Информационный партнер Комитета
по экологии и охране окружающей
среды Ассоциации менеджеров
Нам уже год! 
30 Августа 2017

Битва за доли процента

Влиять на поток воды практически невозможно, но можно выжимать максимум из оборудования – рабочих колес, турбин и современной электроники. Это доказали в «ЕвроСибЭнерго» в рамках программы модернизации ГЭС Ангаро-Енисейского каскада. Эффекты от нее сопоставимы со строительством в Сибири новой гидростанции мощностью 300-400 МВт, а «дополнительные» 1,5 млрд кВт*часов, которые будут вырабатывать модернизированные ГЭС, позволят экономить до 800 тыс. тонн угля в год и уменьшить выбросы сибирских угольных станций в атмосферу.
Поделиться в социальных сетях

Крупнейшая частная энергокомпания России «ЕвроСибЭнерго» (входит в En+ Group Олега Дерипаски) отчиталась, что за первое полугодие 2017 года увеличила производство «зеленой» энергии на 9%. Всего электростанции компании произвели за шесть месяцев 33,91 млрд кВт*часов (плюс 5% к аналогичному показателю прошлого года), из них «зеленых» - 27,35 млрд кВт*часов. Практически весь этот объем выдали в сеть гидроэлектростанции «ЕвроСибЭнерго» – Красноярская, Иркутская, Братская и Усть-Илимская, составляющие Ангаро-Енисейский каскад.

В него также входит и Богучанская станция, которая управляется СП «РусГидро» и ОК «Русал», еще одной компанией Дерипаски. Но в статистику «ЕвроСибЭнерго» выработка этой ГЭС по понятным причинам не попадает. «Рост связан с улучшением гидрологической обстановки в бассейне Байкала после аномального маловодья 2015-2016 годов и как следствие – постепенным восстановлением уровня притока воды в водохранилища ГЭС на реке Ангаре», - объясняют в компании. Добавляя при этом, что «приток воды в озеро Байкал оставался существенно ниже нормы», в результате чего производство энергии на ГЭС Ангарского каскада «оказалось примерно на 15% ниже среднемноголетних значений».

В структуру «ЕвроСибЭнерго» входит еще и Ондская ГЭС (80 МВт) – часть Выгского каскада на реке Онда в Карелии. Кроме этого, нарастила производство «зеленой» энергии и Абаканская солнечная станция в Хакасии – 3,62 млн кВт*часов, что на 10% выше первого полугодия прошлого года. «Рост объясняется большим количеством солнечных дней за первые шесть месяцев 2017 года по сравнению с аналогичным периодом 2016 года», - заявили в компании. С «солнцем» «ЕвроСибЭнерго» пока, конечно, экспериментирует. Но речь идет не только о наработке компетенций в сфере эксплуатации таких объектов. Так, на базе МГУ им. Ломоносова при прямом финансировании компании открыта лаборатория, в которой ведутся прикладные исследования фотоэлектрических модулей на основе перовскита. Прототип новых солнечных ячеек будет протестирован на базе Абаканской СЭС. Получается, в этом сегменте возобновляемой энергетики «ЕвроСибЭнерго» рассчитывает занять уникальную нишу (у лидера рынка – ГК «Хевел» - собственный завод по выпуску гетероструктурных модулей).

Установленная мощность электростанций компании составляет 19,7 ГВт, из которых более 15 ГВт приходится на гидроэнергетику. Остальное производят газовые и угольные ТЭЦ, которые, кроме электричества, выдают еще и тепловую энергию. Несмотря на наличие в структуре этих «грязных» типов генерации, «ЕвроСибЭнерго» позиционирует себя одним из лидеров «зеленой» энергетики России. И это не красивая поза, а четкая стратегия. «Сегодня наш основной бизнес – это гидроэнергетика, ГЭС на Ангаре и Енисее. Мы считаем этот сектор одним из самых «зеленых». За последние 20 лет в мировой гидроэнергетике не случилось какого-либо технологического прорыва, тем не менее постепенно увеличивается КПД турбин, он уже близок к 97%. Сейчас мы проводим масштабную модернизацию наших станций, заменяем оборудование, в результате чего ГЭС смогут уже к 2018 году производить существенно больше энергии, пропуская через турбины тот же объем воды», - говорит генеральный директор «ЕвроСибЭнерго» Вячеслав Соломин.

Программа модернизации ГЭС называется «Новая энергия». «Основная цель – эффективнее использовать гидроэнергетические ресурсы Сибири, повысить надежность наших гидростанций и обеспечить потребности экономики в экологически чистой энергии. Мы убеждены, что будущее энергетики Сибири должно базироваться именно на таких технологиях – эффективных, чистых и инновационных», - добавляет Соломин.

НЭ-основа.png

Зеленеть еще больше

В отличие от ГЭС, находящихся в составе госхолдинга «РусГидро» или частной ТГК-1, станции Ангаро-Енисейского каскада в Сибири с точки зрения гидроэнергетики еще достаточно «молодые». Самые крупные – Красноярская (6 ГВт) и Братская (4,5 ГВт) – отмечают в этом году 60-летние юбилеи. Самая скромная по мощности – Иркутская (662,4 МВт), первенец «большой гидры» в Сибири, в силу разных причин, выполняет практически одну задачу – регулирует уровень озера Байкал. Что, кстати, делает эту ГЭС мишенью для постоянных нападок экологов, хотя, как специально подчеркивают в «Иркутскэнерго», установка режимов пропусков – прерогатива Росводресурсов, а не блажь энергетиков. «Для поддержания уровня Байкала по указанию Федерального агентства водных ресурсов на протяжении уже трех лет объем попуска воды через плотину Иркутской ГЭС задается на уровне минимально допустимого», - напоминают в компании.

Красной нитью через все сообщения, посвященные реализации программы «Новая энергия», проходит следующая сверхидея – за счет ее реализации ГЭС смогут увеличить производство чистой энергии, пропуская через турбины тот же объем воды. Собственно, такую же цель преследуют все другие компании, зарабатывающие на энергии возобновляемых источниках. Вода, солнце, ветер – это, ни крути, деньги, и речь всегда идет о том, как за счет качественного оборудования и роста эффективности заработать на этих непостоянных ресурсах по максимуму.

Но не стоит забывать, что в случае с гидротехническими объектами нельзя говорить только о выработке. Необходимо обеспечивать и надежность работы ГЭС, и безопасность таких объектов, и массу других нюансов (от водоснабжения населения до обеспечения пароходства на реках и водохранилищах). После аварии на Саяно-Шушенской ГЭС этим параметрами уделяется особое внимание. А потому рост производства электроэнергии, а тем более мощности – попутные эффекты, этакие бонусы, конечно, чрезвычайно приятные. Но за них приходится биться, вкладываясь в поиск технических решений, инноваций и оборудования.

Уникальность «Новой энергии», на фоне модернизационных программ других энергокомпаний – точный расчет и экономическая обоснованность. Если «РусГидро» может позволить себе менять оборудование на ГЭС целиком (справедливости ради отметим, что с приходом Николая Шульгинова на пост гендиректора инвестпрограмма госхолдинга была сильно урезана и оптимизирована), то «ЕвроСибЭнерго» считает каждую копейку и глубоко продумывает каждую инвестицию. К примеру, на Красноярской ГЭС основной акцент был сделан на глубокую модернизацию гидроагрегатов и всего электрооборудования, и только после завершения этого этапа в 2016 году на станции началась замена рабочих колес. На Братской и Усть-Илимской станциях меняют только рабочие колеса, и то не все. Параллельно обновляют и автоматику, и трансформаторы, и распределительные устройства и много чего еще, что не очень влияет на выработку, но крайне важно для обеспечения той самой надежности.


7a5c73f3adc9bf6bcbb5e0fe6da0d4b4.jpg


Замена рабочих колес – самое зрелищное и масштабное направление. Только за первое полугодие в Братске и Усть-Илимске ввели в эксплуатацию четыре модернизированных гидроагрегата с новыми колесами. Вообще, первый этап «Новой энергии» стоимостью более 15 млрд рублей планируется завершить в будущем году, заменив суммарно 18 колес на трех крупнейших ГЭС в Сибири. «В результате эффективность работы ГЭС будет соответствовать лучшим мировым показателям, вырастет надежность и качество энергоснабжения потребителей сибирских регионов», - подчеркивают в «ЕвроСибЭнерго».

Красноярская, Братская и Усть-Илимская станция увеличат производство экологически чистой электроэнергии на 1,5 млрд кВт*часов в год, используя тот же объем воды. Это позволит «частично заместить энергию угольных электростанций, за счет экономии до 800 тыс. тонн угля в год, и сократить выбросы парниковых газов угольных электростанций на 2 млн тонн в год, что благоприятно отразится на экологической обстановке в сибирских регионах». Эффект от модернизации сопоставим со строительством в Сибири новой гидростанции мощностью 300-400 МВт.

«Изюминка нашей программы заключается в том, что у нас каждый проект рассматривается отдельно и каждый по-своему интересен. Главная цель, с одной стороны, это обновление оборудования, с другой, не просто обновление, а такое, после которого оборудование не только приобретет новое качество, но станет более надежным, бесперебойным в работе и более эффективным. Эффективность – это и дополнительная выработка электрической энергии на той же самой воде, и дополнительная мощность. За счет этого мы увеличиваем маневренность всей энергосистемы, что очень хорошо с точки зрения системных эффектов – ведь только ГЭС способна быстро с минимального уровня поднять нагрузку вплоть до гигаватта», - рассказывает начальник управления по стратегии ПАО «Иркутскэнерго» Тимофей Бенедюк.

Два рабочих колеса для Красноярской ГЭС


Братская ГЭС

Всего на этой станции установлено 18 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 250 МВт каждый. Есть, кстати, и техническая возможность установки еще двух агрегатов – для них при строительстве станции были зарезервированы пазы. Но пока в «ЕвроСибЭнерго» об этой возможности не задумываются. Замена рабочих колес здесь стартовала еще в 2006 году, и на первом этапе, который завершился в 2010 году, меняли колеса из первой очереди (станционные номера 13-18, работавшие в период достройки ГЭС на пониженных напорах, что вызвало их ускоренный износ). К настоящему моменту на третьей по мощности ГЭС в России заменили уже 12 рабочих колес, последний гидроагрегат был запущен в работу в мае этого года.

Доставка каждого из колес превращалась в настоящую спецоперацию. Масса одного колеса на Братской ГЭС составляет более 72 тонн, диаметр – шесть метров, высота – около 2,5 метра. Доставить такую громадину – сама по себе задача не из легких. А в Братске, к тому же, устанавливали оборудование австрийской Voith. Производитель отправлял колесо со своего завода в Санкт-Пельтене по водному пути в Санкт-Петербург. А уже оттуда колесо, погруженное в специальный автотранспорт, с небольшой скоростью (не более 60 км в час), везли до Братска. В итоге доставка растягивалась на два месяца!

На высоконапорных ГЭС (Братская работает при расчетном напоре в 106 метров) рабочее колесо гидроагрегата – основной, массивный и реально «рабочий» элемент всей конструкции. Раскручиваясь, оно прогоняет через агрегат воду, что и приводит к рождению электричества. Со временем колеса «стираются» и теряют свои качества – гидроэнергетики называют это явление «уносом металла». И это действительно «унос»: за семь лет, которые составляет межремонтный интервал, с одного колеса смывалось до 17 тонн металла! КПД турбины в итоге падал с 93% до 91,5%. Ремонт, конечно, позволял восстановить эти показатели, но прорывов ждать не приходилось.

Австрийские же турбины показывают КПД в 96%. И «унос» металла на них проявляется в меньшей степени, разница за те же семь лет в показателях – всего 0,2%. Один-два процента, а тем более десятые доли в данном случае – очень важны. Мало кто задумывается, но одинаковые по проектной мощности агрегаты на всех ГЭС работают в разных режимах. Часть из них крутится «в базе», обеспечивая стабильную выдачу необходимой и определяемой «Системным оператором» мощности в сеть. Часть агрегатов запускают только в моменты пиковых нагрузок. Часть же могут использоваться и так, и этак. В советское время все это определялось опытным путем, «на глаз»; сейчас на помощь гидроэнергетикам пришло компьютерное моделирование.

Эффективность такого оборудования рассчитывается по-разному. Например, для турбин, которые работают в пиковых режимах, важна способность демонстрировать высокий КПД на большом диапазоне нагрузки. «Базовым» колесам достаточно показывать максимум на конкретной мощности. На станциях «ЕвроСибЭнерго» при замене рабочих колес и сопутствующего оборудования эти нюансы учитывают заранее, и именно за счет этого добиваются той самой пресловутой эффективности.

На первом этапе, десять лет назад, на Братской ГЭС заменили колеса, которые работали в пиковых режимах. Сейчас завершается этап замены еще шести колес, которые будут работать в «базовом» режиме – «поставили, включили и забыли». Новые колеса, к тому же, позволяют держать КПД всей станции на высокой планке даже в периоды ремонта «старых» агрегатов, коэффициент эффективности которых колеблется на уровне 92%. Таких осталось еще шесть. Пока их трогать не станут – новые колеса способны производить больше и лучше, а потому нагрузки перераспределяются на них. И воды на старые колеса остается меньше. «Режим воды задаем не мы, а «Системный оператор». В итоге мы прогоняем тот же объем, но старые колеса на нем вырабатывали меньше энергии. Новые вырабатывают больше», - объясняет Бенедюк. Собственно, за счет этого и обеспечивается окупаемость инвестиций: больше выработка – больше денег.

На Братской ГЭС уже зафиксирован дополнительный рост выработки именно за счет более высокого КПД и повышения эффективности работы гидроагрегатов. «Это почти 300 миллионов киловатт-часов дополнительной выработки», - говорит генеральный директор «Иркутскэнерго» Олег Причко. И добавляет, что «увеличение выработки на ГЭС – это автоматическое замещение производства более дорогих тепловых электрических станций. Это тоже элемент снижения себестоимости и вклад в снижение выбросов от сжигания минерального топлива. С выходом на целевую программу, завершением монтажа двух колес из второй уже по счету проектной шестерки и восстановлением водности у нас есть планы получать в год до 600 миллионов киловатт-часов выработки без увеличения расходов воды – только за счет прироста КПД».

К настоящему моменту на третьей по мощности ГЭС в России заменили уже 12 рабочих колес, последний гидроагрегат был запущен в работу в мае этого года

Усть-Илимская ГЭС

«Новая энергия» на этой станции, самой современной в каскаде (3,8 ГВт, заработала в 1979 году), началась с замены 12-го колеса, сделанного из «черного» металла. Это было «временное колесо», которое, как обычно в России, оказалось совсем не временным и работало очень долго – его просто не успели заменить. КПД этого агрегата, конечно, оставлял желать лучшего.

Но главный фактор, которым руководствуются при замене колес – это сроки капитального ремонта того или иного гидроагрегата. Они имеют четкий график, как правило, раз в семь лет – дело это длительное (до полугода) и капиталоемкое. Поэтому, учитывая роль ГЭС в энергосистеме, та или иная станция не может заняться заменой тогда, когда ей захочется. Влияют на выбор и другие соображения – например, начать с тех гидроагрегатов, которые работают «на базу», или с тех, что обеспечивают пиковые нагрузки. На Усть-Илимской станции всего – 16 гидроагрегатов. «Первые четыре колеса меняем именно под базовый режим. Это значит, что они наберут свою максимальную нагрузку, при которой у них самый лучший КПД, и будут работать 8 760 часов в году. Самые лучшие по характеристикам всегда ставятся «в базу», чтобы через них пропускать максимально больший объем воды», - объясняет Тимофей Бенедюк.

Выбор именно четырех колес для старта был определен характеристиками водных режимов. Следующие четыре колеса, по предварительным планам, будут менять для работы уже в режиме регулирования. Но главная «фишка» модернизации Усть-Илимской ГЭС – в том, что заменяемые рабочие колеса позволят увеличить мощность всей станции. К показателям «старых» колес (240 МВт) добавят по 10 МВт дополнительной мощности, и ГЭС станет мощнее на 40 МВт (эта мощность уже отобрана на КОМ и начнет поступать в продажу с 2020 года). Кроме того, если ранее максимальный КПД колеса демонстрировали при работе с нагрузкой в 220-230 МВт, то на новых агрегатах станут на уровне 240 МВт. Что опять же сработает на повышение эффективности всей станции.

Замена колес на ГЭС началась в апреле 2016 года. Масса каждого колеса – 83 тонны, диаметр – 5,7 метров, изготовитель – «Силовые машины». Транспортировка с завода в Санкт-Петербурге до Усть-Илимска занимает почти месяц – пути до Братска уже знакомы, но от него вдоль «дороги жизни» - еще 250 км до тупикового Усть-Илимска. В целом выходит около 7 тыс. км! Первый модернизированный гидроагрегат был введен в эксплуатацию в июне прошлого года. В мае этого года в Усть-Илимск привезли третье колесо. Четвертое колесо заменят и запустят в следующем году. За счет этого КПД каждой турбины вырастет почти на 5% и достигнет 96,7%, что станет одним из самых высоких показателей в российской гидроэнергетике.

«Сегодня у нас в процессе монтажа третье рабочее колесо Усть-Илимской ГЭС. Прирост на первых двух мы тоже уже увидели, хотя проработать они успели немного. Порядка 30 миллионов киловатт-часов дополнительной выработки уже получено. Эти колеса установлены на тех гидроагрегатах, что работают у нас в базовом режиме, в результате в целом повысилась надежность работы станции. Считаем, что проект идет успешно, так, как мы его и задумывали», - говорил в июне Олег Причко.

Главная «фишка» модернизации Усть-Илимской ГЭС – заменяемые рабочие колеса позволят увеличить мощность всей станции. К показателям «старых» колес (240 МВт) добавят по 10 МВт дополнительной мощности, и ГЭС станет мощнее на 40 МВт

Сюжет «Россия 24» от 7 апреля 2016 года

На подступах к Иркутску

В середине августа «ЕвроСибЭнерго» объявила конкурс на изготовление и поставку трех турбин и генераторов для Иркутской ГЭС, первой в Ангарском каскаде. Эта станция работает на среднем напоре, здесь нет рабочих колес – восемь гидроагрегатов (по 82,8 МВт каждый) крутят поворотно-лопастные турбины, с регулируемыми лопатками. По словам Олега Причко, было «проведено комплексное обследование, выполнена довольно глубокая аналитика, прошли предварительные переговоры с разными поставщиками, машиностроителями». В итоге была выбрана оптимальная схема модернизации – замена турбин и генераторов. Это позволит увеличить КПД каждого из модернизируемых гидроагрегатов до более 94%, а мощность станции – более чем на 15%.

По всей видимости, реконструкция Иркутской ГЭС станет главным по затратам пунктом второго этапа «Новой энергии». Также «ЕвроСибЭнерго» рассчитывает продолжить замену рабочих колес «с использованием последних научных разработок, позволяющих увеличить эффективность работы оборудования и выработку электроэнергии».

Большая гидроэнергетика – вроде бы уже сложившаяся и даже консервативная отрасль, считается, что все инновации сегодня сконцентрированы в сегменте мини-ГЭС, который в России практически не развивается. Однако пример «ЕвроСибЭнерго» доказывает, что это не так. И крупные плотины тоже могут стать площадкой для отработки продвинутых решений и новых технологий. «Настоящим прорывом следует считать внедрение в энергетику новейших компьютерных и информационных технологий, внедрение современного оборудования практически на всех уровнях технологических систем, а также использование высокоинтеллектуальных программных продуктов в целях диспетчерского и технологического управления», - уверены в компании.

К тому же активность En+ Group на ниве низкоуглеродной экономики позитивно влияет на бизнес: так, рентабельность энергетического дивизиона по итогам прошлого года составила 33%. Для сравнения: рентабельность по EBITDA государственной «РусГидро» в 2016 года была 25,6%. Правда, лидером отрасли по этому показателю стала далеко не «зеленая» «Юнипро» (37%). Но среднюю рентабельность ведущих генерирующих компаний Renaissance Capital оценивал в 21%. Как бы там ни было, но, отмечала газета «Ведомости», таких финансовых результатов En+ достигла именно за счет работы ГЭС. Так что «зеленая» энергия уже сейчас означает – прибыльная.

Реконструкция Иркутской ГЭС станет главным по затратам пунктом второго этапа «Новой энергии»: здесь будут менять гидроагрегаты целиком
Александр Попов шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»