Малые электростанции: Малые ГЭС урезаются делением – Газета Коммерсантъ № 122 (6602) от 15.07.2019

Содержание

Малые ГЭС урезаются делением – Газета Коммерсантъ № 122 (6602) от 15.07.2019

Правительство может в этом году провести дополнительный отбор проектов по первой программе поддержки зеленой генерации в 2013–2024 годах. Речь идет о распределении 220 МВт невыбранной квоты по проектам строительства малых ГЭС, вопрос будет обсуждаться в понедельник у вице-премьера Дмитрия Козака. Игроки солнечной и ветрогенерации, которых в целом поддерживают Минэкономики и Минэнерго, хотят забрать эти объемы себе, тогда как их конкуренты из гидрогенерации просят сохранить объемы за сектором и перенести их на будущее.

Вице-премьер Дмитрий Козак в понедельник рассмотрит спор инвесторов в зеленую генерацию о возможности проведения дополнительного отбора проектов. Речь идет о перераспределении между игроками рынка невыбранной квоты малых ГЭС (до 25 МВт) в размере до 221,9 МВт в пользу солнечных (СЭС) и ветряных (ВЭС) электростанций.

Правительство поддерживает развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ), гарантируя доходность таких проектов через механизм договоров на поставку мощности (ДПМ ВИЭ). Затраты по ним возвращаются в течение 15 лет из повышенных платежей энергорынка. Вся квота по проектам до 2024 года — 5,42 ГВт — уже разобрана, сейчас обсуждается продление поддержки в 2025–2035 годах.

Малые ГЭС слабо интересовали инвесторов в предыдущие годы, из квоты 390 МВт выбрано лишь 168,1 МВт. Дмитрий Козак в октябре 2018 года дал поручение проработать возможность перераспределения оставшихся объемов. Тогда глава Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ) Анатолий Чубайс предложил Минэнерго отдать эти объемы СЭС и ВЭС.

В Минэнерго “Ъ” подтвердили, что рассматривают возможность изменения квоты мини-ГЭС: «При принятии положительного решения конкурс может пройти уже в этом году». Министерство предлагает из оставшейся квоты 50 МВт оставить мини-ГЭС, 117 МВт отдать СЭС, 62,8 МВт — ВЭС. Минэкономики предлагает оставить мини-ГЭС 100 МВт, но остальной объем увеличить в 1,7 раза и отдать СЭС (132 МВт) и ВЭС (89,5 МВт), поскольку их САPEX и OPEX оказались существенно ниже, чем у ГЭС. В АРВЭ такой подход называют более чем обоснованным, поскольку CAPEX солнечных и ветряных проектов в ходе первых отборов снизился в 2,5 раза, а CAPEX мини-ГЭС возрос на 20%. «Учитывая сроки проектирования и строительства ГЭС, реализовать проекты мощностью 220 МВт за оставшиеся четыре года практически нереально»,— считают в ассоциации.

Участники рынка гидрогенерации с таким подходом не согласны. В «РусГидро» (выбрала 70,64 МВт мини-ГЭС) и «Норд Гидро» (50 МВт) предлагают перенести невыбранные объемы «на более поздний срок». В «Норд Гидро» считают, что эта квота в будущем «точно будет востребована», поскольку сейчас на рынке есть проекты «в продвинутой стадии проработки». Низкий спрос на программу договоров поставки мощности (ДПМ) участники рынка объясняют «искусственным ограничением» мощности станций в 25 МВт — «это сильно сужает количество потенциальных вариантов размещения», пояснили в «Норд Гидро». В «РусГидро» добавляют, что в отличие от солнечной и ветровой генерации, мини-ГЭС требуют «тщательного и продолжительного изучения потенциальных створов». При появлении непредвиденных обстоятельств на стадии реализации «проект уже невозможно перенести на другую площадку», добавляют в En+ (на последнем отборе входящая в группу «Евросибэнерго» забрала 8,1 МВт по ДПМ ВИЭ). В компании низкую востребованность мини-ГЭС связывают с длительным прединвестиционным циклом — один–три года. Но другие участники рынка отмечают, что в мировой практике ГЭС мощностью свыше 25 МВт уже не относятся к ВИЭ, так как «их строительство предполагает организацию водохранилищ, что резко меняет гидрологический режим рек и приводит к изменениям экосистем».

Отделение малых ГЭС от ГЭС в целом достаточно искусственно, если целью является создание низкоуглеродных источников энергии, отмечает Владимир Скляр из «ВТБ Капитала». Но если цель — в создании промышленного кластера энергооборудования, то производители оборудования для ГЭС в РФ и сейчас достаточно конкурентоспособны. «Поэтому предложение по перераспределению квот логично — эти объемы не нашли своего спроса на первых аукционах и не решают каких-либо стратегических задач в секторе»,— считает аналитик.

Татьяна Дятел


Почему Россия отстает в развитии систем накопления

Читать далее

Какие малые ГЭС «РусГидро» строит на Северном Кавказе?

В отличие от КБР, максимумы нагрузок в Карачаево-Черкессии (в 2012 году в декабре, например, было 228 МВт, в прошлом году – 207 МВт) собственная установленная мощность электростанций перекрывает с запасом уже сегодня. Но – вспоминаем про особенности функционирования ГЭС: располагаемая мощность в часы зимних максимальных нагрузок в республике может сильно сокращаться, до 6 МВт (!), что в Схеме и программе развития электроэнергетики объясняли «ограниченностью гидроресурсов в зимний период, недостаточной тепловой нагрузкой на ТЭЦ, наличием конструктивных дефектов и износа оборудования».

Покрытие дефицитов мощности осуществляется по межсистемным ЛЭП 110 и 330 кВ из Ставрополья. 

Собственное производство ежегодно – порядка 485 млн кВт*часов, основной объем (445,65 млн кВт*часов по итогам прошлого года) обеспечивает Карачаево-Черкесский филиал «РусГидро». А в нем, соответственно, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС (85-95% всей электроэнергии в КЧР). Уникальная особенность КЧР – порядка 110 млн кВт*часов в общем объеме ежегодного потребления (в прошлом году 1,38 млрд кВт*часов) тратится на заряд ГАЭС. Как с учетом, так и без учета этих «технических» миллионов киловатт-часов спрос в республике растет – по итогам 2019-го, например, на 2,07% к году предыдущему. Как и в Кабардино-Балкарии, внутренее потребление приходится обеспечивать закупками из ОЭС Юга (до 900 млн кВт*часов в год). 

В структуре потребления в КЧР самую высокую долю занимают домашние хозяйства и сфера услуг (до 44%). Поэтому для республиканской энергосистемы характерны пиковые графики нагрузки – утренний и вечерний взлеты. А вот неравномерность графиков месячных максимумов достаточно низкая – летнее снижение составляет всего 30-34%, что объясняется высокой долей сезонных потребителей (сельхозпредприятий и развитием курортно-туристических комплексов). Такой энергосистеме идеально подойдут именно МГЭС, способные маневрировать вслед за спросом практически в онлайн-режиме. 

Суммарный вклад в выработку в КЧР от трех МГЭС «РусГидро» может составить порядка 200 млн кВт*часов в год! Или чуть менее половины от тех объемов, что производят электростанции в КЧР сегодня. Как и КБР, республика обладает огромным гидроэнергетическим потенциалом, освоение которого на настоящий момент не превышает 17%. Разведаны более 30 створов рек для размещения МГЭС, сообщали в республиканском минпромторге. 

Пять новых МГЭС, которые достраивает «РусГидро», это лишь старт большой истории. На церемонии пуска Верхнебалкарской МГЭС глава «РусГидро» Николай Шульгинов, например, упомянул об интересе госхолдинга к проекту малой ГЭС «Псыгансу». Также в июне в пресс-службе министерства ЖКХ, топлива и энергетики Северной Осетии сообщили, что «РусГидро» прорабатывает проекты строительства трех МГЭС в Алагирском, Ирафском и Моздокском районах республики. «Новые станции общей мощностью 17,5 МВт стабилизируют ситуацию с подачей электроснабжения в горных населенных пунктах Северной Осетии, сократят дефицитность электроснабжения и дадут толчок для развития туристического кластера в районах», - отмечали в министерстве.

Моздокская МГЭС, согласно предварительному проекту, будет расположена на 20-м км Терско-Кумского канала. Фиагдонская – на одноименной реке в районе Хилакского ущелья. Белагидонская ГЭС, наиболее крупная из трех, может появиться у села Ахсау. «Для проработки и уточнения расположения гидроэлектростанций создана рабочая группа, (которая)… проведет анализ землеотвода, расчет возможных рисков, оценку использования охранных зон, в том числе территорий, относящихся к культурным памятникам. При положительном заключении к концу года будут оформлены необходимые документы, плановое выполнение строительных работ – 2021-2025 годы», - сообщали в ТАСС.

Гидротехническое бюро - Проекты малых ГЭС для частных инвесторов (США)

Источник: Журнал «International Water Power & Dam Construction»

Авторы: С. Л. Бьерман, президент «Hydro Watts Inc.» (штат Мэриленд, США), Р. А. Клемпнер, вице-президент «Hydro Watts Inc.» (штат Мэриленд, США)

 

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

В США есть около 700 площадок, где на существующих гидроузлах могут быть размещены малые ГЭС мощностью до 5 МВт. В настоящий момент для частных инвесторов имеется ряд стимулов для подобных вложений, включая финансовую помощь от правительства и тот факт, что коммунальные компании испытывают ограничения в возможности приобретения электроэнергии от таких проектов.

Реализация гидроэнергетических проектов малой мощности (до 5 МВт) на существующих плотинах, водосбросах и водоводах — вопрос национальной политики. Такие проекты становятся все более привлекательными для инвестирования. Растущие цены на топливо, финансовая помощь правительства, а также законодательный мандат, гласящий, что сбытовые компании должны приобретать электрическую выработку у таких проектов — все это делает теперь возможным воплощение в жизнь ряда гидроэнергетических проектов. Законодательство, принятое в последние годы на федеральном уровне и уровне штатов, предоставляет налоговые льготы и кредиты, стимулирующие привлечение инвесторов в развитие таких источников энергии. Малые гидроэнергетические объекты дают возможность потребителям получить источник энергии, производство которой основано на хорошо отработанной технологии, и по стоимости, которая защищена от будущей инфляции.

Федеральная энергетическая регуляционная комиссия (Federal Energy Regulatory Commission — FERC), лицензирующая гидротехнические проекты, объявила, что сейчас представляется возможным выполнить расширение на приблизительно 700 существующих плотинах, на каждой — с потенциальной мощностью 5 МВт и менее, и суммарной мощностью 1100 МВт. Разрешения и заявления на лицензии для реализации 248 проектов мощностью до 5 МВт с общей мощностью 470 МВт уже сформированы в портфеле комиссии на 30 сентября 1980 г.

 

ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Прежде чем малые гидроэнергетические проекты могут быть реализованы, требуется их тщательное индивидуальное изучение. Для помощи в этой работе федеральные агентства и некоторые штаты предоставляют техническую информацию, некоторые налоговые уступки, а также быстрое лицензирование и выдачу разрешений. На стадии строительства могут быть доступны дополнительные займы или обеспечение займов. Если применяется обеспечение займов, то возможности по защите от налогов не снижаются. Однако использование прямых правительственных займов препятствует получению дополнительных 11 процентов инвестиционного налогового кредита, который стал доступен для таких инвестиций по Акту о налогах на непредвиденную прибыль. Есть возможности заключения соглашений о продаже с условием последующей аренды, и лизинга с налоговым рычагом.

Для максимизации отдачи инвестор может рассмотреть возможность выполнения работ по муниципальным канализационным сетям, по которым у местных властей есть гранты. Инвестор должен быть готов вести переговоры с коммунальными компаниями, муниципалитетами и промышленными потребителями с целью получения возврата мощности и энергетических выгод. Частный инвестор, конечно, будет искать кооперирования, что облегчит налоговое бремя.

От лицензиата на территорию нижнего бьефа, получающего выгоду от водных объектов, строящихся выше по течению реки, согласно Федеральному энергетическому акту (Federal Power Act) требуется выполнение возмещения — в отношении владельца водохранилища, или других сооружений выше по течению, в размере соответствующей доли от годовых издержек. Сооружения выше по течению реки, которые осуществляют сглаживание водного стока для целей нижерасположенных гидроэнергетических объектов, могут быть в виде простых водохранилищ, без устройства гидроэлектростанций или обеспечения больших напоров воды. Возможность финансовой выгоды от размещения малых водохранилищ должна быть рассмотрена всеми заинтересованными лицами, с учетом сохранения природных ресурсов.

 

ЗАТРАТЫ И ВЫРАБОТКА

Предполагаемая к продаже выработка малой ГЭС в основном зависит от напора воды — разницы уровней между отметками воды в водохранилище и на выходе из турбин, а также от доступного объема воды.

Обычно мощность отдельной малой ГЭС составляет 3—5 МВт, но она может быть и меньше, например — несколько сот киловатт.

Средний напор — около 15 м, а средний расход — приблизительно 10 м3/с, при площади водохранилища около 2,4 км2. Затраты на реализацию проекта включают в себя геологические и гидрологические изыскания, проектную документацию, ходатайства о выдаче разрешений и лицензий, покупку и монтаж турбин и энергетического оборудования, возможные обследования плотин и водоводов, реконструкцию сооружений в верхнем бьефе, подключение к электрическим сетям.

Финансовые вложения (см. таблицу) могут достигать 2000 долларов за киловатт установленной мощности, при этом наибольшая экономия может быть получена при возведении на реке сразу нескольких гидроузлов.

 

Таблица: Различные виды затрат на строительство малой ГЭС в процентах от суммарных вложений.

Затраты

Процент

Оборудование

33 %

Строительные работы

40-50 %

Проектирование

10-15 %

Непредвиденные обстоятельства

10 %

Эксплуатационные затраты на малых ГЭС различны и могут достигать 0,05-0,06 долл./кВт∙ч

 

Электрические сети управляются в соответствии с законом и инструкциями FERC по приобретению электричества у малых ГЭС по "избегающей цене" на такую продукцию. Избегающая цена основана, помимо прочего, на эквивалентных стоимостях нефти и газа. При цене в 40 долларов за баррель топливный коэффициент в избегающей цене составляет 6 центов/кВт∙ч. Девелоперы, находящиеся в поисках рынков сбыта для электроэнергии своих малых ГЭС, не могут надеяться на PURPA (Общественный коммунальный регулирующий энергетический акт) или Федеральный энергетический акт, чтобы позволить себе получить доступ к линиям электропередач для направления электроэнергии потребителям. Девелоперы, которые ищут кредиты для своей продукции и увеличивают объем и надежность энергосистемы, к которой они подключаются, могут столкнуться с рядом требований. Для получения кредита на пополнение объема системы девелопер должен быть способен доказать наличие значительной величины расхода воды, соответствующей установленной мощности гидроэлектростанции. Т.е. доказать наличие т.н. зависимой мощности, поставляемой в энергосистему.

Понятие зависимой мощности имеет следующее определение: способность электростанции или энергосистемы нести нагрузку в неблагоприятных условиях в течение определенного временного интервала, когда должно осуществляться электроснабжение с заданными параметрами.

Проект гидроэлектростанции обеспечивает зависимую мощность в случае, если он поставляет заданный уровень выработки на протяжении времени, назначенного для ГЭС в плане системы для покрытия годового графика нагрузки. Соответственно, маркетинг продукции гидроэнергетических проектов направлен на то, чтобы гидроагрегаты работали короткими отрезками времени в периоды пиковых нагрузок в энергосистеме.

Источник высокого качества Малых Гэс Электростанции производителя и Малых Гэс Электростанции на Alibaba.com

С наступлением века альтернативные источники энергии стремительно расширяются во всех секторах. малых гэс электростанции производят электроэнергию, не причиняя вредных последствий сжигания ископаемого топлива. Они эффективно преобразуют возобновляемые источники энергии в электрическую. Найдите все типы генераторов альтернативной энергии, такие как ветряные турбины. малых гэс электростанции и т. д. на Alibaba.com. Неважно какой. малых гэс электростанции по вашему выбору, оно будет засчитано в вашу долю вклада в мир без углерода.

малых гэс электростанции помогают в выработке надлежащей электроэнергии без использования каких-либо ископаемых видов топлива. Они экологически чистые. С ростом уровня развития было изобретено несколько генераторов альтернативной энергии. Поговорим о солнечных батареях. малых гэс электростанции или любые другие категории производителей энергии, все одинаково профессиональны. В дальнейшем,. малых гэс электростанции бывают разных типов в зависимости от того, где они будут использоваться или сажаться.

малых гэс электростанции имеют большие мощности. Они снабжены многофункциональными системами управления. Почему бы не уменьшить свой углеродный след с помощью. малых гэс электростанции ни за что? Однако с увеличением потребности в энергии мы не можем долго полагаться на исчерпаемые источники энергии. Итак, переходите на зеленый цвет с. малых гэс электростанции найдено на Alibaba.com.

Чтобы удовлетворить ваши требования к электричеству, перейдите на Alibaba.com. Он предлагает уникальные. малых гэс электростанции варианты для всех розничных и оптовых продавцов. В ближайшие дни улучшение альтернативных источников энергии будет одним из основных направлений предотвращения дальнейших резких изменений климата на нашей материнской планете. Сделайте шаг в сторону сохранения окружающей среды прямо сейчас!

Определение эколого-экономических преимуществ альтернативной электроэнергетики в Центральном и Северо-Западном федеральных округах России

Введение

Проблема ресурсопотребления, или материальной интенсивности производства, имеет комплексный эколого-экономический характер, проявляется не только в себестоимости продукции, но и в уровне негативного воздействия на окружающую природную среду. Оценка материальной интенсивности отраслей экономики, с целью принятия управленческих решений по уменьшению показателей, одна из основных задач экономики природопользования. Различные исследования, посвященные данной проблематике, появились в процессе формирования и научного обоснования концепции «устойчивого развития» [1]. В настоящее время имеется некоторая информация об уровне материальной интенсивности традиционной электроэнергетики, использующей ископаемые ресурсы в качестве топлива [2]. Однако комплексных исследований по оценке материальной интенсивности альтернативной энергетики, не проводилось. Информация, полученная в ходе данных изысканий, позволяет сделать вывод об эколого-экономической эффективности альтернативной энергетики, при сравнении ее с традиционной энергетикой в различных регионах Российской Федерации.

 

Методика работы

Для оценки ресурсопотребления, или материальной интенсивности, был использован авторский показатель суммарных MI-чисел [3,4]. Он позволяет выявить общую совокупность вещества и элементов экосистем, используемых для производства продукта или услуги, в данном случае киловатт-часа генерируемого региональными электроэнергетическими комплексами [5]. Информация о материальной интенсивности различных источников альтернативной энергии собиралась на основе данных Вуппертальского института климата и окружающей среды, расположенного в Германии  (www.wupperinst.org).

Солнечные электростанции имеют следующие удельные показатели материальной интенсивности, связанные с производством их компонентов и эксплуатацией оборудования, выраженные в MI-числах: атмосферные ресурсы, кг.кВт.ч – 0,0009; абиотические ресурсы, кг.кВт.ч – 0,12; водные ресурсы, кг.кВт.ч – 4,93; суммарные MI-числа, кг.кВт.ч – 0,12.

Ветроэлектростанции имеют удельные показатели материальной интенсивности, выраженные в MI-числах следующие: атмосферные ресурсы, кг.кВт.ч – 0,008; абиотические ресурсы, кг.кВт.ч – 0,09; водные ресурсы, кг.кВт.ч – 0,84; суммарные MI-числа, кг.кВт.ч – 0,1.

Энергетические установки, работающие на биогазе: атмосферные ресурсы, кг.кВт.ч – 0,950; абиотические ресурсы, кг.кВт.ч – 0,60; биотические ресурсы, – 2,97; водные ресурсы, кг.кВт.ч – 1,75; суммарные MI-числа, кг.кВт.ч – 4,52.

Малая гидроэнергетика также относится к альтернативным источникам энергии, при условии, что мощность ГЭС меньше 10-15 МВт. Для оценки их ресурсопотребления использовались данные об объемах водных ресурсов затрачиваемых на производство электроэнергии.

Для выявления уровня негативного антропогенного воздействия на экосистемы, если это возможно, учитывался уровень эмиссии парниковых газов. Выбросы парниковых газов от электроэнергетики, работающей на ископаемом топливе, определялись на основе общепризнанной методики МГЭИК (Межправительственной группы экспертов по изменению климата). Для традиционной энергетики коэффициенты СО2-экв., находятся в непосредственной зависимости от уровня содержания углерода в топливе [6]. При сравнении с альтернативной электроэнергетикой следует выделить следующий момент, ее особенность практически полное отсутствие эмиссии парниковых газов, за исключением некоторых источников, таких как биогаз.

 

Результаты исследования

В Северо-Западный федеральный округ (СЗФО) входят одиннадцать регионов: Архангельская область, Вологодская область, Калининградская область, Ленинградская область, Мурманская область, Новгородская область, Псковская область, республика Карелия, республика Коми, Ненецкий автономный округ, город Санкт-Петербург. Площадь округа значительная – 1,69 млн. км2, численность населения составляет 13,95 млн. человек. В Северо-Западном федеральном округе производится около 10,5% всей электроэнергии Российской Федерации. Присутствуют крупные тепловые и атомные электростанции, объекты гидроэнергетики [7,8].

В Мурманской области существует большой потенциал использования ветровой энергии, имеются планы по строительству крупного ветропарка мощностью в 200 МВт. Однако в настоящий момент времени присутствуют лишь относительно небольшие ветроэнергетические установки на коммерческих объектах: отель «Огни Мурманска» (мощность 200 кВт, годовая выработка 0,15 млн. кВт.ч), фермерское хозяйство «Северное сияние» в п. Молочный (мощность 5 кВт, годовая выработка 0,004 млн. кВт.ч), компания «Green House» (мощность 500 кВт, годовая выработка 0,37 млн. кВт.ч), в п. Новая Титовка «Дайвинг центр» (мощность 9 кВт, годовая выработка 0,03 млн. кВт.ч) [9]. В с. Пялица присутствует комбинированная ветродизельная установка (мощность 95 кВт, годовая выработка 0,3 млн. кВт.ч). В Печенгском районе находится малая ГЭС Кайтакоски мощностью 11,2 МВт с ежегодным производством 70 млн. кВт.ч и годовым расходом воды в 5273 млн. тонн. Особый и уникальный объект в регионе приливная электростанция – Кислогубская ПЭС, ее мощность 1,5 МВт, а годовая выработка электричества 0,54 МВт, ежегодный расход воды до 9,46 млн. тонн.

Республика Карелия, благодаря большому количеству небольших порожистых рек, обладает значительным потенциалом для развития малой гидроэнергетики, который в полной мере и реализуется, что представлено в таблице 1 [10].

 

Таблица 1 – Малые гидроэлектростанции республики Карелия

Малые ГЭС Мощность, МВт Годовая выработка электроэнергии, млн. кВт.ч Годовой расход воды, млн. тонн.
Ляскеля 4,8 28 1371,8
Рюмякоски 0,63 2,5 236,52
Каллиокоски 0,97 3,7 236,52
Хямекоски 3,6 14,94 1324,5
Харлу 3 17,5 1340,3
Суурийоки 1,28 6,1 435,2
Пиенийоки 1,28 5,2 435,2
Игнойла 2,7 11 1419,12
Питкякоски 1,26 4,9 198,7
Киви-Койву 0,06 0,02 20,5
Итого: 19,58 93,86 7018,36

 

В республике также присутствуют некоторое количество микро ГЭС, небольшие комбинированные установки по использованию ветровой и солнечной энергии на промышленных объектах, имеется ряд проектов по дополнительному строительству и расширению номенклатуры малых ГЭС.

Архангельская область реализует проекты в сфере использования биотоплива в котельных установках, однако крупных объектов для производства электричества из альтернативных источников практически нет, за исключением ветроэнергетической установки рыболовно-туристического комплекса «Железные ворота» на о. Мудьюгский (Мудьюг) мощностью 1,5 кВт и годовой выработкой до 0,001 млн. кВт.ч. Имеются микроустановки по комбинированному использованию ветровой и солнечной энергии [11].

В п. Амдерма Ненецкого автономного округа в 2016 году введена в строй ветродизельная установка, с мощностью ветрогенераторов в 250 кВт и годовой выработкой электроэнергии до 0,5 млн. кВт.ч.

Под г. Воркута (республика Коми) в 1993 году была введена в строй уникальная ветроэлектростанция, первая в России за полярным кругом, мощностью 1,5 МВт, в 2014 году она выведена из хозяйственного оборота. В настоящее время, в республике, ПАО «Воркутауголь» на железнодорожной станции «Центральная» использует относительно маломощную ветроустановку мощностью в 6 кВт, с ежегодной выработкой электроэнергии до 0,005 млн. кВт.ч. Иные крупные объекты альтернативной энергетики пока отсутствуют.

В Новгородской области в прошлом находилось достаточно большое количество малых гидроэлектростанций, однако в настоящее время они находятся в заброшенном состоянии. Рассматривается возможность восстановления части из них, в частности Белебелковской (450,0 кВт), Боровновской (500,0 кВт) и Обреченской ГЭС (450,0 кВт).

В Псковской области и в настоящее время имеются работоспособные малые ГЭС: на реке Великой Максютинская ГЭС  (мощность 1,52 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 3,1 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 0,5 млн. тонн) и Шильская ГЭС (мощность 1,52 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 4,9 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 0,5 млн. тонн).

В г. Усть-Луга Ленинградской области запланировано строительство крупного ветропарка мощностью до 300 МВт, однако строительство должно завершиться лишь к 2030 году. В настоящий момент в Ленинградской области действуют малые ГЭС: запущенная в эксплуатацию еще в 1954 году Лужская ГЭС-2 (мощность 0,54 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 0,2 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 0,15 млн. тонн) и Ивановская ГЭС на реке Хревица, первая очередь введена в строй в 1996 году (вторая в 1999 году), мощность 0,06 МВт, ежегодная выработка электроэнергии до 0,02 млн. кВт.ч с годовым расходом воды до 0,015 млн. тонн. Существует целая сеть построенных ранее малых гидроэлектростанций и находящихся сейчас в заброшенном состоянии, некоторые из них запланированы к восстановлению. Иные крупные объекты альтернативной энергетики на территории г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области отсутствуют, однако следует отметить, что присутствует довольно значительное количество микроустановок находящихся в индивидуальном пользовании.

В Вологодской области находятся две малые гидроэлектростанции: Вытегорская ГЭС  (мощность 1,52 МВт, ежегодная выработка электроэнергии около 10 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 377 млн. тонн) и Белоусовская ГЭС (мощность 0,76 МВт, ежегодная выработка электроэнергии около 5 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 190 млн. тонн). Иные значительные объекты альтернативной энергетики в регионе не представлены.

Калининградская область обладает одной из крупнейших ветряных электростанций в России: Зеленоградской ВЭУ в п. Куликово. Ветроустановки имеют установленную мощность в 5,1 МВт и позволяют ежегодно производить 3,7 млн. кВт.ч. Строится Ушаковская ВЭС. Кроме того в регионе присутствует сеть малых гидроэлектростанций: Правдинская ГЭС-3 (мощность 1,14 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 9,67 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 283,83 млн. тонн), Озерская ГЭС (мощность 0,5 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 1,7 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 125 млн. тонн), Заозерная Малая ГЭС (мощность 0,1 МВт, в 2006 году выработка электроэнергии составила 0,001 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 25 млн. тонн). В Калининградской области также имеются старые и заброшенные малые гидроэлектростанции, для некоторых из них рассматривается возможность восстановления в дальнейшем.

 

Таблица 2 – Объем потребляемых природных ресурсов в суммарных MI-числах и потребление водных ресурсов альтернативной электроэнергетикой в регионах Северо-Западного федерального округа

Субъекты Федерации Выработка электроэнергии за год млн. кВт.ч. Потребл. воды, тыс. тонн Ресурсоемкость в суммарных MI-числах, тыс. тонн Доля альт. энергет. при потреблении водных ресурсов,

%

Доля альт. энергет. в ресурсоемкости энергет. отрасли, % Доля альт. энергет. в объеме производ. электричества, %
Республика Карелия 93,86 7018360 4,85 2,24
Республика Коми 0,005 0,0042 0,0005 0,000058 0,0000043 0,000055
Архангельская область 0,001 0,00084 0,0001 0,000019 0,0000021 0,000026
Вологодская область 15 567000 2,09 0,33
Калининградская область 15,07 433833,1 0,37 152,6 0,0077 0,24
Ленинградская область и г. Санкт-Петербург 0,22 165 0,0001 0,0004
Ненецкий автономный округ 0,5 0,42 0,05 0,53 0,024 0,32
Новгородская область
Мурманская область 71,39 5283180 0,085 3,99 0,0022 0,45
Псковская область 8 1 0,00011 1,28
Северо-Западный федеральный округ 204,05 13302539,5 0,51 2,83 0,00082 0,21

 

Центральный федеральный округ (ПФО) включает восемнадцать регионов: Белгородскую, Брянскую, Владимирскую, Воронежскую, Ивановскую, Калужскую, Костромскую, Курскую, Липецкую, Московскую, Орловскую, Рязанскую, Смоленскую, Тамбовскую, Тверскую, Тульскую, Ярославскую области и г. Москва. Площадь округа составляет – 0,65 млн. км2, численность населения значительная – 39,11 млн. человек. Электроэнергетическая отрасль осуществлять выработку 21,5% электроэнергии России. В округе расположены крупные тепловые электростанции и атомные электростанции [7,8].

В Тверской области находится более 800 рек, что определяет потенциал развития малой гидроэнергетики. В регионе имеются следующие малые ГЭС: Ново-Тверецкая ГЭС (мощность 2,4 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 8,8 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 630,72 млн. тонн), Цнинская (Ново-Цнинская) ГЭС (мощность 0,22 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 0,8 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 126,14 млн. тонн).

Ярославская область также обладает значительным гидропотенциалом, в том числе и для развития малой гидроэнергетики. Однако в данный момент в области является действующей единственная Хоробровская МГЭС введенная в эксплуатацию в 2003 году. Установленная мощность ГЭС 0,16 МВт, выработка электроэнергии 1,02 млн. кВт.ч в год, ежегодный расход воды до 212,43 млн. тонн. Существуют проекты строительства и дальнейшего развития и иных малых гидроэлектростанций.

В Орловской области в 2015 году введена в эксплуатацию реконструированная Лыковская ГЭС мощностью 1,3 МВт, выработка электроэнергии около 8 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 300 млн. тонн.

Крупные объекты альтернативной энергетики в Смоленской, Костромской, Ивановской, Владимирской, Рязанской, Тамбовской, Калужской, Брянской, Тульской, Липецкой, Воронежской областях в настоящий момент времени не представлены. В прошлые периоды времени, во многих из указанных регионов активно использовалась малая гидроэнергетика, однако сейчас станции находятся в заброшенном состоянии.

Курская область обладает «Ветроэлектростанцией Уфимцева», одной из первых в стране, построенных еще в 1931 году изобретателем А. Г. Уфимцевым. Однако в настоящее время она выведена из хозяйственного оборота.

На хуторе Крапивенские Дворы, Яковлевского района Белгородской области, в 2010 году введена в строй солнечная электростанция ООО «АльтЭнерго» мощностью 0,1 МВт и годовой генерацией энергии до 0,07 млн. кВт.ч. Кроме того в регионе построена ветряная электростанция ООО «АльтЭнерго» имеющая мощность 0,1 МВт и выработкой электричества до 0,09 млн. кВт.ч. В регионе также присутствует уникальная биогазовая станция «Лучки», построенная в 2012 году. Развитие агромпромышленного комплекса области, обуславливает достаточно высокую эффективность использования подобного вида энергии, что одновременно позволяет и утилизировать отходы растениводства и животноводства. Станция позволяет вырабатывать 29,3 млн. кВт/ч электроэнергии в год, и перерабатывать 95 тысяч тонн сырья (отходы мясопереработки 18 тыс. тонн, свиноводческие стоки 30 тыс. тонн, кукурузный силос и его заменители 37 тыс. тонн, прочие виды сырья 10 тыс. тонн).

В таких регионах как г. Москва и Московская область существует целая сеть малых гидроэлектростанций построенных в различные периоды времени. В частности в г. Москва: Перервинская ГЭС (мощность 3,52 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 9,45 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 2207,52 млн. тонн), Карамышевская ГЭС (мощность 3,52 МВт, ежегодная выработка электроэнергии 9,75 млн. кВт.ч, годовой расход воды до 1072,22 млн. тонн). Находящиеся в Московской области малые ГЭС представлены в таблице 3.

 

Таблица 3 – Малые гидроэлектростанции Московской области

Малые ГЭС Мощность, МВт Годовая выработка электроэнергии, млн. кВт.ч Годовой расход воды, млн. тонн.
Пироговская ГЭС 0,28 0,88 56,76
Акуловская ГЭС 0,15 1 30,4
Листвянская ГЭС 0,3 5,14 61
Можайская ГЭС 2,5 10,1 812,37
Истринская ГЭС 3,06 8 994,34
Рузская ГЭС-34 (совместно с Рузская ГЭС-2) 3,2 (1,25) 23 812,37
Верхне-Рузская ГЭС 2 17 600,45
Перепадная ГЭС 3,2 9 536,11
Озернинская ГЭС 1,25 5,4 375,3
Кармановская ГЭС 0,1 0,65 20,25
Сенежская ГЭС 0,06 0,39 12,15
Итого: 12,9 80,56 4312

 

Кроме того в регионе имеется ряд недействующих малых гидроэлектростанций, в настоящее время выведенных из хозяйственного оборота: Булгаковская ГЭС, Ливадийская ГЭС, Мишневская ГЭС и др. Солнечная и ветряная энергетика представлена лишь микрообъектами находящимися в индивидуальном владении.

 

Таблица 4 – Объем потребляемых природных ресурсов в суммарных MI-числах и потребление водных ресурсов альтернативной электроэнергетикой в регионах Центрального федерального округа

Субъекты Федерации Выработка электроэнергии за год млн. кВт.ч. Потребл. воды, тыс. тонн Ресурсоемкость в суммарных MI-числах, тыс. тонн Доля альт. энергет. при потреблении водных ресурсов,

%

Доля альт. энергет. в ресурсоемкости энергет. отрасли, % Доля альт. энергет. в объеме производ. электричества, %
Белгородская область 29,46 51,27 132,43 4,03 32,31 5,68
Брянская область
Владимирская область
Воронежская область
Ивановская область
Калужская область
Костромская область
Курская область
Липецкая область
Московская область и г. Москва 99,76 7591740 85 0,15
Орловская область 8 300000 99,96 0,7
Рязанская область
Смоленская область
Тамбовская область
Тверская область 9,6 756860 28,45 0,02
Тульская область
Ярославская область 1,02 212430 1,3 0,03
Центральный федеральный округ 147,84 8861081,27 132,43 26,7 0,078 0,066

 

Заключение

В результате проведенного исследования установлено, что в Северо-Западном федеральном округе альтернативная энергетика имеет относительно небольшую долю в энергобалансе (0,21%), однако большую чем в ЦФО (0,066%), в УрФО (0,027%) и ПФО (0,12%). В двух регионах ее доля в энергобалансе выше одного процента: республика Карелия (2,24%) и Псковская область (1,28%), в основном благодаря наличию малых ГЭС. Из других альтернативных источников энергии следует отметить лишь присутствие ветроэлектростанций, а также экспериментальной приливной электростанции в Мурманской области. В Северо-Западном федеральном округе интенсивность негативного антропогенного воздействия альтернативной энергетики в 256 раз меньше традиционной энергетики, а удельный объем потребления воды больше в 13,47 раз, что свидетельствует, в некоторых случаях, о недостаточно высокой эффективности малой гидроэнергетики в части использования водных ресурсов.

В Центральном федеральном округе альтернативная энергетика имеет незначительную долю в энергобалансе – 0,066%, меньшая доля наблюдается лишь в Уральском федеральном округе (0,027%) [14]. Это позволяет установить следующую закономерность: в экономически развитых регионах, с хорошо представленной энергетической инфраструктурой, альтернативные источники энергии развиваются существенно медленнее, чем в удаленных регионах, таких как Дальний Восток. Таким образом, альтернативная энергетика в России в настоящее время воспринимается не как возможность уменьшить негативное воздействие на окружающую среду при производстве электроэнергии, а прежде всего как возможность обеспечить электричеством удаленные и изолированные территории. В ЦФО лишь один регион имеет относительно значимую долю альтернативной энергетики (5,68%) – Белгородская область. Объясняется это присутствием в регионе крупной биогазовой станции, которая, однако, имеет относительно высокую ресурсоемкость, в значительной степени сопоставимую с традиционной энергетикой [15]. В остальных регионах альтернативная энергетика представлена исключительно малыми гидроэлектростанциями, зачастую устаревшими, из-за чего эффективное использование водных ресурсов не высоко. Таким образом, в Центральном федеральном округе альтернативная энергетика не имеет существенного экологического значения. Потребление природных ресурсов, выраженное суммарными MI-числами, не сильно отличается от традиционной энергетики, а значит, оказывает сопоставимое воздействие на экосистемы из-за изменения материальных потоков. Суммарная эмиссия парниковых газов в результате деятельности традиционной электроэнергетики была определена на основе методики МГЭИК, и в СЗФО составила 26,45 млн. тонн, а в ЦФО 68,97 млн. тонн СО2-экв. При выработке электроэнергии на альтернативных источниках, эмиссия практически отсутствует, за исключением некоторых выбросов в от биогазовой установки, которые составляют 0,11 млн. тонн СО2-экв.

Таким образом, альтернативная электроэнергетика в Северо-Западном федеральном округе показывает высокую ресурсно-экологическую эффективность, однако ее сложно установить для малой гидроэнергетики. Экологическая эффективность альтернативных источников в Центральном федеральном округе не существенно отличается от традиционной электроэнергетики.

 

Список литературы

  1. Яндыганов Я.Я., Намятов Г. Н. Оптимизация ресурсопотребления и повышение эффективности природопользования. – М.: 2006. – 64 с.
  2. Двинин Д.Ю. Выявление антропогенного влияния через уровень материальной интенсивности электроэнергетической отрасли экономики России // Эколого-экономические проблемы развития регионов и страны (устойчивое развитие, управление, природопользование) Материалы 14-й Международной научно-практической конференции Российского общества экологической экономики. – Петрозаводск: Издательство Карельский научный центр РАН, 2017. – С. 341-346.
  3. Двинин Д.Ю. Глава 8. Управление ресурсосбережением в регионе / Управление сбалансированным развитием территориальных систем: вопросы теории и практики: монография. – Челябинск: Издательство Челябинский государственный университет; Институт экономики УрО РАН, 2016. – С. 224-249.
  4. Даванков А.Ю., Двинин Д.Ю., Постников Е.А. Методический инструментарий оценки социо-эколого-экономической среды региона в границах устойчивости биосферы // Экономика региона. – 2016. – Т.12. – № 4. – С. 1029-1039.
  5. Schmidt-Bleek F. Das MIPS-Konzept. Weniger Naturverbrauch, mehr Lebensqualitat durch Faktor. – Munchen: Droemer Knaur, 1998. – 320 p.
  6. Методология кадастра антропогенных выбросов парниковых газов для региона / Отчет подготовлен консорциумом во главе с IFC. – Брюссель: ТАСИС, 2009. – 89 с.
  7. Информационный сайт Федеральной службы государственной статистики [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gks.ru, свободный. – 15.06.2018.
  8. Электроэнергетика России: основные показатели функционирования и тенденции развития региона / Доклад подготовлен Институтом проблем ценообразования и регулирования естественных монополий НИУ «Высшая школа экономики». – Москва: НИУ ВШЭ, 2015. – 100 с.
  9. Возобновляемая энергетика на Кольском полуострове / Реестр установок в Мурманской области, работающих на возобновляемых источниках энергии. – Мурманск: МРОЭО «Беллона-Мурманск», Министерство энергетики и ЖКХ Мурманской области, 2014. – 28 с.
  10. Малая возобновляемая энергетика Карелии / Реестр малых установок в республике Карелия работающих на возобновляемых источниках энергии. – Мурманск: МРОЭО «Беллона-Мурманск», Министерство строительства, ЖКХ и энергетики республики Карелия, 2015. – 36 с.
  11. Возобновляемая энергетика Архангельской области / Реестр установок в Архангельской области, работающих на возобновляемых источниках энергии. – Мурманск: МРОЭО «Беллона-Мурманск», Архангельская молодежная экологическая общественная организация, 2014. – 28 с.
  12. Информационный сайт energybase.ru [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://energybase.ru, свободный. – 17.06.2018.
  13. Голубчиков С.Н., Петрухин П.А. Малая гидроэнергетика Московской области // Энергия: экономика, техника, экология. – 2014. – № 12. – С. 32-38.
  14. Двинин Д.Ю. Эколого-экономические преимущества альтернативной электроэнергетики в Уральском и Приволжском федеральных округах России // Региональная экономика и управление: электронный научный журнал – 2018. – №2 (54). Номер статьи: 5410. Дата публикации: 2018-05-28 . Режим доступа: https://eee-region.ru/article/5410/
  15. Самарина В.П. Использование альтернативной энергетики в сельском хозяйстве Белгородской области // Известия Уфимского научного центра Российской академии наук. – 2017. – № 4-1. – С. 89-92.

 

References

  1. Jandyganov Ja.Ja., Namjatov G. N. Optimization of resource use and improving the efficiency of environmental management [Optimizacija resursopotreblenija i povyshenie jeffektivnosti prirodopol’zovanija]. — M .: 2006. — 64 p.
  2. Dvinin D.Ju. Identification of anthropogenic influence through the level of material intensity of the electric power industry of the Russian economy [Vyjavlenie antropogennogo vlijanija cherez uroven’ material’noj intensivnosti jelektrojenergeticheskoj otrasli jekonomiki Rossii]// Environmental and economic problems of regional and country development (sustainable development, management, environmental management) Materials of the 14th International Scientific and Practical Conference of the Russian Society of Ecological Economics. — Petrozavodsk: Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences Publishing House, 2017. — P. 341-346.
  3. Dvinin D.Ju. Chapter 8. Management of resource saving in the region / Managing the balanced development of territorial systems: theory and practice: a monograph [Glava 8. Upravlenie resursosberezheniem v regione / Upravlenie sbalansirovannym razvitiem territorial’nyh sistem: voprosy teorii i praktiki]. — Chelyabinsk: Publishing House Chelyabinsk State University; Institute of Economics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2016. — p. 224-249.
  4. Davankov A.Ju., Dvinin D.Ju., Postnikov E.A. Methodological tools for assessing the socio-ecological-economic environment of the region within the limits of the stability of the biosphere [Metodicheskij instrumentarij ocenki socio-jekologo-jekonomicheskoj sredy regiona v granicah ustojchivosti biosfery] // Economy of the region. — 2016. — V. 12. — № 4. — p. 1029-1039.
  5. Schmidt-Bleek F. Das MIPS-Konzept. Weniger Naturverbrauch, mehr Lebensqualitat durch Faktor. — Munchen: Droemer Knaur, 1998. — 320 p.
  6. Methodology of the inventory of anthropogenic greenhouse gas emissions for the region [Metodologija kadastra antropogennyh vybrosov parnikovyh gazov dlja regiona]/ The report was prepared by a consortium led by the IFC. — Brussels: TACIS, 2009. — 89 p.
  7. Information site of the Federal State Statistics Service [Informacionnyj sajt Federal’noj sluzhby gosudarstvennoj statistiki]. — Access mode: http://www.gks.ru, free. — 15.06.2018.
  8. Electric Power Industry of Russia: main indicators of the functioning and development trends of the region [Jelektrojenergetika Rossii: osnovnye pokazateli funkcionirovanija i tendencii razvitija regiona]/ The report was prepared by the Institute of Pricing and Regulation of Natural Monopolies of the National Research University Higher School of Economics. — Moscow: HSE, 2015. — 100 p.
  9. Renewable energy on the Kola Peninsula / Registry of installations in the Murmansk region operating on renewable energy sources [Vozobnovljaemaja jenergetika na Kol’skom poluostrove / Reestr ustanovok v Murmanskoj oblasti, rabotajushhih na vozobnovljaemyh istochnikah jenergii]. — Murmansk: Bellona-Murmansk MROEO, Ministry of Energy and Housing and Utilities of the Murmansk Region, 2014. — 28 p.
  10. Small renewable energy in Karelia / Register of small facilities in the Republic of Karelia working on renewable energy sources [Malaja vozobnovljaemaja jenergetika Karelii / Reestr malyh ustanovok v respublike Karelija rabotajushhih na vozobnovljaemyh istochnikah jenergii]. — Murmansk: Bellona-Murmansk MROEO, Ministry of Construction, Housing and Public Utilities and Energy of the Republic of Karelia, 2015. — 36 p.
  11. Renewable energy of the Arkhangelsk region / Registry of installations in the Arkhangelsk region working on renewable energy sources [Vozobnovljaemaja jenergetika Arhangel’skoj oblasti / Reestr ustanovok v Arhangel’skoj oblasti, rabotajushhih na vozobnovljaemyh istochnikah jenergii]. — Murmansk: MROEO Bellona-Murmansk, Arkhangelsk Youth Environmental Non-Governmental Organization, 2014. — 28 p.
  12. Information site energybase.ru [Electronic resource]. — Access mode: https://energybase.ru, free. — 06/17/2018.
  13. Golubchikov S.N., Petruhin P.A. Small hydropower of the Moscow region [Malaja gidrojenergetika Moskovskoj oblasti] // Energy: economics, technology, ecology. — 2014. — № 12. — p. 32-38.
  14. Dvinin D.Ju. Ecological and economic advantages of alternative electric power industry in the Ural and Volga federal districts of Russia [Jekologo-jekonomicheskie preimushhestva al’ternativnoj jelektrojenergetiki v Ural’skom i Privolzhskom federal’nyh okrugah Rossii]// Regional economy and management: electronic scientific journal — 2018. — №2 (54). Article number: 5410. Date of publication: 2018-05-28. Access mode: https://eee-region.ru/article/5410/
  15. Samarina V.P. The use of alternative energy in agriculture of the Belgorod region [Ispol’zovanie al’ternativnoj jenergetiki v sel’skom hozjajstve Belgorodskoj oblasti]// News of the Ufa Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. — 2017. — № 4-1. — pp. 89-92.

РусГидро ввело в эксплуатацию Усть-Джегутинскую малую ГЭС

AK&M 10 ноября 2020 18:31

В Карачаево-Черкесской Республике РусГидро ввело в эксплуатацию Усть-Джегутинскую малую ГЭС мощностью 5.6 МВт. Среднегодовая выработка электроэнергии Усть-Джегутинской МГЭС составит более 25 млн кВт·ч, говорится в сообщении компании.

Это уже второй завершенный РусГидро инвестпроект по строительству объекта генерации на основе возобновляемых источников энергии по договору о предоставлении мощности на оптовый рынок (ДПМ ВИЭ). В июне этого года была введена в работу Верхнебалкарская МГЭС в Кабардино-Балкарии мощностью 10 МВт - первый объект ДПМ ВИЭ, построенный РусГидро. До конца 2020 года планируется ввод в эксплуатацию третьей малой ГЭС в рамках этой программы - Барсучковской МГЭС мощностью 5. 25 МВт в Ставропольском крае.

Усть-Джегутинская МГЭС расположена в одноименном районе республики, на реке Кубань. Для создания напора воды на турбинах станция использует существующую с 1962 года плотину Усть-Джегутинского гидроузла, обеспечивающего забор воды в Большой Ставропольский канал. Такое конструктивное решение позволило снизить затраты на строительство станции и повысить эффективность использования водных ресурсов – для своей работы Усть-Джегутинская МГЭС использует воду, которая раньше просто пропускалась через водосброс гидроузла. Генеральным проектировщиком строительства станции выступил «Институт Гидропроект», строительство велось компаниями «Гидроремонт-ВКК» и «ЧиркейГЭСстрой». Все они входят в Группу РусГидро.

Усть-Джегутинская МГЭС оборудована двумя вертикальными гидроагрегатами мощностью по 2.8 МВт каждый, с поворотно-лопастными турбинами, работающими на расчетном напоре 31 м. Электроэнергия выдается в энергосистему по двум линиям электропередачи напряжением 6 кВ на подстанцию «Головная».

Усть-Джегутинская МГЭС – одна из пяти малых гидроэлектростанций, проекты строительства которых РусГидро реализует на территории Северо-Кавказского федерального округа. Здесь существуют наиболее благоприятные природные условия для малой гидроэнергетики. Все проекты МГЭС РусГидро (Верхнебалкарская, Усть-Джегутинская, Барсучковская и Красногорские малые ГЭС) прошли конкурсный отбор инвестпроектов по строительству генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии с заключением договоров о предоставлении мощности на оптовый рынок, что обеспечивает их окупаемость.

Общая мощность расположенных в Карачаево-Черкесской Республике гидроэлектростанций РусГидро теперь составляет 306.86 МВт. В состав Карачаево-Черкесского филиала РусГидро входит уникальный для России энергообъект – Зеленчукская ГЭС-ГАЭС, сочетающий в одном комплексе сооружений гидроэлектростанцию и гидроаккумулирующую электростанции.

ПАО "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро" (ИНН 2460066195) - объединяет 90 объектов возобновляемой энергетики в России и за рубежом, тепловые электростанции и электросетевые активы на Дальнем Востоке, а также энергосбытовые компании и научно-проектные институты. Также компания является собственником 90% акций ЗАО "Международная энергетическая корпорация". Общая установленная мощность активов компании - 39 ГВт.  

Малые модульные реакторы | МАГАТЭ

Малые модульные реакторы: гибкое и доступное производство электроэнергии

Во всем мире растет интерес к реакторам малой и средней мощности или модульным реакторам ввиду их способности удовлетворять потребность в гибком производстве электроэнергии для самых различных пользователей и применений и заменить стареющие электростанции, работающие на органическом топливе. Они также обладают улучшенными показателями безопасности благодаря наличию внутренне присущих и пассивных средств безопасности, характеризуются более низкими начальными капитальными затратами и пригодны для когенерации и применений, не связанных с производством электроэнергии. Кроме того, они являются вариантами, пригодными для отдаленных регионов с менее развитой инфраструктурой и открывают возможности создания синергетических гибридных энергетических систем, сочетающих ядерные и альтернативные источники энергии, включая возобновляемые источники.

Многие государства сосредоточивают усилия на разработке малых модульных реакторов, которые определяются как усовершенствованные реакторы для производства электроэнергии с мощностью модуля до 300 МВт(эл.). Эти реакторы оборудованы усовершенствованными инженерно-техническими средствами, могут использоваться в составе одномодульных или многомодульных станций и проектируются для поставок в полной заводской готовности энергокомпаниям для последующего монтажа по мере надобности.

Во всем мире насчитывается примерно 50 проектов и концепций ММР. Большая их часть находится на различных стадиях разработки, и сообщается, что некоторые проекты будут реализованы в ближайшее время. В настоящее время четыре ММР находятся на продвинутых этапах строительства в Аргентине, Китае и России, а еще несколько стран, имеющих атомные электростанции, и стран, приступающих к развитию ядерной энергетики, проводят НИОКР по ММР.

МАГАТЭ координирует усилия своих государств-членов, направленные на разработку различных типов ММР, осуществляя системный подход к определению и разработке перспективных технологий с целью обеспечения конкурентоспособности и надежного функционирования таких реакторов. Агентство также помогает им в решении общих вопросов инфраструктуры с целью содействия внедрению ММР.

Усовершенствованные малые модульные реакторы (SMR)

Усовершенствованные малые модульные реакторы (SMR) являются ключевой частью цели Департамента по разработке безопасных, чистых и доступных вариантов ядерной энергетики. Расширенные SMR, которые в настоящее время разрабатываются в США, представляют собой различные размеры, технологические возможности, возможности и сценарии развертывания. Эти усовершенствованные реакторы, размеры которых могут варьироваться от десятков мегаватт до сотен мегаватт, могут использоваться для выработки электроэнергии, технологического тепла, опреснения или других промышленных целей.Конструкции SMR могут использовать легкую воду в качестве хладагента или другие нелегкие водяные хладагенты, такие как газ, жидкий металл или расплав солей.

Усовершенствованные SMR предлагают множество преимуществ, таких как относительно небольшие физические площади, меньшие капитальные вложения, возможность размещения в местах, недоступных для более крупных атомных станций, и условия для дополнительного увеличения мощности. SMR также предлагают определенные гарантии, преимущества безопасности и нераспространения.

Департамент давно признал трансформационную ценность, которую передовые ММР могут обеспечить для национальной экономики, энергетической безопасности и экологических перспектив. Соответственно, Департамент оказал существенную поддержку разработке легких водоохлаждаемых SMR, которые проходят лицензионную проверку Комиссией по ядерному регулированию (NRC) и, вероятно, будут развернуты в конце 2020-х - начале 2030-х годов. Департамент также заинтересован в разработке SMR, в которых используются нетрадиционные охлаждающие жидкости, такие как жидкие металлы, соли и газы, для обеспечения потенциальных преимуществ в области безопасности, эксплуатации и экономики, которые они предлагают.

Программа Advanced SMR R&D

Опираясь на успехи программы SMR Licensing Technical Support (LTS), программа Advanced SMR R&D была запущена в 2019 финансовом году и поддерживает исследования, разработки и развертывание для ускорения доступности U.Технологии SMR на основе S. на внутренний и международный рынки. При выводе на рынок передовых конструкций SMR остаются значительные риски, связанные с разработкой технологий и лицензированием, и требуется государственная поддержка для развертывания SMR на внутреннем рынке к концу 2020-х или началу 2030-х годов. В рамках этой программы Департамент в партнерстве с NuScale Power и Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS) продемонстрировал в этом десятилетии первую в своем роде реакторную технологию в Национальной лаборатории Айдахо. Благодаря этим усилиям Департамент предоставит широкие преимущества другим отечественным разработчикам реакторов, решив многие технические и лицензионные вопросы, которые являются общими для технологий SMR, при одновременном продвижении U.S. Энергетическая независимость, доминирование в энергетике и устойчивость электросетей, а также обеспечение поставок чистой и надежной электроэнергии базовой нагрузки в будущем.

Возможности промышленности США для развития передовых ядерных технологий

Департамент предоставил возможность многолетнего совместного финансирования ( Промышленные возможности США для развития передовых ядерных технологий, , DE-FOA-0001817) в 2018 году для поддержки инновационных отечественных ядерных технологий. отраслевые концепции, которые имеют большой потенциал для улучшения общих экономических перспектив ядерной энергетики в Соединенных Штатах.Эта возможность финансирования позволит разрабатывать существующие, новые и новые конструкции реакторов, включая технологии SMR.

Возможности финансирования очень широки и предполагают действия, связанные с завершением наиболее зрелых проектов SMR; развитие производственных возможностей и технологий для повышения стоимости и эффективности ядерных построек; разработка заводских структур, систем, компонентов и систем управления; решение регуляторных вопросов; и другие технические потребности, определенные отраслью.Возможность финансирования предоставит гранты, размер и размер которых предназначен для решения ряда технических и нормативных вопросов, препятствующих прогрессу в разработке усовершенствованных реакторов. Подробнее о FOA читайте здесь. Также посмотрите награды, которые были отобраны на сегодняшний день.

Какие типы электростанций используются для выработки энергии?

По мере того, как ряд стран продолжает отходить от высоко загрязняющих ископаемых видов топлива к альтернативам с низким содержанием углерода, динамика того, как и где работают электростанции, постоянно меняется.

Производство угля в Индии - третьей по величине стране-источнике выбросов - снизилось на 8% в 2020 году по сравнению с 2018 годом (Источник: Wikimedia Commons / TJBlackwell)

Ядерная энергия, уголь и ветер - это всего лишь три типа энергии, которые используются для выработки электроэнергии в электростанции по всему миру.

Но по мере того, как ряд стран продолжает отходить от высоко загрязняющих ископаемых видов топлива к низкоуглеродным альтернативам, динамика того, как и где работают электростанции, постоянно меняется.

По данным BloombergNEF, глобальный спрос на электроэнергию вырастет с 25 000 тераватт-часов (ТВт-ч) в 2017 году до примерно 38,700 ТВт-ч к 2050 году, что приведет к новым инвестициям в генерирующие мощности в ближайшие годы.

Здесь NS Energy описывает различные типы электростанций, необходимые каждому источнику энергии для выработки энергии.

Типы электростанций для выработки энергии

Атомные электростанции

Используя реакцию ядерного деления и уран в качестве топлива, атомные электростанции вырабатывают большое количество электроэнергии.

Поскольку атомные электростанции считаются источником энергии с низким содержанием углерода, эта технология широко считается более экологически чистой.

По сравнению с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнце и ветер, производство электроэнергии на атомных электростанциях также считается более надежным.

Хотя для ввода АЭС в эксплуатацию требуются значительные инвестиции, затраты на их эксплуатацию относительно невысоки.

Ядерные источники энергии также имеют более высокую плотность, чем ископаемое топливо, и выделяют большое количество энергии.

По этой причине атомным электростанциям требуется небольшое количество топлива, но они вырабатывают огромное количество энергии, что делает их особенно эффективными после запуска.

Атомная генерирующая станция Брюса, крупнейшая атомная электростанция в мире по количеству реакторов.Предоставлено: Чак Шмурло / Википедия

.

Гидроэлектростанции

Гидроэлектроэнергия производится за счет использования гравитационной силы текущей воды.

По сравнению с электростанциями, работающими на ископаемом топливе, гидроэлектростанции выбрасывают меньше парниковых газов. Но строительство гидроэлектростанций и плотин требует огромных вложений.

Согласно отчету Международной гидроэнергетической ассоциации за 2017 год о состоянии гидроэнергетики, в 2016 году было введено в эксплуатацию 31,5 гигаватт (ГВт) гидроэнергетических мощностей, в результате чего совокупная установленная мощность в мире составила 1246 ГВт.

На долю одного только Китая приходилось почти треть мировых гидроэнергетических мощностей, и в 2016 году было добавлено около 11,74 ГВт новых мощностей.

Угольные электростанции

По данным Всемирной угольной ассоциации, в 2018 году на угольные электростанции приходилось около 37% мировой электроэнергии, при этом Китай обладает крупнейшим в мире парком техники.

Угольные электростанции используют энергетический уголь в качестве источника для выработки электроэнергии и, следовательно, выбрасывают в атмосферу значительное количество вредных газов.

Стремясь сократить выбросы парниковых газов, многие развитые страны уже объявили о планах поэтапного отказа от угольных электростанций.

Канада планирует поэтапный отказ от угольных электростанций к 2030 году, в то время как Великобритания установила крайний срок до 2025 года, а Германия намерена удалить эту технологию из своей электросети к 2038 году. Ожидается, что ряд других европейских стран вскоре последуют этому примеру.

Дизельные электростанции

Этот тип электростанции, использующий в качестве топлива дизельное топливо, используется для мелкосерийного производства электроэнергии.

Они устанавливаются в местах, где нет доступа к альтернативным источникам питания, и в основном используются в качестве резервного источника бесперебойного питания в случае перебоев в работе.

Дизельные электростанции требуют небольшой площади для установки и обладают более высоким тепловым КПД по сравнению с угольными электростанциями.

Из-за высоких затрат на техническое обслуживание и цен на дизельное топливо электростанции не стали популярными с той же скоростью, что и другие типы электростанций, такие как паровые и гидроэлектростанции.

Геотермальные электростанции

Три основных типа геотермальных электростанций включают электростанции с сухим паром, мгновенные паровые электростанции и электростанции с двойным циклом, все из которых используют паровые турбины для производства электроэнергии.

Установленная мощность геотермальной энергии постепенно увеличивалась во всем мире за последнее десятилетие, с почти 10 ГВт в 2010 году до почти 14 ГВт в 2019 году.

Геотермальные электростанции считаются экологически чистыми и выделяют более низкие уровни вредных газов по сравнению с угольными электростанциями.

Геотермальная электростанция Домо-де-Сан-Педро в Мексике (Источник: Grupo Dragon / Mitsubishi Hitachi Power Systems)

Газовые электростанции

Газовая электростанция сжигает природный газ - быстрорастущий источник энергии во всем мире - для выработки электроэнергии.

Хотя природный газ является ископаемым топливом, выбросы при его сжигании намного ниже, чем при сжигании угля или нефти, согласно исследованию Союза обеспокоенных ученых.

Данные Международного энергетического агентства (МЭА) показывают, что производство электроэнергии на газе увеличилось на 3% в 2019 году, в результате чего производство электроэнергии в общемировом соотношении достигло 23%.

Другой тип электростанции, использующей газ, - это электростанция с комбинированным циклом. Используя как газовые, так и паровые турбины, они производят больше электроэнергии из одного источника топлива по сравнению с традиционной электростанцией.

Они улавливают тепло от газовой турбины для увеличения выработки электроэнергии, а также выделяют небольшое количество вредных газов в атмосферу.

Солнечные электростанции

Солнечные электростанции преобразуют солнечную энергию в тепловую или электрическую, используя один из самых чистых и распространенных возобновляемых источников энергии.

Обычно они не требуют особого обслуживания и служат от 20 до 25 лет.

По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), мировая мощность солнечной энергетики будет увеличиваться на 9% каждый год в период с 2018 по 2050 год, за это время она вырастет с 480 ГВт до более чем 8000 ГВт.

Но первоначальные затраты на финансирование солнечных электростанций высоки, а для их установки требуется много места.

Еще одна похожая технология - солнечная тепловая. Это система гигантских зеркал, размещенных соответствующим образом, чтобы концентрировать солнечные лучи на очень небольшой площади для создания значительного количества тепла, которое затем производит пар для питания турбины, вырабатывающей электричество.

Ветряные электростанции

В последние годы в мире наблюдается быстрый рост количества ветряных электростанций, чему способствуют технологические достижения.

Глобальная установленная мощность ветроэнергетики на суше и на море увеличилась почти в 75 раз за последние два десятилетия, по сравнению с 7.По данным IRENA, от 5 ГВт в 1997 г. до 564 ГВт к 2018 г.

После того, как ветряные турбины построены, эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием ветряных электростанций, низки, и они обычно считаются относительно рентабельными.

Ветряные электростанции также могут быть построены на сельскохозяйственных землях, не прерывая сельскохозяйственных работ.

Но обслуживание ветряных турбин может варьироваться, так как некоторые из них требуют частой проверки, а проекты ветроэнергетики обычно требуют огромных капитальных затрат.

Приливные электростанции

Приливная энергия генерируется путем преобразования энергии сильных приливов в энергию, и ее производство считается более предсказуемым по сравнению с энергией ветра и солнечной энергии.

Но приливная энергия до сих пор не получила широкого распространения, даже несмотря на то, что первая в мире крупномасштабная установка такого типа была введена в эксплуатацию в 1966 году.

Ожидается, что повышенное внимание к производству энергии из возобновляемых источников ускорит разработку новых методов использования энергии приливов и отливов.

Хотя развитие приливной энергии находится на начальной стадии, у нее есть потенциал для значительного роста в ближайшие годы.

Меньше, безопаснее, дешевле: одна компания стремится заново изобрести ядерный реактор и спасти планету, которая нагревается | Наука

Автор Адриан Чо

КОРВАЛЛИС, ОРЕГОН— Для мира, столкнувшегося с реальной угрозой глобального потепления, ядерная энергия может показаться спасательным кругом.Защитники говорят, что ядерные реакторы, компактные и способные обеспечивать стабильную безуглеродную энергию, являются идеальной заменой ископаемого топлива и способом сократить выбросы парниковых газов. Однако в большинстве стран мира атомная промышленность отступает. Общественность по-прежнему не доверяет этому, особенно после того, как три реактора расплавились в результате аварии 2011 года на АЭС Фукусима-дайити в Японии. Народы также продолжают сомневаться в том, что делать с радиоактивными отходами реакторов. Наиболее важно то, что с новыми реакторами стоимостью 7 миллиардов долларов и более атомная промышленность изо всех сил пытается конкурировать с более дешевыми формами энергии, такими как природный газ.Таким образом, несмотря на то, что глобальные температуры бьют один рекорд за другим, в Соединенных Штатах за последние 20 лет включился всего один ядерный реактор. Во всем мире ядерная энергия обеспечивает лишь 11% электроэнергии по сравнению с 17,6% в 1996 году.

Хосе Рейес, инженер-ядерщик и соучредитель компании NuScale Power со штаб-квартирой в Портленде, штат Орегон, говорит, что он и его коллеги могут возродить атомную энергетику, если мыслит мелкими вещами. 350 сотрудников Рейеса и NuScale спроектировали небольшой модульный реактор (SMR), который занимал бы 1% площади обычного реактора.В то время как типичный коммерческий реактор вырабатывает гигаватт мощности, каждый SMR NuScale будет генерировать всего 60 мегаватт. Примерно за 3 миллиарда долларов NuScale могла бы сложить до 12 SMR бок о бок, как пивные банки в шести упаковках, чтобы сформировать электростанцию.

Но размер сам по себе не панацея. «Если я просто уменьшу масштаб большого реактора, я, несомненно, проиграю», - говорит 63-летний Рейес, тихий уроженец Нью-Йорка и сын иммигрантов из Гондураса и Доминиканской Республики. Чтобы сделать свои реакторы более безопасными, инженеры NuScale упростили их, исключив насосы, клапаны и другие движущиеся части, добавив при этом меры безопасности в конструкцию, которая, по их словам, будет практически неуязвимой для расплавления.Чтобы удешевить свои реакторы, инженеры планируют изготавливать их целиком на заводе, а не собирать на строительной площадке, что позволяет сократить расходы настолько, чтобы конкурировать с другими видами энергии.

Выделенная здесь в 2007 году на базе соседнего Государственного университета штата Орегон (OSU), NuScale потратила более 800 миллионов долларов на его проектирование - 288 миллионов долларов от Министерства энергетики (DOE), а остальное в основном от спонсора NuScale, глобальной инженерно-строительной фирмы. Флуор. В настоящее время проект проходит процесс лицензирования Комиссии по ядерному регулированию (NRC), и компания выстроила первого заказчика - коммунальную ассоциацию, которая хочет начать строительство завода в Айдахо в 2023 году.

NuScale - далеко не единственный. С появлением аналогичных проектов в Китае и России компания испытывает глобальный интерес к SMR. «ММР как класс могут изменить экономику», - говорит Роберт Рознер, физик из Чикагского университета в Иллинойсе, соавтор отчета о них в 2011 году. В Соединенных Штатах NuScale - единственная компания, стремящаяся получить лицензию и построить SMR. Роснер с оптимизмом смотрит на его перспективы. «NuScale действительно доказала, что им это удастся», - говорит Рознер.

На данный момент реакторы NuScale существуют в основном в виде компьютерных моделей. Но здесь, в промышленной зоне к северу от города, компания построила полноразмерный макет верхней части реактора. Украшенный трубами серый цилиндр высотой 8 метров не совсем маленький. Он напоминает боевую рубку подводной лодки, которая каким-то образом всплыла сквозь пыльную землю. По словам Бена Хилда, проектировщика реактора NuScale, NuScale построила его, чтобы проверить, могут ли рабочие протиснуться внутрь для осмотра. «Это отличный маркетинговый инструмент.«

Однако не все думают, что NuScale перейдет от макета к реальности. Десятки перспективных конструкций реакторов пришли и ушли. И даже если NuScale и другие стартапы добьются успеха, атомная промышленность не сможет построить достаточно быстро, чтобы иметь значение в борьбе с изменением климата, говорит Эллисон Макфарлейн, профессор государственной политики и геолог из Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия. председательствовал в СРН с 2012 по 2014 годы. «Ядерная промышленность не делает ничего быстро, - говорит она.

Двенадцать блоков питания

Завод NuScale погрузит 12 небольших модульных реакторов в один бассейн с водой. Каждый реактор имеет функции пассивной безопасности, которые помогут избежать расплавления, а простая конструкция исключает насосы и трубы, которые могут выйти из строя и вызвать аварию. Чтобы снизить затраты, реакторы заводского изготовления будут отправлены целиком на строительную площадку.

Электроэнергетическое здание Охлаждающий бассейн Топливный бак Надземный кран Главный реакторный корпус ТурбинаПаровая линия Импортная тележка реактораПаровые приводные турбины Питательная вода для генерации параДозаправочная машинаИнструменты для удаления отработавшего топлива из реактора Реактор NuScaleУдерживающая камераСборка управляющих стержнейДавление в реакторе Внутренний парогенератор упрощает конструкцию и повышает безопасность реактора.Активная зона реактора Топливные стержни Пространство между сосудами находится под вакуумом, чтобы позволить активной зоне нагреться. Для охлаждения перегрева реактора пар может быть отведен к теплообменникам в бассейне. Если активная зона перегревается, предохранительные клапаны выпускают пар и воду в вакуумное пространство. . Тепло передается в бассейн. Естественная конвекция прогоняет охлаждающую воду через активную зону, избегая насосов. Большие и маленькие Более 100 модульных реакторов NuScale могут поместиться в защитной оболочке одного обычного гигаваттного реактора. А активная зона реактора NuScale будет содержать только 8% топлива, чем активная зона большего реактора. Конструкция защитной оболочки реактора NuScaleWestinghouse AP1000 44 метра (м) 25 м 82 м 4,6 м Бассейн охлаждения

С. БИКЕЛЬ / НАУКА

Ядерный реактор - это прославленный котел. Внутри его активной зоны висят ряды тепловыделяющих элементов, обычно заполненных таблетками из оксида урана. Радиоактивные атомы урана спонтанно расщепляются, высвобождая энергию и нейтроны, которые продолжают расщеплять еще больше атомов урана в цепной реакции, называемой делением.Тепло от цепной реакции в конечном итоге приводит к кипению воды, которая приводит в действие паровые турбины и вырабатывает электричество. Конструкции различаются (см. Врезку), но 85% из 452 энергетических реакторов в мире обеспечивают циркуляцию воды через активную зону для ее охлаждения и передачи тепла парогенератору, который приводит в действие турбину.

Вода играет вторую роль в обеспечении безопасности. В энергетических реакторах обычно используется топливо с небольшим количеством делящегося изотопа урана-235. Разбавленное топливо поддерживает цепную реакцию только в том случае, если нейтроны замедляются, чтобы увеличить вероятность того, что они расщепят другие атомы.Сама охлаждающая вода служит для замедления или замедления нейтронов. Если эта вода теряется в результате аварии, деление распадается, предотвращая неконтролируемую цепную реакцию, подобную той, которая взорвала реактор с графитовым замедлителем в 1986 году на Чернобыльской атомной электростанции в Украине.

Однако даже после того, как цепная реакция прекратится, тепло от радиоактивного распада ядер, созданного делением, может расплавить ядро. Это произошло на Фукусиме, когда цунами затопило аварийные генераторы, необходимые для прокачки воды через реакторы станции.

Дизайн

NuScale может снизить такие риски несколькими способами. Во-первых, в случае аварии маленькие ядра будут производить гораздо меньше остаточного тепла. Инженеры NuScale также отключили насосы, которые пропускают охлаждающую воду через активную зону, вместо этого полагаясь на естественную конвекцию. По словам Эрика Янга, инженера NuScale, такая конструкция исключает движущиеся части, которые могут выйти из строя и вызвать аварию. «Если его нет, он не может сломаться», - говорит он.

Новые корпуса реакторов

NuScale обеспечивают дополнительную защиту.Обычный реактор находится внутри железобетонной защитной оболочки диаметром до 40 метров. Каждый реактор NuScale шириной 3 метра умещается в собственном стальном защитном корпусе шириной 4,6 метра, который благодаря своему гораздо меньшему диаметру может выдерживать давление в 15 раз большее. Суда погружены в огромный бассейн с водой: лучшая линия защиты NuScale.

Например, в аварийной ситуации операторы могут охладить активную зону, отводя пар от турбин к теплообменникам в бассейне.Во время нормальной работы пространство между реактором и защитной оболочкой поддерживается под вакуумом, как в термосе, чтобы изолировать активную зону и дать ей возможность нагреться. Но если реактор перегреется, предохранительные клапаны откроются, выпуская пар и воду в вакуумное пространство, где они будут передавать тепло бассейну. Такие пассивные функции гарантируют, что практически при любой мыслимой аварии активная зона останется нетронутой, говорит Рейес.

Чтобы доказать, что реактор будет вести себя так, как предполагалось, инженеры NuScale построили модель в масштабе одной трети.В углу лаборатории факультета ядерной энергетики ОГУ скрывается клубок труб, клапанов и проводов высотой 7 метров. По словам Янга, модель нацелена не на то, чтобы работать в точности как настоящий реактор, а скорее на проверку компьютерных моделей, которые NRC будет использовать для оценки безопасности конструкции. Янг говорит, что ядро ​​модели нагревает воду не ядерным топливом, а 56 электронагревателями, такими как щипцы для завивки волос. «Это похоже на большой перколятор», - говорит он. «Мы ставим тест и наблюдаем за приготовлением кофе в течение 3 дней.«

Уменьшение реактора имеет обратную сторону, говорит М. В. Рамана, физик из Университета Британской Колумбии в Ванкувере, Канада. Он утверждает, что реактор меньшего размера будет извлекать меньше энергии из каждой тонны топлива, что приведет к увеличению эксплуатационных расходов. «Есть причина, по которой реакторы стали больше», - говорит Рамана. «По сути, NuScale отказывается от преимуществ экономии на масштабе».

Но малый размер окупается универсальностью, говорит Рейес. Один маленький реактор мог бы привести в действие установку для опреснения морской воды или обеспечения теплом промышленных процессов.Настроенная установка NuScale может поддерживать меньшую электрическую сеть развивающейся страны. А в развитом мире, где прерывистые возобновляемые источники быстро растут, полный комплект из 12 реакторов может обеспечить стабильную мощность, чтобы компенсировать непостоянную мощность ветряных мельниц и солнечных батарей. По словам Рейеса, изменяя количество реакторов, вырабатывающих энергию, установка NuScale может «следовать за нагрузкой» и заполнять пробелы.

NuScale действительно доказала, что им это удастся.

Роберт Рознер, Чикагский университет

Такое видение указывает на еще один ключевой аспект планов NuScale: проектировщики хотят кардинально изменить организацию и работу атомных станций. Согласно правилам NRC, диспетчерская может управлять не более чем двумя реакторами, и в этом случае в ней должно быть не менее шести операторов. NuScale хочет получить разрешение на запуск десятка своих более простых и безопасных реакторов из такой диспетчерской. «Люди смеялись надо мной, когда я сказал, что могу управлять этим заводом с шестью людьми», - говорит старший инженер NuScale Росс Снаггеруд.

Чтобы показать, что это возможно, инженеры NuScale построили полностью оперативную диспетчерскую для управления виртуальной электростанцией. В диспетчерской, запертой на втором этаже здания NuScale в промышленном парке на берегу реки Уилламетт, есть стена из огромных мониторов с высоким разрешением, которые отображают работу 12 виртуальных реакторов. Недавно Снуггеруд манипулирует сенсорным экраном, чтобы создать имитацию кризиса. Скачки реактивности в одном из 12 виртуальных реакторов. Управляющие стержни из карбида бора, которые должны упасть в активную зону, чтобы поглотить нейтроны и остановить реакцию, не реагируют.

Звучит сигнал тревоги. Мигают огни. Скачки температуры ядра. Но реактор NuScale легко справляется с кризисом. В течение нескольких минут температура падает, поскольку реактор автоматически отводит тепло в бассейн. Так неужели невозможно расплавить ядро? «Ни один ответственный инженер не сказал бы« никогда », - говорит Снаггеруд. «Но мы сделали много правильных вещей, чтобы обеспечить целостность ядра».

Инженеры NuScale должны убедить NRC, что настоящий завод будет работать так же спокойно. Два года назад компания подала заявку на 12000 страниц, и рассмотрение должно завершиться к сентябрю 2020 года.Команда NuScale имеет большой опыт работы с такими обзорами. В то время как Рейес был в OSU, он помог NRC сертифицировать два обычных дизайна Westinghouse. В случае одобрения проект NuScale станет первым проектом, лицензированным NRC с 2014 года.

NuScale ответила на более чем 1500 официальных запросов о предоставлении дополнительной информации, что составляет около трети от обычного числа, говорит Кэрри Фосааен, специалист по лицензированию NuScale. «Я думаю, это многое говорит о том, что мы сделали заранее», - говорит она. Тем не менее, Фосааен говорит: «Наш дизайн настолько отличается, что это проблема даже для людей, которые много лицензировали.«

Если толковать строго, говорит Фосааен, правила NRC подтолкнут инженеров NuScale к созданию миниатюрной версии обычного реактора - именно то, чего они не хотят делать. Таким образом, по ее словам, задача состоит в том, чтобы объяснить регулирующим органам, насколько безопасна конструкция NuScale, не добавляя дополнительных уровней сложности.

Некоторые запросы NuScale выделены жирным шрифтом. Компания обратилась в NRC с просьбой исключить потребность в резервном источнике электроэнергии, поскольку ее реакторы могут отключаться без подачи электроэнергии.Точно так же NuScale хочет избежать необходимости в зоне аварийной эвакуации шириной 32 километра, утверждая, что ее реакторы не представляют опасности распространения радиации за пределы станции. Такое изменение правил позволит коммунальному предприятию заменить стареющую угольную электростанцию ​​на станцию ​​NuScale в густонаселенном районе. «Это то, чего действительно хотят коммунальные предприятия», - говорит Рейес.

Такие просьбы кажутся одному известному критику высокомерием. Ядерная безопасность зависит от уровней защиты, говорит Эдвин Лайман, физик из Союза обеспокоенных ученых в Вашингтоне, округ Колумбия.C., и NuScale убирает их, чтобы сократить расходы. «Сказать, что вы так хорошо знаете, как будет работать новый реактор, что вам не нужна зона аварийной эвакуации, - это просто опасно и безответственно», - говорит он. Однако Якопо Буонджорно, инженер-ядерщик из Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже, считает, что запросы NuScale разумны и, скорее всего, получат одобрение. «Я не согласен с тем, что они удаляют элементы безопасности», - говорит он. "Наоборот."

Есть много компаний, которые не хотят быть первыми, но явно хотели бы быть вторыми в очереди.

Том Манди, NuScale

Инженерам NuScale не терпится построить настоящий завод. Компания имеет предварительную сделку с Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS), консорциумом из 46 коммунальных предприятий в шести западных штатах, о строительстве завода из 12 блоков в Национальной лаборатории Министерства энергетики штата Айдахо недалеко от Айдахо-Фолс в рамках безуглеродной энергетики UAMPS. проект. В качестве ведущей лаборатории ядерной энергетики Министерства энергетики США Национальная лаборатория Айдахо будет использовать один модуль для исследований, а другой - для снабжения лаборатории электроэнергией. Остальные 10 модулей будут питать сеть. В этом году UAMPS должен принять решение о заводе, который будет построен к 2027 году.

NuScale ожидает, что и другие клиенты последуют за ним. «Есть много компаний, которые не хотят быть первыми, но явно хотели бы быть вторыми в очереди», - говорит Том Манди, коммерческий директор NuScale. Согласно отчету Национальной ядерной лаборатории в Селлафилде, Великобритания, за 2014 год, к 2035 году SMR могут обеспечить от 65 до 85 гигаватт электроэнергии во всем мире, а объем строительства составит от 320 до 510 миллиардов долларов.Инженеры из Аргентины, Китая, России и Южной Кореи разработали конструкции SMR. Однако, по прогнозам Рознера, из-за качества своего дизайна «на международном уровне NuScale станет серьезным конкурентом».

Чтобы добиться успеха, NuScale придется конкурировать с дешевым природным газом. Компания стремится производить электроэнергию с общей стоимостью, включая строительство и эксплуатацию, в 65 долларов за мегаватт-час. Это примерно на 20% выше, чем текущая стоимость энергии от газовой электростанции.Однако, по словам Рознера, «цена на газ не будет оставаться низкой вечно». Страны также могут установить цену за выбросы углерода, что приведет к увеличению стоимости энергии, работающей на ископаемом топливе. Фактически, отчет Массачусетского технологического института за сентябрь 2018 года показал, что налог на выбросы углерода может сделать атомную энергетику конкурентоспособной по сравнению с газом.

Ядерная энергетика может столкнуться с еще более жесткой конкуренцией со стороны возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, которые становятся все дешевле и дешевле, говорит Рамана. Учитывая цифры, Лайман говорит, что он ожидает, что NuScale найдет мало клиентов - и это только в том случае, если DOE субсидирует сделки, как это было с UAMPS.«Я просто не вижу этого цунами малых реакторов по всему миру, - говорит он, - и это потому, что экономика настолько плоха». Но, как и многие эксперты, Рейес утверждает, что энергетическая экономика, основанная на возобновляемых источниках энергии, потребует некоторой формы устойчивой «базовой» энергии, а атомная энергия, в отличие от газа, может обеспечить ее без выбросов углерода.

Хотя NuScale очень хочет выйти на рынок США, индикатор ее перспектив может появиться из-за Атлантики. Чтобы сократить выбросы углерода, Великобритания обязалась закрыть к 2025 году оставшиеся семь угольных электростанций.Он мог бы заменить их газовыми электростанциями, но NuScale пытается убедить правительственных чиновников Великобритании сделать более смелый выбор и выбрать свои атомные станции. «Мы не концепция, мы не технология, которая все еще находится на чертежной доске», - говорит Манди. «Мы настоящие». Несколько лет покажут, правда ли это.

* Исправление, 22 февраля, 10:30: Эта история была изменена, чтобы отразить правильный состав управляющих стержней реактора NuScale.

Атомная промышленность делает большую ставку на малые электростанции

До сих пор для выработки ядерной энергии требовались массивные объекты, окруженные акрами зданий, электрическая инфраструктура, дороги, автостоянки и многое другое.Атомная промышленность пытается изменить эту картину - сокращаясь.

Попытки построить первый в стране «усовершенствованный малый модульный реактор» (ММР) в Айдахо идут по плану, и он будет введен в эксплуатацию к середине 2020-х годов. Проект сделал важный шаг вперед, когда стоящая за ним компания NuScale получила важный сертификат безопасности от Комиссии по ядерному регулированию.

Но, по данным Международного агентства по атомной энергии, первые из них могут вырабатывать электроэнергию к 2020 году в Китае, Аргентине и России.

Споры о том, стоит ли развивать эту технологию, продолжаются, но атомная промышленность не ждет вердикта. Как ученый-энергетик, я не думаю, что так должно быть. Это новое поколение меньших по размеру и более технологичных реакторов предлагает множество преимуществ, включая конвейерный подход к производству, значительно сниженный риск расплавления и большую гибкость с точки зрения того, где они могут быть размещены.

Насколько маленький маленький?

Мощность большинства небольших модульных реакторов, находящихся в настоящее время в производстве, составляет от 50 мегаватт - примерно достаточной мощности для 60 000 современных U.С. дома - и 200 мегаватт. Существуют конструкции еще меньших «мини» или «микрореакторов», которые вырабатывают всего 4 мегаватта.

Напротив, полноразмерные ядерные реакторы, построенные сегодня, будут вырабатывать около 1000–1600 мегаватт электроэнергии, хотя многие из них, построенные до 1990 года, в том числе более половины из 99 реакторов, действующих в США, меньше этого размера.

Полноразмерные ядерные реакторы, построенные сегодня, будут вырабатывать около 1000–1600 мегаватт электроэнергии, хотя многие из них, построенные до 1990 года, меньше этого.

Но небольшие ядерные реакторы на самом деле не новы. Больше всего в Индии - 18 реакторов мощностью от 90 до 220 мегаватт, построенных в период с 1981 по 2011 годы.

США, Россия, Китай, Индия, Франция и Великобритания эксплуатируют сотни атомных подводных лодок и авианосцев. У России есть десятки атомных ледоколов, курсирующих по Арктике, и ее первая плавучая атомная электростанция будет развернута в 2019 году недалеко от города Певек в Восточной Сибири.

Сибирский завод заменит четыре 12-мегаваттных реактора, построенных Советским Союзом в 1970-х годах для питания отдаленного города и административного центра, а также для горных работ и бурения нефтяных скважин.

Даже несмотря на то, что реакторы будут небольшими, они могут работать на гораздо более крупных электростанциях с несколькими реакторами. NuScale, например, хочет установить 12 реакторов на своей первоначальной площадке в Айдахо. По последним прогнозам компании, его общая мощность составит 720 мегаватт.

Мировая тенденция

Частные и государственные компании на данный момент стремятся построить эти небольшие электростанции примерно в десятке стран, включая США и Великобританию.

Франция, которая получает три четверти электроэнергии за счет ядерной энергии. , и Канада вскоре может присоединиться к драке.

Этот глобальный интерес к малым модульным реакторам вызван тем, что больше стандартных ядерных реакторов выводится из эксплуатации, чем строится.

Некоторые преимущества

Сторонники этих усовершенствованных малых модульных реакторов говорят, что их будет легче построить и они будут более гибкими с точки зрения размещения, чем более крупные реакторы. Слово «модульные» относится к тому, как они будут построены в заводских условиях, готовых к транспортировке либо полностью собранными, либо в виде легко соединяемых частей автомобильным, железнодорожным или морским транспортом.

Эти реакторы потенциально могут питать сельские города, промышленные предприятия, горные районы и военные базы, а также городские районы и порты. Небольшие модульные реакторы также могут оказаться полезными для промышленного использования.

Малые модульные реакторы будут отличаться от уже развернутых меньших реакторов из-за их новых технологий. Эти достижения призваны сделать их менее вероятными или даже невозможными для их плавления или взрыва, как это произошло во время аварии на Фукусиме в Японии.

Электростанции, на которых будут расположены эти небольшие реакторы, будут иметь дополнительную защиту от саботажа и кражи радиоактивных материалов.Например, они могут быть оборудованы системами охлаждения, которые продолжают работать, даже если нет операторов и пропадает вся электроэнергия. Во многих случаях весь реактор и парогенерирующее оборудование будут находиться под землей для защиты этих объектов во время стихийных бедствий, таких как землетрясение и цунами, которые привели к расплавлению трех реакторов Фукусима-дайити.

Во многих случаях весь реактор и парогенерирующее оборудование будут находиться под землей для защиты этих объектов во время стихийных бедствий.

Как и возобновляемые источники энергии, ядерная энергия не выделяет углерода. И по сравнению с ветровой и солнечной энергией, которые являются непостоянными источниками, или гидроэнергетикой, на которую влияют сезонные изменения и засухи, она работает постоянно и занимает гораздо меньшую площадь.

В результате небольшие модульные реакторы могут быть объединены с возобновляемыми источниками вместо угольных электростанций или станций, работающих на природном газе. Тем не менее, им, вероятно, придется конкурировать с передовыми системами хранения энергии на этом рынке.

Опасения и затраты

Оживутся ли эти преимущества, очевидно, еще предстоит увидеть после того, как эти реакторы будут развернуты.Некоторые эксперты скептически относятся к обещаниям и ожиданиям отрасли.

Хотя небольшие модульные реакторы предназначены для производства меньшего количества радиоактивных отходов, чем стандартные, более крупные реакторы для того же количества энергии, вопрос о том, где безопасно захоронить ядерные отходы, остается нерешенным.

Малые модульные реакторы сталкиваются с другими проблемами, некоторые из которых созданы ими самими.

Большой интерес к потенциальному глобальному рынку побудил многие компании предложить свои собственные индивидуальные конструкции реакторов.На мой взгляд, версий уже слишком много. Вскоре произойдет встряска.

Большой интерес к потенциальному глобальному рынку побудил многие компании предложить свои собственные индивидуальные конструкции реакторов.

И, особенно в США, в настоящее время нет ясности в отношении продолжительности времени, необходимого для лицензирования новых конструкций реакторов, не имеющих коммерческого опыта, что создает большую неопределенность в отношении регулирования.

Также неясно, сколько будет стоить энергия, вырабатываемая малым модульным реактором.Вероятно, так будет по крайней мере в течение следующих 10-15 лет, пока несколько проектов не будут построены и введены в эксплуатацию.

Некоторые эксперты предполагают, что небольшие модульные реакторы будут размещены на уровнях, которые могут быть выше, чем для полноразмерных реакторов, строительство и эксплуатация которых обычно обходятся дороже, чем другие варианты, такие как природный газ, при том же количестве энергии. NuScale, однако, прогнозирует, что ее SMR будут более конкурентоспособными с точки зрения их стоимости.

Некоторые наблюдатели опасаются, что владельцы реакторов могут сократить расходы (PDF), чтобы снизить затраты, ставя под угрозу безопасность.

Хотя их стоимость неясна, а их преимущества по сравнению с другими вариантами энергии остаются недоказанными, я считаю, что эти небольшие реакторы, как неуглеродные источники, необходимы для решения энергетических проблем нашего времени. И весь остальной мир, кажется, готов попробовать их с США

или без них. Когда дело доходит до атомной энергетики, может ли быть меньшее лучше?

Огромные компьютерные экраны выстроились в темной диспетчерской без окон в Корваллисе, штат Орегон, где инженеры компании NuScale Power надеются определить следующую волну ядерной энергетики.Светящиеся значки заполняют экраны, отображая мощность 12 миниатюрных ядерных реакторов. Вместе эти небольшие модульные реакторы будут генерировать примерно такое же количество энергии, что и одна из обычных атомных станций, которые в настоящее время усеивают Соединенные Штаты, - вырабатывая достаточно электроэнергии для питания 540 000 домов. На светящихся экранах пальма указывает, какой из дюжины блоков находится в «островном режиме», позволяя одному реактору работать отключенным от сети в случае аварии.

Эта диспетчерская - всего лишь макет, и реакторы, изображенные на экранах компьютеров, фактически не существуют.Тем не менее NuScale инвестировала более 900 миллионов долларов в разработку технологии малых модульных реакторов (SMR), которая, по словам компании, представляет собой следующее поколение атомных электростанций. NuScale работает над полномасштабным прототипом и заявляет, что готовится начать строительство своей первой атомной электростанции - проект мощностью 720 мегаватт для коммунального предприятия в Айдахо - в течение двух лет; Комиссия по ядерному регулированию США только что завершила четвертый этап обзора конструкции NuScale, первую сертификацию SMR, рассмотренную комиссией. Компания ожидает окончательного утверждения к концу 2020 года. Министерство энергетики США уже инвестировало 317 миллионов долларов в исследования и разработки проекта SMR NuScale.

NuScale - не единственная компания, занимающаяся разработкой миниатюрных реакторов. В России правительство запустило плавучий реактор мощностью 70 мегаватт в Северном Ледовитом океане. Китай объявил о планах в 2016 году построить свою собственную плавучую конструкцию РМР, финансируемую государством. Три канадские провинции - Онтарио, Нью-Брансуик и Саскачеван - подписали меморандум о разработке и развертывании малых модульных реакторов.Консорциум Rolls-Royce в Великобритании работает над разработкой SMR мощностью 440 мегаватт.

Адвокаты
говорят, что по мере роста возобновляемой энергии небольшие модульные реакторы могут лучше справляться с переменным характером ветра и солнца.
Сторонники

говорят, что настало время для новой волны ядерных реакторов по нескольким причинам. Во-первых, они утверждают, что, если у мирового сообщества есть хоть какая-то надежда сократить выбросы CO2 к середине века, в него должны быть включены новые ядерные технологии.Во-вторых, традиционная ядерная энергетика сталкивается с проблемами. Многие существующие станции стареют, а строительство новых АЭС страдает из-за значительных задержек и огромного перерасхода средств; крупномасштабные атомные электростанции могут стоить более 10 миллиардов долларов. Наконец, сторонники говорят, что по мере роста поставок возобновляемой энергии небольшие модульные реакторы могут лучше справляться с переменным характером ветровой и солнечной энергии, поскольку SMR легче включить и оставить в рабочем состоянии.

Критики ядерной энергетики, однако, утверждают, что малые модульные реакторы страдают многими из тех же проблем, что и большие реакторы, в первую очередь проблемами безопасности и нерешенной проблемой того, что делать с долгоживущими радиоактивными отходами. А противники говорят, что даже в меньшей форме ядерная энергия стоит дорого - это один из самых дорогостоящих видов энергии, требующий значительных государственных субсидий для строительства и эксплуатации, не говоря уже о страховании. SMR NuScale предлагает искусственное ограничение в 6,5 цента за киловатт-час в качестве стимула для реализации своего первого проекта. Тем не менее, в сентябре Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса объявил, что он принял предложение на электроэнергию из возобновляемых источников с емкостью хранения, которая может обеспечивать круглосуточное снабжение, по цене 2 цента за киловатт-час.

Шок с наклейками: Взлетные расходы на отключение ядерной установки в Германии. Прочитайте больше.

М.В. Рамана, заведующий кафедрой Саймонса по вопросам разоружения, глобальной безопасности и безопасности человека в Университете Британской Колумбии, говорит, что, поскольку цены на возобновляемые источники энергии резко падают, ядерная энергетика просто не может конкурировать. Более трети атомных станций США в настоящее время убыточны или их планируется закрыть. В глобальном масштабе ядерная энергия в настоящее время поставляет только 11 процентов электроэнергии по сравнению с рекордными 17.6 процентов в 1996 году. После катастрофы на Фукусиме в Японии в 2011 году Германия решила полностью закрыть свою ядерную промышленность, а такие страны, как Бельгия, Швейцария и Италия, отказались заменять существующие реакторы или продвигать планы по установке новых.

Художественная визуализация небольшого модульного реактора, разрабатываемого консорциумом Rolls-Royce.Роллс-Ройс

Но компании и ученые, поддерживающие разработку малых модульных реакторов, говорят, что эта технология предлагает новый путь развития ядерной энергетики, который преодолевает многие недостатки традиционных более крупных реакторов. По словам сторонников, SMR гораздо реже перегреваются, отчасти потому, что их маленькие сердечники производят гораздо меньше тепла, чем сердечники в больших реакторах. Инновационные разработки в технологии SMR могут также снизить другие инженерные риски, такие как выход из строя насосов охлаждающей жидкости.NuScale заявляет, что в ее SMR гораздо меньше движущихся частей, чем в традиционных реакторах, что снижает вероятность отказов, которые могут привести к аварии.

Строительство реакторов меньшего размера также позволяет их массовое производство на центральном предприятии и более легкую транспортировку, что дает возможность устанавливать SMR в удаленных местах, где обычный реактор невозможен. (SMR обычно рассчитаны на выработку от 50 до 300 мегаватт электроэнергии по сравнению с типичными 1000 мегаватт традиционных крупномасштабных реакторов.Возможно, самое главное, сторонники утверждают, что ММР стоят намного дешевле и могут быть построены быстрее, чем большие ядерные реакторы, открывая новые рынки в развивающемся мире.

«Мы настолько безопасны и просты, насколько это возможно», - говорит соучредитель NuScale и технический директор Хосе Рейес.


Уменьшение размеров реакторов - идея не нова; Фактически, первый гражданский SMR был введен в эксплуатацию еще в 1955 году. Он был построен в Элк-Ривер, штат Миннесота, превзошел свой бюджет на 9,8 миллиона долларов и проработал всего за три с половиной года до появления трещин в его системе охлаждения.С тех пор размеры коммерческих реакторов только выросли.

В 2000 году Министерство энергетики финансировало проект Университета штата Орегон, среди прочего, по изучению многоцелевого легководного реактора малой мощности. В 2007 году университет предоставил NuScale эксклюзивные права на разработку SMR, а также на дальнейшее использование своего испытательного центра. В 2011 году в компанию инвестировала транснациональная инжиниринговая фирма Fluor Corporation. В 2018 году Комиссия по ядерному регулированию США одобрила первый этап рассмотрения проекта. В настоящее время NuScale имеет более 529 выданных или ожидающих рассмотрения патентов и около 400 сотрудников.

Более 125 реакторов NuScale можно разместить в традиционной защитной оболочке реактора.

Многие из разрабатываемых проектов SMR просто сокращают системы крупномасштабных атомных станций, используя меньше топлива. Реактор NuScale будет всего 76 футов в высоту. Более 125 реакторов NuScale можно разместить в традиционном здании защитной оболочки реактора, хотя компания планирует размещать их группами по 12 человек.

Система

NuScale также является интегральной, что означает, что топливо, пар и генератор будут находиться в одном сосуде. «Это снижает риск несчастных случаев, потому что становится меньше труб, которые можно сломать», - говорит Рейес, соучредитель компании. Технология также использует тепло сердечника для управления потоком охлаждающей жидкости, устраняя необходимость в насосах охлаждающей жидкости и движущихся частях, которые могут выйти из строя. Каждый реактор будет автономным, с несколькими реакторами, совместно использующими охлаждающий бассейн.

Если в традиционном ядерном реакторе теряется охлаждающая вода, его деление может увеличиться, убегая до взрыва, как это произошло в 1986 году в Чернобыле на Украине.Даже после выключения реактора тепло от радиоактивного распада деления может расплавить сердечники, как это произошло во время ядерной катастрофы на Фукусима-дайити, когда цунами повредило генераторы, перекачивающие воду через остановленные реакторы. Вот почему инженеры NuScale также построили предохранительные клапаны на корпусе реактора, которые открываются при отключении электроэнергии и выпускают пар в корпус, где он конденсируется, рециркулирует и обеспечивает охлаждение. Рейес говорит, что без насосов «даже при наихудшем сценарии, когда мы теряем всю внешнюю энергию, реактор будет безопасно автоматически отключаться и оставаться холодным в течение неограниченного времени. Он добавляет: «Это первый раз, когда это делается» для коммерческой ядерной энергетики.

Посмотрите, как работает технология малых модульных реакторов NuScale.

В 2015 году Utah Associated Municipal Power Systems, коммунальное предприятие, обеспечивающее электроэнергией шесть штатов на Западе, согласилась построить первый реактор NuScale. При финансовой поддержке Министерства энергетики коммунальное предприятие выбрало площадку в Национальной лаборатории штата Айдахо, недалеко от Айдахо-Фолс, штат Айдахо.«Этот процесс очень долгий, утомительный и очень дорогостоящий», - говорит Росс Снаггеруд, руководитель инженерных операций NuScale. «Существует барьер в 1,4 миллиарда долларов для утверждения проекта, созданного правительством». Тем не менее, по словам Рейеса, компания планирует ввести реакторы в эксплуатацию к 2027 году.


В Дерби, Англия, консорциум Rolls-Royce работает над другой конструкцией SMR - на этот раз для реактора мощностью 440 мегаватт, что немного выходит за пределы диапазона, обычно считающегося малым, хотя Rolls-Royce считает, что это «золотая середина» для достижения эффект масштаба.Консорциум планирует разместить свои SMR на бывших промышленных площадках, возможно, даже на территории закрытых крупных атомных электростанций. Конструкция все еще находится на ранних стадиях, и Rolls-Royce заявляет, что до эксплуатации реактора осталось не менее десяти лет. На сегодняшний день Rolls-Royce получил от британского правительства 18 миллионов фунтов стерлингов и требует еще 200 миллионов фунтов стерлингов.

Несмотря на финансовые и нормативные препятствия, и Rolls-Royce, и NuScale ожидают появления большого рынка, включая продажу реакторов в страны Африки и Южной Америки, где менее надежные сетевые системы могут не поддерживать энергетическую нагрузку традиционных крупномасштабных реакторов. Даже в развитых странах SMR могут дать возможность вырабатывать электроэнергию в новых местах. Канада, например, недавно объявила о плане изучения потенциальных площадок РММ в отдаленных районах Крайнего Севера, которые в настоящее время используют дизельное топливо для выработки электроэнергии.

Противники
SMR утверждают, что независимо от размера ядерная энергетика имеет нерешенные проблемы с ценами и безопасностью.

Еще один способ сделать SMR прибыльными - это использовать их не только для выработки электроэнергии для сети, но и для разработки усовершенствованных реакторов, которые также могут производить водород или опресненную воду.NuScale утверждает, что использование избыточной энергии для опреснения может быть прибыльным рынком, помогающим компенсировать сравнительно высокие затраты на электроэнергию на опреснение.


Противники SMR утверждают, что независимо от размера ядерная энергетика имеет нерешенные проблемы с ценами и безопасностью. Критики говорят, что для достижения экономии за счет массового производства потребуется стандартизированная конструкция SMR; в настоящее время их десятки. И SMR тоже придется строить в больших количествах. Но для того, чтобы компания вкладывала средства в производство реакторов и их компонентов, ей нужен надежный рынок, а многие частные инвесторы по-прежнему опасаются новой технологии.Эндрю Сторер, генеральный директор Исследовательского центра перспективного производства в ядерной области, который прогнозирует рынки для производителей ядерной энергии, говорит, что касается компаний цепочки поставок: «Мы советуем людям:« Пока не инвестируйте »».

Недавний опыт подтверждает скептицизм. Westinghouse работал над проектом SMR в течение десяти лет, прежде чем отказался в 2014 году. Компания Transatomic Power из Массачусетса, занимающаяся ядерными технологиями, отказалась от SMR на расплавленной соли в 2018 году, и, несмотря на вливание 111 миллионов долларов США из США. S. Government, проект SMR от Babcock & Wilcox, передового разработчика энергетики, был свернут в 2017 году. Хотя россиянам удалось запустить финансируемый государством SMR, затраты на его строительство превысили оценки в четыре раза, а его энергия будет стоить примерно в четыре раза больше, чем текущие ядерные затраты США.

Потенциальный глобальный рынок SMR (в мегаваттах) согласно анализу британского консорциума.Национальная ядерная лаборатория / Rolls-Royce

В конце концов, каждый разговор о ядерной проблеме переходит к радиоактивным отходам и безопасности. ММР с использованием реактора с водой под давлением продолжат генерировать высокорадиоактивное отработавшее топливо, однако ни одна страна не имеет постоянного решения, как безопасно хранить такие отходы. США искали место для постоянного хранилища ядерных отходов с 1982 года; Между тем, 70 процентов отработавшего топлива в США находится в бассейнах выдержки, многие из которых устарели и уязвимы, и часто в количествах, намного превышающих то, что считается безопасным.

Поскольку NuScale надеется заменить угольные электростанции в США и Великобритании, возможно, даже построив их на основании закрытых площадок электростанций в более густонаселенных районах, Комиссия по ядерному регулированию рассматривает возможность отмены некоторых стандартных мер безопасности, включая требование зона аварийной эвакуации и необходимость резервного питания. NuScale заявляет, что, поскольку SMR содержат меньшее количество радиоактивных материалов и могут быть размещены под землей, их риски ниже, и они требуют меньше сотрудников службы безопасности.

Почему ядерная энергетика должна быть частью энергетического решения. Прочтите статью под ред.

Это вызвало резкую критику со стороны ядерных экспертов. Даже Союз обеспокоенных ученых, который в целом поддерживает ядерную энергетику, заявляет: «Со стороны СРН было бы безответственно снижать требования к безопасности для любого реактора любого размера».


Кажется, все согласны с тем, что потребность в новой безуглеродной энергии является насущной.

Сторонники ядерной энергетики утверждали, что нулевые выбросы невозможно будет достичь достаточно быстро, не полагаясь на ядерную энергию. Но в энергетической политике нет единого мнения о том, что это правда: возобновляемые источники энергии расширяются быстрее, чем ожидалось, и по мере того, как технологии хранения энергии продолжают совершенствоваться, их потенциал только растет.

«Что действительно должно произойти на данном этапе, так это чтобы существовала конкуренция среди низкоуглеродных источников энергии, чтобы увидеть, кто может принести наибольшую выгоду от сокращения выбросов углерода с наименьшими затратами», - говорит Питер Брэдфорд, бывший член Nuclear Регулирующая комиссия.«У меня нет проблем с тем, что правительство финансирует исследования в области другой энергетической технологии, если исследование пропорционально обещанию, которое оно показало».

BWRX-300

ДРАМАТИЧЕСКОЕ СНИЖЕНИЕ МАСШТАБА И СЛОЖНОСТИ

BWRX-300 использует 30-летний опыт разработки ESBWR, чтобы помочь будущим установкам работать умнее, быстрее и с меньшими затратами.

По сравнению с ESBWR, BWRX-300 может похвастаться уменьшением объема на 90% при компоновке установки.Примечательно, что инновационный SMR предназначен для уменьшения объема здания примерно на 50 процентов на МВт, что должно составлять на 50 процентов меньше бетона на МВт. ESBWR на 1520 МВт имеет приблизительно 160 000 м3 безопасного бетона, тогда как BWRX-300 имеет только 15 500 м3. BWRX-300 значительно улучшит реакторы следующего поколения благодаря своей доступности и выгодному размеру.

В качестве «интеллектуального реактора» BWRX-300 использует системы конденсаторов с естественной циркуляцией и пассивным охлаждением для обеспечения простых и безопасных рабочих ритмов.В глобальной гонке за передовые ядерные технологии BWRX-300 выделяется своими проверенными и менее сложными процессами.

ОСНОВНЫЕ ПАРТНЕРСТВА

Технология BWRX-300 широко поддерживается в атомной энергетике, и GEH сотрудничает с несколькими партнерами, которые стремятся создать оптимальную конструкцию реактора, необходимую для того, чтобы помочь клиентам достичь прочного и успешного будущего. Один из таких партнеров, Dominion, активно инвестирует в BWRX-300. GEH SMR Technologies Canada, Ltd., базирующаяся в Маркаме, Онтарио, поддерживает развертывание BWRX-300 в Канаде.

ПРОВЕРЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Следует отметить, что большинство ядерных технологий и компонентов, используемых в BWRX-300, либо имеют многолетний проверенный опыт эксплуатации, либо прошли серьезные испытания и лицензирование в рамках программы ESBWR. Более того, различные строительные технологии, включенные в конструкцию BWRX-300, основаны на передовых бетонных решениях и инновационных технологиях, которые были проверены в нефтегазовой, туннельной и энергетической отраслях.GEH продолжает фокусироваться на сокращении затрат и сроков, чтобы позволить BWRX-300 конкурировать с электростанциями с комбинированным циклом, работающим на природном газе, и помочь атомным станциям в целом оставаться жизненно важной частью будущей структуры производства электроэнергии.

Электростанция будущего прямо у вас дома

Перед тем, как стать руководителем Holy Cross в 2018 году, Ханнеган был директором-основателем Центра интеграции энергетических систем в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии за пределами Денвера.Объект был задуман как «сетка в коробке», где исследователи могли изучать, как солнечные панели, электромобили, аккумуляторные системы хранения и другие так называемые «распределенные энергоресурсы» влияют на то, как электричество перемещается по сети.

По мере того, как все больше домов и предприятий устанавливают свои собственные системы генерации и хранения энергии из возобновляемых источников, централизованным коммунальным предприятиям становится все труднее управлять спросом и предложением электроэнергии. Обеспечить доставку электроэнергии потребителям, которые в ней нуждаются, и тогда, когда они в ней нуждаются, проще, когда у вас есть небольшое количество крупных электростанций, работающих на предсказуемых видах топлива, таких как уголь, природный газ или атомная энергия.Но энергия, производимая распределенными энергетическими системами, имеет тенденцию быть возобновляемой и, следовательно, очень изменчивой - иногда солнце светит, иногда нет. Более того, существует много, распределенных систем. Вместо того, чтобы управлять несколькими крупными электростанциями, коммунальным предприятиям пришлось бы управлять миллионами маленьких.

«Коммунальные предприятия переходят от простой продажи электроэнергии конечным пользователям к управлению сетями и потоками электроэнергии», - говорит Хареш Камат, старший менеджер программы по распределенным энергетическим ресурсам в некоммерческом научно-исследовательском институте электроэнергетики.«Есть много преимуществ в том, чтобы эти энергетические системы располагались рядом с конечными пользователями, особенно если у коммунальных предприятий есть способ их организовать и координировать».

Производство и хранение возобновляемой энергии ближе к месту ее использования может повысить отказоустойчивость сети, гарантируя, что электричество продолжает поступать к пользователям, даже если остальная часть сети повреждена лесными пожарами или другими бедствиями. Но цена устойчивости - эффективность. Распространение распределенных переменных источников энергии создает неопределенность в отношении спроса на электроэнергию; коммунальные службы будут производить либо слишком много, либо недостаточно.Для Ханнегана и его коллег из NREL Energy Systems Integration Facility было ясно, что для создания экологически чистого, устойчивого, эффективного по стандартам и электроснабжения энергосистеме будущего придется в значительной степени управлять собой.

В 2016 году Министерство энергетики предоставило Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии грант в размере 4,2 миллиона долларов на разработку программного обеспечения для управления автономными сетями в рамках своей программы Network Optimized Distributed Energy Systems или NODES. Идея, по словам руководителя проекта NODES Андрея Бернштейна, заключалась в создании алгоритмов, оптимизирующих распределение электроэнергии как на уровне отдельных домов, так и на уровне всей сети.

«Проблема в том, что нынешняя технология не может интегрировать очень большие объемы распределенных энергоресурсов», - говорит Бернштейн. «NODES производит платформу plug-and-play, которая позволяет интегрировать миллионы устройств, таких как солнечные панели, батареи и электромобили, которыми можно управлять на границе системы».

Алгоритмы, разработанные Бернштейном и его коллегами, превращают сетку в улицу с двусторонним движением. Вместо нисходящего подхода, при котором централизованное коммунальное предприятие распределяет электроэнергию конечным пользователям, программное обеспечение для автономного управления позволяет распределенным энергетическим системам отправлять излишки электроэнергии обратно в более крупную сеть наиболее эффективным способом.Если сегодня солнечный день и солнечные панели на крыше вырабатывают намного больше энергии, чем нужно их владельцам, у коммунального предприятия нет причин сжигать столько угля или природного газа. Но без сети автономных контроллеров, следящих за распределенной генерацией, коммунальное предприятие имеет слепую зону и не может воспользоваться избытком чистой энергии.

Программное обеспечение для управления автономной сетью, разработанное в NREL, было разработано для управления десятками тысяч энергосистем. Но то, что работает в лаборатории, не обязательно сможет справиться с хаосом реальной жизни.Итак, после трех лет тестирования алгоритмов в лаборатории NREL «сетка в коробке» команда NODES была готова испытать их в полевых условиях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *