Сегодня в России насчитывается 2,5 млн малых рек — ежегодный потенциал российской малой гидрогенерации оценивается в размере 60 млрд кВт·ч, из которых используется не более 1%. Сток малых рек составляет около 50% общего стока рек. На территории бассейнов малых рек проживает до 44% городского населения и 90% сельского населения. Согласно ГОСТ Р 55260.4.1–2013 [1], к малым гидроэлектростанциям относятся ГЭС с установленной мощностью от 100 кВт до 25 МВт, и на текущий момент количество мини-ГЭС (МГЭС) в РФ составляет примерно 130 единиц: отечественная модель электрификации второй половины XX века сделала малую гидрогенерацию практически невостребованной, а современная тарификация — не слишком выгодной для собственника.
При этом малая гидроэнергетика за последние десятилетия заняла устойчивое положение в электроэнергетике многих стран мира. В ряде развитых стран установленная мощность малых ГЭС превышает 1 млн кВт (США, Канада, Швеция, Испания, Франция, Италия). Они используются как местные экологически безопасные источники энергии, работа которых приводит к экономии традиционного топлива и уменьшению эмиссию вредных газов. Лидирующая роль в развитии малой гидроэнергетики принадлежит КНР, где суммарная установленная мощность малых ГЭС превышает 20 ГВт. В России создание малых ГЭС, как автономных источников электроэнергии в изолированных энергетических узлах, может иметь огромное значение. При сравнительно низкой стоимости установленного 1 кВт·ч и умеренном инвестиционном цикле малые ГЭС позволяют дать электроэнергию удалённым от сетей потребителям или потребителям дорогой традиционной электроэнергии.
Сегодня интерес к малым ГЭС возобновился. Их экономические характеристики уступают крупным ГЭС, однако в их пользу работают следующие аргументы. Малая ГЭС может быть сооружена даже при дефиците капиталовложений у заказчика, используя схемы банковского проектного финансирования, заводских рассрочек, услуг лизинговых компаний и прочие финансовые механизмы.
ГЭС на реке Чемал в Республике Алтай (электрическая мощность 0,5 МВт)
Малая гидроэлектростанция, как правило, не требует сложных гидротехнических сооружений, в частности, больших водохранилищ, которые на равнинных реках приводят к большим площадям затоплений. Сегодняшние разработки малых ГЭС характеризуются полной автоматизацией, высокой надёжностью и длительным сроком эксплуатации не менее 50 лет. А при правильной эксплуатации и своевременном техническом обслуживании малые ГЭС могут работать бесконечно долго. Малые ГЭС позволяют эффективно использовать важный возобновляемый источник энергии — воду — в сравнении с другими типами ВИЭ. Солнечная и ветровая энергия не могут дать такой стабильной и предсказуемой выработки 24/7/365, как МГЭС. Солнце светит только несколько часов в сутки и в ясную погоду, а ветер вообще не обеспечивает стабильного напора в нужном месте, где смонтирована ветровая установка.
Историческая справка
Исторические факты свидетельствуют о том, что:
- в 1861 году на уральских заводах Российской империи работало свыше 1600 водяных колёс;
- к 1913 году в Российской империи насчитывали 78 малых ГЭС общей мощностью 8,4 МВт;
- с 1946 по 1952 годы в Советском Союзе было построено около 7000 МГЭС;
- каждый крупный колхоз в СССР имел свою малую гидростанцию;
- в России на сегодняшний момент успешно действуют более 130 МГЭС.
Барьеры развития малой гидроэнергетики
К барьерам развития малой гидроэнергетики можно отнести следующие факторы:
- отсутствие внятной и продуманной стратегии развития отрасли;
- административно-хозяйственные проблемы на федеральном и региональном уровнях;
- отсутствие нормативной базы для проектирования и создания оборудования;
- научно-технические проблемы (утрачены компетенции не только в производстве гидросилового оборудования для малых ГЭС, но и в строительстве гидросооружений для них).
Мобильная мини-ГЭС контейнерного типа SmarT компании Global Hydro Energy
Приоритетные направления развития малых ГЭС
Строительство новых малых ГЭС целесообразно в первую очередь в удалённых районах децентрализованного энергоснабжения с целью сокращения использования дорогого органического топлива и снижения углеродного следа. В настоящее время становятся популярными гибридные энергокомплексы для обеспечения энергоснабжения промышленных производств и населённых пунктов в удалённых и изолированных районах Дальнего Востока и Арктики. В состав таких гибридных энергокомплексов целесообразно включать малые гидростанции.
В качестве одного из примеров такого оборудования можно привести модели цифровых автоматизированных деривационных мобильных мини-ГЭС контейнерного типа — SmarT (МГЭС SmarT) производства австрийского завода гидроэнергетических технологий Global Hydro Energy со 100%-й локализацией в России.
МГЭС SmarT — это практический инструмент для освоения территорий Дальнего Востока и Крайнего Севера России, развития сельского хозяйства на территориях, не имеющих постоянного энергоснабжения, обеспечения дешёвой и экологически безопасной энергией изолированных труднодоступных территорий, обеспечения электроэнергией вахтовых поселков и производств нефтяников, газовиков, золотодобытчиков.
Дополнительный экономический эффект при реализации проектов строительства можно получить за счёт объединения МГЭС SmarT и предприятий производственного, инфраструктурного и логистического цикла в единый хозяйственный «активный энергокомплекс» (АЭК), позволяющий использовать электроэнергию по цене себестоимости.
Малая ГЭС в Чуйской области Республики Кыргызстан
Преимущества установки и использования мини-ГЭС
Мини-ГЭС имеют следующие выгоды:
1. Генерация происходит от возобновляемого источника, значительно более стабильного, чем ветер и солнечный свет.
2. Близость к конечному потребителю (энергетические потери на транспортировку минимальны).
3. Полное отсутствие выбросов в атмосферу, минимальное воздействие на водные бассейны.
4. В районах Дальнего Востока и Крайнего Севера МГЭС SmarT могут обеспечивать потребителей бесперебойно, устраняя зависимость от поставок ископаемого углеводородного топлива.
5. Возможность использования SmarT при низких температурах (имеется многолетний опыт эксплуатации SmarT в странах Арктической зоны: Норвегии, Канаде, Исландии, Швеции).
6. Себестоимость 1 кВт·ч, произведённого МГЭС SmarT, составляет 0,5–1,0 руб. вследствие низких эксплуатационных расходов и фактического отсутствия «топливной» составляющей в себестоимости производимой электроэнергии, поскольку вся вода, проходящая через гидроагрегаты, полностью возвращается в реку.
7. Быстрая окупаемость МГЭС — согласно технико-экономическому обоснованию (ТЭО) большинства проектов мини-ГЭС, их окупаемость — от года до пяти лет.
8. Срок службы основного технологического оборудования МГЭС SmarT (гидротурбин) при его эксплуатации на рабочих режимах составляет 78 лет.
9. МГЭС SmarT не требуется создания дорогостоящих гидросооружений (плотин, водохранилищ), отсутствуют затопляемые территории.
10. Малые ГЭС позволяют сохранить ландшафт местности и окружающую среду в процессе строительства и на этапе эксплуатации.
11. Проекты строительства малых ГЭС являются климатическими проектами и соответствуют парадигме устойчивого низкоуглеродного развития экономики. Есть возможность использования «зелёных сертификатов» и других финансовых инструментов, предусмотренных климатической повесткой.
12. Несмотря на длительный этап изучения створа для будущей малой ГЭС (проведения изысканий и проектирования), весь жизненный цикл малой ГЭС является экономически эффективным, позволяющим получать стабильный доход как минимум 50 лет.
Вместе с тем для преодоления барьеров и реального развития малой гидроэнергетики необходимо решить ряд практических задач. Уже несколько лет Национальное агентство по энергосбережению и возобновляемым источникам энергии (НАЭВИ) занимается реализацией инвестиционных проектов МГЭС в разных регионах России и делится своим опытом и предложениями по развитию отрасли.
Предложение по стимуляции развития МГЭС
На изолированных и труднодоступных территориях и в населённых пунктах для повышения инвестиционной привлекательности строительства малых ГЭС целесообразно решить следующие вопросы:
1. Разработать чёткий механизм возврата инвестиций в изолированных энергосистемах. Концессии и энергосервисные контракты не дают полноценных гарантий от государства на стадии старта инвестпроекта. Соглашения фактически заключается с местными энергоснабжающими организациями, которые не заинтересованы в снижении затрат на дизельную генерацию, так как по факту распоряжаются чужими деньгами в виде дотаций от региона. После периода возврата инвестиций данные дотации будут существенно снижаться, и поток денег будет секвестрирован. При этом региональные власти, которые как раз несут эти затраты, не могут указывать местным МУП на необходимость изменения или оптимизации схемы энергоснабжения.
2. Текущий энергосервис подразумевает выплаты альтернативному поставщику только части дотаций тарифа в объёме суммы сэкономленного дизельного топлива, даже при полном покрытии графика нагрузки малой ГЭС. Дизельная электростанция (ДЭС) в этом случае будет стоять в резерве. Однако инвестиционный проект малой ГЭС не может рассчитывать на получение всех дотационных денег, которые регион в настоящее время тратит на компенсацию разницы между тарифом для населения и экономически обоснованным тарифом для населённых пунктов.
Для упрощения механизма реализации проектов малых ГЭС в целом следует обратить внимание на следующие задачи:
1. Внести изменения в Постановление Правительства РФ от 12 ноября 2020 года №1816 [2]: предусмотреть возможность строительства деривационных МГЭС до 5 МВт с низконапорными плотинами высотой до 10 м, обеспечивающими водозабор, или с русловыми водозаборами, без получения разрешения на строительство.
2. Разработать типовой проект на малые ГЭС контейнерного типа, который в дальнейшем может быть использован для масштабирования без прохождения экспертизы.
3. Разработать механизм энергоснабжения временных энергокомплексов на период строительства объектов месторождений без разработки проектно-сметной документации и разрешения на строительства.
4. Упростить или упразднить согласование с Федеральным агентством по рыболовству строительство МГЭС без плотин или с плотинами, но с рыбоходом, на реках низкого рыбохозяйственного значения первой и второй категорий.
5. Разработать механизм упрощённого получения решения на водопользование от бассейновых водных управлений (БВУ). Разработать типовые правила использования водохранилищ (ПИВР) для малых ГЭС.
6. Исключить необходимость декларирование МГЭС мощностью до 1 МВт как гидротехнических сооружений (ГТС) третьего и четвёртого классов опасности и исключить необходимость расчёта вероятного вреда для них.
7. Упростить механизм получения земельного участка под МГЭС, в том числе на землях лесного фонда. Например, обеспечить резервирование земельных участков под МГЭС после удовлетворения ходатайства о намерениях строительства.
