и удешевлению выпускаемой продукции.


SCImago Journal & Country Rank
Реклама UP - ВВЕРХ E-MAIL