14 Марта 2018

Уйти с пониженной отметки

Единственная крупная ГЭС, принадлежащая региону – Татарстану, почти четыре десятилетия работает на пониженных напорах из-за недостроенного водохранилища. Споры о том, наполнять ли его до проектной отметки или оставить на нынешней, «временной», давно перешли в хроническую стадию. «Кислород.ЛАЙФ» разбирался, почему этот гидроузел все-таки лучше достроить, чего бы этого не стоило.

Поделиться в социальных сетях

Нижнекамская ГЭС – последняя ступень Камского каскада (выше нее стоят Воткинская и Камская станции «РусГидро») и, наверное, единственная крупная ГЭС в стране, входящая в состав регионального энергохолдинга: АО «Татэнерго». А еще это одна из двух больших гидростанций в России, что с самого запуска, уже несколько десятилетий, работают при пониженной отметке водохранилища. Самим этим фактом доказывая верность, что нет ничего более постоянного, чем временное. 

Вторая такая же станция – Чебоксарская, тоже из «РусГидро». Оба этих гидроузла строили практически одновременно, они были унифицированы в целях экономии – турбины производили на Ленинградском металлическом заводе (ныне входит в концерн «Силовые машины»), а генераторы – на новосибирском «Сибэлектротяжмаше» (ныне – НПО «Элсиб») и на заводе «Электросила» в Ленинграде. Никто не знал тогда, что судьбы двух ГЭС сложатся практически одинаково. И главное, чем придется заниматься эксплуатирующему персоналу этих станций, так это учиться использовать на низких напорах оборудование, спроектированное для работы в совсем других режимах.

Схожими оказались и проблемы, созданные двумя незаполненными до проектных НПУ водохранилищами. Аналогичными могут стать и решения этих проблем, ведь обе станции за десятилетия доказали всем – работать в подобных условиях, конечно, можно, но лучше этого не делать.

Нижнекамская ГЭС – последняя ступень Камского каскада, и единственная крупная ГЭС в стране, входящая в состав регионального энергохолдинга, АО «Татэнерго».

Трудная судьба

Проектные изыскания на Каме проводили с 1930-х, и уже тогда было выбрано два участка под ГЭС – в Камских Полянах (где много позже собирались, да так и не смогли построить Татарскую АЭС) и у Набережных Челнов. К концу 1950-х предпочтение было отдано последнему участку, там начали исследовать семь предполагаемых створов. В итоге гидроузел расположили в наиболее подходящем по геологии месте «выклинивания» водохранилища Жигулевской ГЭС, в 281 км от устья Камы и на 280 км ниже введенной в 1961 году Воткинской ГЭС.

Камская ветка Волжского каскада тогда уже практически сформировалась – за исключением верхней ступени, Верхнекамской ГЭС, которую так и не построили. Параметры Нижнекамского гидроузла много раз пересматривались, стоимость его росла как на дрожжах – в основном, из-за включения в расходы инженерной защиты нефтяных месторождений и сельхознизин в трех республиках Поволжья, а также постоянно возраставших сумм компенсаций за снос сооружений и затрат на строительство новых жилых и социальных объектов. Смету пересматривали по ходу дела, когда уже рыли котлован и заливали кубометры бетона в основание плотины. Кстати, уже тогда звучало предложения снизить НПУ до 62 метров или вообще законсервировать столь дорогостоящий объект. Но времена были другие, жесткая вертикаль и Госплан не дрогнули. 

Набережные Челны в начале 1960-х были маленьким городком с населением в 25 тыс. человек. А к 1980-м численность проживающих там перевалила за полмиллиона – сказалась ударная комсомольская стройка КамАЗа и ряда других крупных предприятий. Сегодня этот промышленный узел – крупнейший в Татарстане; кроме Челнов, которые стали автоградом, в него входят и Нижнекамск со вторым в республике международным аэропортом, крупным НПЗ и шинным заводом, и «химический» Менделеевск, и промышленная ОЭЗ «Алабуга», одна из самых успешных в стране.

Что удивительно, в отличие от многих крупных ГЭС, Нижнекамская не строилась в комплексе с мощным потребителем (автогигант сразу же обеспечивал себя сам, за счет собственной крупной ТЭЦ). Она задумывалась как межсистемный транзитный энергоузел, через который пойдет переток между ОЭС Средней Волги и Урала. Одна ЛЭП-«пятисотка» пошла с нее на Заинскую ГРЭС, вторая – на подстанцию «Удмуртская».

Нижнекамская ГЭС является межсистемным транзитным энергоузлом, через который организован переток между ОЭС Средней Волги и Урала.

Здесь важно зафиксировать – гидроузел должен был стать еще одним важным звеном Волжско-Камского каскада, его нельзя рассматривать в отрыве от этой крупнейшей в Европе транспортно-водно-энергетической системы. Все ее элементы – комплексного назначения. И гидроэнергетика в этом комплексе – не главное. Нижнекамский гидроузел призван был выполнять ряд других задач – от обеспечения качественного водоснабжения городов и судоходных глубин, до рыбного хозяйства и рекреации. 

В 1979 году, перед тем как первый гидроагрегат Нижнекамской ГЭС выдал в сеть возобновляемую электроэнергию Камы, водохранилище наполнили до отметки НПУ 62 метра – это был минимум, при котором турбины могли вращаться, а суда – проходить через шлюз. Стройка началась в 1963-м, на несколько лет в начале 1970-х практически замирала из-за переброски всех сил и средств на площадку КамАЗа, и потому здесь мечтали как можно быстрее стать полноправным государственным предприятием. К тому же запуск на пониженной отметке, которую все тогда считали временной, позволял ГЭС прямо в ходе продолжающегося монтажа блоков машзаза окупать затраты на строительство. 

«Это традиционная схема запуска любой ГЭС, совсем недавно мы могли наблюдать реализацию данного подхода при строительстве Нижне-Бурейской ГЭС в Амурской области. Сначала промежуточная отметка, потом достройка, затем – проектная отметка, - отмечает эксперт по возобновляемой энергетике Артур Алибеков. – Но в случае с Нижнекамской, а также с Чебоксарской ГЭС, в этой схеме произошел сбой». Изначально на станции ждали, что водохранилище заполнят до проектного НПУ 68 метров к середине 1980-х. Потом – к пуску последнего, 16 гидроагрегата, в 1987 году. Но – не дождались.

При этом под проектную отметку строили все – саму ГЭС, инженерные защиты нефтяных месторождений и сельхознизин в зоне затопления, причалы судоходства, водозаборы городов. Под водохранилище было отведено 173 тыс. га — в основном, на территории Татарстана (91,4 тыс. га), но также Башкортостана, Удмуртии и совсем чуть-чуть – в Пермской области (ее вода так и не затронула). Затопило в итоге всего лишь 78 тыс. га земель, но провести лесосводку и лесоочистку, переселить людей, снести и возвести на более высоких отметках все сооружения и дороги, линии электропередач и связи успели на всей территории, отведенной под ложе. Тут стоит отметить, что на эти цели из госказны тогда потратили в три раза больше денег, чем непосредственно на саму станцию. 

Но в конце 1980-х политика и экология вмешались в четкие планы советских гидростроителей. А потом затрещала по швам и страна… И в 1990-м году парламенты Татарстана и Башкирии утвердили «политическое» решение о сохранении НПУ на отметке 62 метра. Так временное стало постоянным. «К сожалению, и Нижнекамскую, и Чебоксарскую ГЭС в советские годы просто не успели достроить, в конце 1980-х причина была банальна – кончились деньги. Но руководство страны с плановой экономикой признать этого не могло, нужны были другие причины. И они нашлись: проекты остановили под предлогом необходимости дополнительной экологической оценки по требованию регионов. Региональный аспект был разыгран еще в одном направлении. В стране назревали дезинтеграционные процессы, нужно было их подогреть. Поэтому был поднят вопрос о затоплении мест обитания коренного населения и, соответственно, геноциде татарского и башкирского народа, а в случае с Чебоксарской ГЭС – луговых мари», - вспоминает профессор кафедры гидроэнергетики и ВИЭ НИУ МЭИ Расим Хазиахметов. В разные годы он руководил «Татэнерго», работал в РАО «ЕЭС России», а также входил в топ-менеджмент «РусГидро».

«Увы, но составные части комплексного проекта «Большая Волга» после распада СССР стали рассматривать как отдельные проекты. Более того, не как комплексные, а чисто гидроэнергетические проекты. А с точки зрения гидроэнергетики Нижнекамская и Чебоксарская ГЭС – худшие в мире по площади затопления на киловатт установленной мощности. В этих условиях доказательство бесперспективности проектов дело не простое, а очень простое, - продолжает Хазиахметов. – Но если вспомнить, что проекты комплексные, что они – лишь составная часть крупного комплексного проекта, имеющего федеральный, а по ряду параметров и глобальный характер, необходимость завершения строительства и Нижнекамского, и Чебоксарского водохранилищ становится очевидной».

Нижнекамский гидроузел - важное звено Волжско-Камского каскада, его нельзя рассматривать в отрыве от этой крупнейшей в Европе транспортно-водно-энергетической системы.

Научились работать

В 2001 года НПУ Нижнекамского водохранилища удалось повысить до 63,3-63,5 метров. В 2003-м правительства Татарстана, Башкортостана и Удмуртии (до Пермского края вода дойдет только при наполнении до 68 метров) согласились на это изменение. А холдинг «Татэнерго» закрепил взятую высоту в обновленных и утвержденных в 2015 году Правилах использования водных ресурсов (ПИВР) Нижнекамского водохранилища. ГЭС в Татарстане – одна из немногих станций, серьезно вложившихся в эту работу. И прошедших трудный путь согласований и утверждений ПИВРа до конца – очевидно, чтобы закрепить достигнутый успех. 

Обывателю разница в метр-полтора может показаться несущественной, но для Нижнекамской ГЭС эта «прибавка» оказалась судьбоносной, открыв возможности для суточного и даже недельного регулирования (до этого водохранилище с полным объемом свыше 5,1 млрд куб. метров, не обладая полезной емкостью, могло использоваться только в транзитном режиме). Каждый дополнительный сантиметр напора, знают здесь, - это около 1 млн кВт*часов дополнительной ежегодной выработки. «Минимальная отметка для нас сегодня – 62,7 метра, максимум – 63,5 метров, возможны форсировки и до 63,8 метров, но только в период пропуска паводков. Сезонный диапазон регулирования у ГЭС – всего 1,1 метра, но в обычных условиях нам доступно всего 50 см. Это мизер, у большинства крупных станций возможности регулирования могут доходить до пяти-шести метров. Мы же в сутки «сливаем» по 10-15 см. Работаем «по воде» – сколько пришло, столько и пропустили. Поэтому мы очень сильно зависим от того, как нас поддержат в работе Жигулевская и Воткинская станции», - объясняет главный инженер Нижнекамской ГЭС Рамиль Марданов.

Можно сказать, что «РусГидро» держит ГЭС в Татарстане в «ежовых» рукавицах. Верхние ступени Камского каскада принадлежат госхолдингу. А снизу подпор создает Куйбышевское водохранилище – при его полном заполнении рабочий напор гидроагрегатов Нижнекамской ГЭС падает до 8-10 метров (только при полностью сработанном водохранилище Жигулевской ГЭС напоры на Нижнекамской ГЭС могут достигать 12,5 метров). Снижается напор и тогда, когда другие станции, наоборот, могут развернуться на полную катушку – в половодье, что вызвано ограничениями в подъеме уровня воды верхнего бьефа и высокими уровнями в нижнем бьефе.

Эксплуатационному персоналу Нижнекамской ГЭС пришлось за эти годы научиться филигранно использовать паводковую и меженную приточность, которая отличается крайней неравномерностью год от года. А также управлять одними из самых больших в мире рабочих колес турбин, рассчитанных на максимальный напор в 18,5 метров, при напоре всего в 4,17 метра (минимум, зафиксированный в 2001 году)! «Эффективная работа в условиях промежуточной отметки водохранилища с первых лет эксплуатации являлась результатом усилий инженерно-технического персонала станции, обеспечивающего эксплуатацию гидроагрегатов на малых и сверхмалых напорах. Гидростанция работала в остропиковом режиме в условиях практически отсутствующей регулирующей емкости водохранилища. Приточность определялась сбросами Воткинской и Камской ГЭС, а также водностью реки Белой, естественность которой периодически нарушалась работой Павловской ГЭС. Внизу постоянно ощущался подпор Куйбышевского водохранилища. Шла неустанная борьба за сохранение напора, который в паводок катастрофически снижался. Персоналу станции приходилось так маневрировать режимом работы, чтобы сохранить уровень верхнего бьефа на максимально разрешенной отметке, не поднять нижний бьеф, не погасить напор», - говорилось в книге «В золотых огнях гидростанции», написанной в 1999 году легендарным гендиректором станции Рафиком Айсином с коллегами – Татьяной Денчик и Михаилом Лапшиным.

В России есть каскады, ГЭС в которых принадлежат разным собственникам. Так, последняя ступень крупнейшего по мощности в стране Ангарского каскада – Богучанская ГЭС – управляется СП «Русала» и «РусГидро», тогда как три верхних станции входят в En+ Group Олега Дерипаски. А Пазский каскад вообще является международным и регулируется соглашением между Россией, Финляндией и Норвегией, подписанным еще в 1959 году! Две госкомпании – российская и татарстанская – тоже научились работать вместе: в феврале 2017-го, на подписании соглашения о сотрудничестве, глава «РусГидро» Николай Шульгинов даже получил из рук гендиректора «Татэнерго» Раузила Хазиева благодарность от президента Татарстана «за вклад в развитие энергетической отрасли республики».

Эксплуатационному персоналу Нижнекамской ГЭС пришлось за эти годы научиться филигранно использовать паводковую и меженную приточность, которая отличается крайней неравномерностью год от года.

Эффект для энергетики

По машинному залу Нижнекамской ГЭС, длина которого – около 500 метров, работники передвигаются на велосипедах. За день накручивают по нескольку километров, двигаясь вдоль 16 блоков, в которых работают вертикальные гидроагрегаты с поворотно-лопастными турбинами и синхронными генераторами. Каждый из них по проекту должен развивать мощность 78 МВт – при расчетном напоре 12,4 метров, довольно низком, но вполне типичном для равнинных станций Волжско-Камского каскада. 

Проектная мощность Нижнекамской ГЭС должна составлять 1248 МВт, больше всех в каскаде (мощность верхней ступени, Камской ГЭС, 552 МВт, у второй – Воткинской – 1035 МВт). Но мощность установленного на ГЭС оборудования используется не более чем на половину, а КПД гидроагрегатов по причине уменьшенного напора – на 4-5% ниже расчетного. Есть, конечно, даже плюсы – например, на Нижнекамской ГЭС не знают, что такое «унос металла» (за семь лет, межремонтный интервал, с лопаток смывает всего 2-3 кг). 

Но вообще-то радоваться нечему. Сегодня станция работает с 7 утра и до 22 часов вечера, при ограниченной пиковой мощности в 455 МВт. На ночь, когда потребление резко снижается, турбины замолкают. И, пока Набережные Челны и весь Татарстан спят, здесь копят воду для того, чтобы и на следующий день выдавать необходимую людям и предприятиям энергию. Такой режим работы ГЭС, очевидно, не позволяет по максимуму использовать станцию в качестве маневренного источника, для покрытия пиковых нагрузок. «Вся суть гидроэлектростанции – в том, что она отдает мощность в пиковые часы. Мы выдаем на треть меньше, чем могли бы. Очевидно, что тепловым станциям приходится эту недостачу компенсировать. Но ТЭЦ – это буквально 20-30 МВт, а пиковые нагрузки бывают значительные. Поэтому дефицит покрывается закупками за пределами республиканской энергосистемы», - объясняет заместитель главного инженера по эксплуатации, техническому обслуживанию и сервису Нижнекамской ГЭС Сергей Шорин

По некоторым расчетам, неполная загрузка ГЭС – это до 500 тыс. т.у.т. в год, которые приходится сжигать на тепловых станциях, и порядка 960 тыс. тонн выбросов в СО2-эквиваленте. Цифры эти, возможно, и не верные, но очевидно, что столь крупный объект генерации, да еще и «зеленой», в Татарстане используется совершенно неэффективно.

По машинному залу Нижнекамской ГЭС, длина которого – около 500 метров, работники передвигаются на велосипедах.

Ограниченная мощность – это еще полбеды, не удалось выйти и на параметры среднегодовой выработки в 2,7 млрд кВт*часов. За почти 40 лет эксплуатации ГЭС выработала суммарно примерно 60 млрд кВт*часов, а могла бы – при НПУ в 68 метров – как минимум на 30% больше. Надо сказать, что за 2 млрд кВт*часов в год станция все-таки пару раз в истории переходила – но в среднем при НПУ 63,3 метров получила возможность выдавать в сеть не более 1,8 млрд кВт*часов в год, в зависимости от водности. Или две трети от проектных расчетов.

Много это или мало? По оперативным данным РДУ Татарстана за 2017 год, потребление электроэнергии в энергосистеме Татарстана превысило 28,9 млрд кВт*часов, а внутреннее производство – 21,6 млрд кВт*часов. Дефицит – 7,3 млрд кВт*часов, республика занимает седьмое место в ТОП-10 самых энергодефицитных регионов страны. Это существенный фактор риска для одной из наиболее заселенных и индустриально-развитых территорий в стране. Согласно Стратегии развития ТЭК Татарстана до 2030, все четыре энергорайона республики (Казанский, Нижнекамский, Уруссинский и Буинский) останутся дефицитными. Потребление к 2020 году вырастет еще на 9,1%, к 2025 году — на 15,8%, а к 2030-му — на 23,2%.

В структуре «Татэнерго» главные генераторы – газовые ТЭС, в силу возраста нуждающиеся в серьезной модернизации. К 2019 году к выводу готовилось 2804 МВт мощностей, то есть почти 40% имеющихся в Татарстане (из них 2610 МВт приходится на объекты АО «Татэнерго»). Единственные новые объекты, запланированные в Татарстане – это ТЭЦ мощностью 495 МВт, которую планирует построить ТГК-16 (принадлежит ТАИФу), но исключительно для нужд своего «Нижнекамскнефтехима». А также два строящиеся блока ПГУ общей мощностью 230 МВт на Казанской ТЭЦ-1 – «Татэнерго» планирует ввести их в строй во втором квартале этого года. Дополнительные миллиарды киловатт, да еще и на возобновляемом источнике, оказались бы для республики точно не лишними.

Выработка Нижнекамской ГЭС (млрд кВт*часов)

Снимок экрана 2018-03-13 в 20.19.59.jpg

За почти 40 лет эксплуатации ГЭС выработала суммарно примерно 60 млрд кВт*часов, а могла бы – при НПУ в 68 метров – как минимум на 30% больше.

Судоходство в пролете

Пожалуй, единственное, с чем гидроузел справился, это мостовые переходы через Каму для автомобильного и железнодорожного видов транспорта, которые соединили индустриальное Закамье со столицей республики – Казанью, а центр страны – с Сибирью. Грузопассажирская ветка «Агрыз – Кругло поле», а также участок федеральной автомагистрали М7 «Волга», проложенные по гребню плотины, действуют с 1982 года.

Кстати, именно поэтому на станции реализована редкая схема выдачи мощности – через маслонаполненные кабели 500 кВ, спрятанные в теле плотины; аналогичное решение в России можно встретить только на Усть-Илимской ГЭС. Если был здесь строили обычное ОРУ, пришлось бы возводить дополнительные опоры для мостов. А так станция получилась более компактная. 

А вот в обеспечении сквозного судоходства по Каме гидроузел свою роль до конца так и не выполнил. Планировалось обеспечить непрерывный глубоководный путь по Каме от Соликамска до устья реки, ликвидировав мелководный участок от Куйбышевского водохранилища до Воткинской ГЭС, по которому не могли даже в межень пройти крупнотоннажные суда с большой осадкой (до сих пор Воткинской станции приходится увеличивать среднесуточные попуски воды из водохранилища, что снижает ее используемую пиковую мощность почти на 300 МВт). Но даже при НПУ 63,3 метров тяжелые суда могут подниматься по реке только до Сарапула, а дальше приходится перегружать все содержимое трюмов в фуры и отправлять по автодорогам.

При этом судоходные сооружения на самой ГЭС построены практически полностью и выглядят впечатляюще – одноступенчатый двухниточный шлюз с причальными сооружениями, низовой подходной канал с ограждающей правобережной дамбой нижнего бьефа и аванпорт.

Грузопассажирская железнодорожная ветка, а также автомагистраль, проложенные по гребню плотины, действуют с 1982 года.

Экологическая бомба

За минувшие десятилетия на примере Нижнекамского и Чебоксарского гидроузлов можно в режиме онлайн наблюдать, чем чревато недостроенное водохранилище озерно-руслового типа. Рукотворные моря – это доступные резервуары чистой пресной воды, которую можно использовать и для водоснабжения прилегающих городов, и для развития рыбного хозяйства. И много для чего еще, а не только в интересах «жадных энергетиков», о чем обычно любят кричать экологи.

Парадокс в том, что как раз с точки зрения экологии недостроенное до проектной отметки водохранилище – это, по сути, «биологическая бомба». Равнинные ГЭС и так сильно раздражают защитников природы, поскольку наиболее серьезно меняют примыкающие к ним экосистемы. Но лет за 10 любые такие революции заканчиваются формированием новых природно-техногенных систем. У Нижнекамского же «моря» до сих пор даже нет собственной водоохранной зоны! Здесь сложилась крайне неблагополучная санитарно-эпидемиологическая обстановка и получился водоем, которого просто не должно быть.

При НПУ 62 метра площадь двухметровых мелководий превышала 539,4 кв. км, это почти 50% от общей площади зеркала. При поднятии уровня до 63,3 метров удалось сократить эту долю до 30% (381,9 кв. км). Но все равно это против всех норм и правил (по СанПиН должно быть 15-20%). При этом и средняя глубина на нынешней отметке лишь немного превышает 4 метра. Представьте себе лужу, занимающую площадь пары европейских стран: водохранилище активно «цветет», заболачивается и эвтрофицируется. А качество воды – то, ради чего, во многом, все и затевалось, остается низким и совершенно не подходящим для питьевого водоснабжения. Учитывая, что коммунальные стоки из городов и сбросы предприятий, в том числе сельскохозяйственных, сливаются сюда же, при столь обширных площадях мелководий, которые летом прогреваются, а зимой – промерзают до дна, водоем просто не справляется с разбавлениями. Он не способен самоочищаться. Еще в 2005 году «Самарагидропроект» прогнозировал, что способность к этому и «нормативные биоценологические элементы полноценного водоема» возможны только при НПУ хотя бы в 66 метров.

Противоречивы и «рыбные достижения». По оценкам татарского отделения ФГУП «ГосНИОРХ», при подъеме уровня воды до 66 метров общий промысловый запас увеличится по сравнению с нынешним в 11,8 раз, а при выходе на проектный НПУ – в 14 раз! Пока же рыбоводство здесь застыло на любительской стадии – старожилы могут рассказать, как снимали нерадивых рыбаков с льдин в акватории.

С точки зрения экологии недостроенное до проектной отметки водохранилище – это, по сути, «биологическая бомба».

Закрыть глаза не получится

Но, пожалуй, самая серьезная проблема – разрушение всей инфраструктуры, построенной в ходе подготовки ложа водохранилища до отметки НПУ 68 метров. Это и дамбы инженерных защит сельхознизин, нефтяных месторождений и городов в трех республиках Поволжья, и причалы судов, и водозаборы промышленных и коммунальных предприятий. Конечно, сделано было не все и не полностью. Но то, что все-таки построили, за минувшие десятилетия сильно поизносилось и требует теперь существенной реконструкции. Причем вне зависимости от того, будет ли заполняться водохранилище до проектной отметки или не будет.

Еще в 2006 году самарский «Волгаэнергопроект» разработал обоснование инвестиций, а также ОВОС проекта достройки водохранилища до разных отметок – сравнивались НПУ 63,3 метров, 66 метров и 68 метров. В тексте этого объемного документа можно вычитать, например, следующий диагноз: «Сооружения инженерных защит сельскохозяйственных низин, нефтяных площадей, городов и поселений при сохранении НПУ с отметкой 62 метра на постоянную эксплуатацию подлежат реконструкции с необходимостью вложений огромных инвестиций. Суть проблемы таких вложений состоит в том, что при НПУ 62 метра зоны воздействия нагрузок на отдельные части сооружений защит от ветровых и судовых волн располагаются ниже зон основного крепления этих сооружений. Одним из примеров необходимости реконструкции защитных дамб являются разрушения, произошедшие на защитах Бондюжского и Первомайского месторождений нефти. Разрушения откосов защитных дамб на этих объектах являются, в свою очередь, причиной разрушения инженерных коммуникаций, обеспечивающих добычу и транспортировку нефти, и могут явиться причиной загрязнения водоема нефтью. Население города Набережные Челны и других поселений, расположенных в этом районе на побережье водохранилища, постоянно проживает под угрозой экологической опасности. Последствия возможных аварий на нефтяных месторождениях, эксплуатируемых в таких условиях, скажутся и на экологической обстановке Куйбышевского водохранилища».

Очевидно, что вопрос перезрел и требует решения. Возможно два варианта развития событий. Первый – сохранение нынешней отметки 63,3 метра, так сказать, навсегда. Учитывая утвержденные ПИВР, этот вариант уже вроде как реализуется. Но с ним не все так просто: необходимо будет перестраивать и саму ГЭС, и шлюз, и много чего еще. В следующем году первый гидроагрегат ГЭС отметит 40-летие с момента запуска. Как модернизировать станцию, прежде всего, ее гидросиловое оборудование?

В 2019 году первый гидроагрегат ГЭС отметит 40-летие с момента запуска. Как модернизировать станцию, прежде всего, ее гидросиловое оборудование?

Отпахавшие почти четыре десятка огромные турбины были спроектированы под напор 12,4 метра и просто избыточны для нынешней отметки. Чтобы работать в зоне оптимальных КПД при существующих напорах, их нужно будет менять – или на турбины с другой частотой вращения, или с другим диаметром рабочего колеса. Значит, менять придется и генераторы – на меньшей мощности и габаритов. По некоторым расчетам, для эффективной работы ГЭС при НПУ 63,3 метра хватит и 12 гидроагрегатов (вместо 16).

«Менять турбину нужно будет под существующие напоры. Вероятно, от поворотно-лопастного типа мы не откажемся, хотя форма лопаток может оказаться и иной. Можно было задуматься об установке радиально-осевых турбин, если бы диапазон изменения напоров был бы небольшим. Но для нас такая махина без поворотных лопастей не подойдет. Напоры изменяются от 4,5 до 13 метров, и, если не регулировать их лопатками, то КПД турбины будет прыгать от 40 до 90%. Однако нынешняя турбина сделана так, что максимальный КПД она может достигнуть только при наиболее высоких напорах, примерно 14-15 метров. А сейчас в среднем у нас напор 10 метров, бывает 8-9 метров. Турбина в таких условиях работает с КПД в диапазоне 85-92%, а могла бы достигать и 95%. Для гидроэнергетики 2-3% разницы – это колоссальное достижение, мы боремся за каждые полпроцента», - объясняет заместитель главного инженера по эксплуатации, техническому обслуживанию и сервису Нижнекамской ГЭС Сергей Шорин.

И это только – малая часть того, чем придется заняться на самой ГЭС в случае утверждения НПУ 63,3 метра в качестве постоянной отметки. Вопреки расхожим стереотипам, вряд ли этот вариант окажется дешевле второго – поэтапного наполнения водохранилища хотя бы до НПУ 66 метров, а в идеале – до проектных 68 метров. В протоколе совместного заседания НТС РАО «ЕЭС России» и Научного Совета РАН по проблемам надежности и безопасности больших систем энергетики, который был принят в сентябре 2000 года, сказано: сохранение отметки 62 метра с ликвидацией аварийного состояния всех сооружений в зоне влияния гидроузла «потребует в два раза больших капиталовложений, чем необходимые для подъема уровня до проектной отметки 68 метров, обеспечивающей решение проблем очистки водных бассейнов, улучшение качества питьевой воды, судоходства, увеличения производства электроэнергии и др.». 

«Эксплуатация на пониженных отметках, необустроенных водохранилищ недопустима, и требует решения. Как кто-то сказал по данному вопросу: «Не может быть беременности длительностью в 40 лет, необходимо «рожать» окончательное решение». Либо должны обустраиваться водохранилища под отметку 63 метра со строительством берегозащит, укреплений и дренажных систем. Но тогда это будут просто вложения в обустройство водохранилища на пониженной отметке без решения вопросов регулирования стока и создания каких-либо механизмов окупаемости вложений. Либо необходимо поднимать уровень водохранилища до проектной отметки и готовить зону затопления по новому, с учетом мирового опыта минимизации негативных последствий. Данный вариант представляется более предпочтительным, так как обеспечит решения комплекса проблем и создаст механизмы окупаемости затрат на решение этих вопросов. При этом важно корректное решение социальных и экологических проблем», - подчеркивает Артур Алибеков.

По некоторым расчетам, для эффективной работы ГЭС при НПУ 63,3 метра хватит и 12 гидроагрегатов (вместо нынешних 16).

Дорого, но выгодно

«Можно сколько угодно искать доводы против, тем более, что они лежат на поверхности. Но стоит копнуть чуть глубже, сразу становится ясным, что других вариантов, кроме как наполнить водохранилище до 68 метров, нет», - уверен и Расим Хазиахметов. Цена этого варианта, по самым приблизительным оценкам, более 100 млрд рублей.

Итоговая же сумма может стать в один ряд с другими мегапроектами, успешную реализацию которых за последнюю четверть века в Татарстане поставили, можно сказать, на поток. Правда, это не летняя Универсиада и не тысячелетие Казани, а сложный инженерно-технический проект, в массовом сознании явно не однозначный. И, в случае начала реализации, очевидно способный привлечь внимание настроенных против гидроэнергетики общественных активистов. Есть у него противники и в Набережных Челнах; еще в 2006 году группа ученых, которую возглавлял местный предприниматель Илдус Камалов, камня на камне не оставила от обоснований «Волгаэнергопроекта». С тех пор эти активисты затихли, но не успокоились.

Механизм реализации проекта может быть следующий – под контролем межрегиональной комиссии, которая будет следить за поэтапным наполнением. «Сначала до 64 отметки: набрали, посмотрели, все ли нормально. Если все хорошо, движемся до 66 метров. Само наполнение возможно осуществлять только весной, когда приходит «большая вода». По нашим прикидкам, года за три-четыре, если не возникнет необходимости в больших объемах работ в ложе, поднять уровень вполне реально. Но мы понимаем, что большие объемы работ будут необходимы», - говорит Рамиль Марданов.

Массив работ при наполнении водохранилища до НПУ 68 метров – от дополнительной лесосводки до археологических раскопок. По расчетам Нижнекамской ГЭС, почти 80% инвестиций пойдет на компенсации за переселение людей.

Окупаемость инвестиций зашкаливает – более 20 лет, значит, потянуть такое дело сможет только государство. Массив работ, вообще-то, понятен – от дополнительной лесосводки до археологических раскопок. По расчетам Нижнекамской ГЭС, почти 80% инвестиций пойдет на компенсации за переселение людей. «В свое время деньги на расселение были выделены, но дома снести не успели и люди вернулись обратно. В постсоветский период был утрачен контроль по выдаче земельных участков в зоне затопления. И если Башкирия и Татарстан не так сильно строили в зоне, отведенной под водохранилище, то в Удмуртии по берегам Камы выросло огромное количество поселков. Причем в основном, так сказать, элитных. Если поднять все документы, то, наверное, можно будет доказать, что этим людям уже были выплачены компенсации. И просто обязать их снести, по сути, самострои. Но, скорее всего, большая нагрузка ляжет на юристов и суды», - рассказывает Сергей Шорин.

Переделывать, доделывать – всегда сложнее, чем начинать что-то с нуля. К тому же достройка водохранилища станет примером комплексного проекта, вложиться в которой нужно будет не только гидроэнергетикам, но и нефтяникам, и транспортникам, и, конечно, государству. Но в новой России уже накоплен опыт завершения советских долгостроев. Правда, в случае с Бурейской и Богучанской ГЭС речь не шла о поднятии уровней водохранилищ – там их наполняли с нуля. В случае же с Нижнекамской (и, возможно, Чебоксарской) ГЭС многое придется делать заново. Идти тем же путем, которым шли предыдущие поколения гидростроителей. Но с учетом новых реалий.

«Экологические вопросы поднятия уровней водохранилищ все еще вызывают вопросы, на которые на дано однозначных ответов. Хотя мировой опыт подобных решений уже существует. Вероятно, что «дедовскими» методами реализовать данный проект не удастся, потребуется реализация комплекса адекватных и эффективных природоохранных мероприятий, которые обеспечат минимизацию негативных экологических воздействий с соответствующими затратами на сохранение природы. Более того, требуется и новый подход к решению социальных проблем, коммуникаций с населением и адекватных компенсаций. В любом случае, эксплуатация в таком виде недопустима, вредна всем сторонам и требует принятия решений. Лично мне представляется, что при адекватном современном подходе возможно довести эти проекты до логического завершения, при котором выиграют все заинтересованные стороны. Компромисс возможен и необходим, и его требует изменения угла зрения на проблематику и систему интересов всех сторон», - отмечает Артур Алибеков.

«Дедовскими» методами реализовать проект достройки водохранилища не удастся, потребуется реализация комплекса адекватных и эффективных природоохранных мероприятий.
Александр Попов шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»