Правительство РФ намерено к 2020 году довести долю потребления электроэнергии, вырабатываемой на основе возобновляемых источников (к которым крупные ГЭС не относятся), до 4,5% вместо нынешних 0,5%. В том, что потенциал для развития этого направления в нашей стране огромен, сходятся и российские, и иностранные эксперты. Например, в докладе международного энергетического агентства «Возобновляемые источники энергии в России: от возможностей к реальности», опубликованном ещё в 2003 году, технический потенциал одной только малой гидроэнергетики в нашей стране оценивался в 124,6 млн. тонн условного топлива в год, а экономический – в 65,2 млн. тонн у. т. При этом, как и в случае с большими ГЭС, наиболее перспективными представляются регионы Восточной Сибири и Дальнего Востока, в числе которых Иркутская область и Красноярский край. Авторы стратегии развития ТЭК Иркутской области до 2015–2020 годов с перспективой до 2030 года из Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН отмечают, что приоритетными возобновляемыми источниками энергии являются именно мини-ГЭС, которые могут размещаться в отдалённых территориях региона. Речь идёт о традиционных малых гидравлических станциях руслового или деривационного типа. 

Хитрость в генераторе

В Красноярском крае, в свою очередь, предложили собственную уникальную технологию. В конце апреля местные СМИ написали о том, что в краевом центре летом появится свободноприточная микро-ГЭС мощностью 5 кВт, энергия от которой будет использоваться для освещения спортивной базы на острове Татышев. Для неё не нужно будет строить плотину: станция представляет собой турбину в блоке с генератором, которая с помощью специальной рамы, выносных опор или растяжек крепится на дне реки, и соединённым с ним кабелем распределительного щита с системой управления на берегу. 

«Считается, что погружная свободнопоточная ГЭС невыгодна, потому что в свободном потоке турбина вращается с очень низкой частотой – 80–100 оборотов в минуту, – и для того, чтобы подключить к ней генератор, нужна повышающая механическая передача, преобразующая эту частоту хотя бы до 500 оборотов в минуту и требующая периодического обслуживания, – рассказал корреспонденту «Сибирского энергетика» профессор кафедры электротехнических комплексов и систем политехнического института Сибирского федерального университета Алексей Встовский, являющийся ответственным исполнителем проекта. – Мы применили генератор собственной конструкции с возбуждением от постоянных магнитов на основе редкоземельных материалов, который работает при тех самых 80–100 оборотах в минуту. Он заключён в герметичный кожух и не требует регулярного технического обслуживания». 

Для того чтобы конструкция работала, требуется определённая скорость течения: минимум 1,5 м/с, оптимально – около 2 м/с. Ещё одно условие – глубина не менее 1,2–1,4 м. Коэффициент полезного действия подобной микро-ГЭС в сравнении с КПД высоконапорных станций, конечно, невелик, однако у неё есть ряд существенных преимуществ: низкая стоимость, поскольку не нужно проводить земляные работы, короткие сроки установки и практически полная безвредность для окружающей среды. Себестоимость киловатт-часа, если учесть стоимость опытного пятикиловаттного образца в 1 млн. рублей и срок эксплуатации в семь лет, составляет около 2–2,5 рубля, но в случае серийного производства стоимость самой установки такой же мощности упадёт до 400 тыс. рублей, а киловатт-часа – до рубля. «Микро-ГЭС будет востребована в тех местах, куда нецелесообразно тянуть ЛЭП и где используются дизельные электростанции, – заметил собеседник издания. – Например, в Красноярском крае севернее Лесосибирска или в Эвенкии, где себестоимость киловатт-часа доходит до 30 рублей». 

Однако пилотный проект микро-ГЭС будет реализован в столице региона – Красноярске. Предполагается, что станцию, расположенную вблизи Октябрьского моста, запустят в июле. Ещё одну микро-ГЭС хотят установить вблизи плато Путорана. Разработкой заинтересовались и за рубежом: частное предприятие из Германии намерено использовать микро-ГЭС на технических каналах. В дальнейших планах авторов проекта – наладить промышленное производство, благо техническая возможность сделать это есть на одном из режимных предприятий Красноярска. «Когда мы создавали опытную установку, его генеральный директор специально распорядился собрать её на основном производстве, чтобы заводчане смогли отработать каждую технологическую операцию, а мы вместе с ними детально проработали конструкцию, – подчеркнул Встовский. – Теперь мы ждём, когда краевой фонд [поддержки науки и научно-технической деятельности] объявит конкурс на внедрение разработок, по результатам которого завод сможет получить деньги на организацию производства свободнопоточных микро-ГЭС». 

Влияния на цены не окажут

Микро-ГЭС представляет собой блок турбины и генератора, соединённый кабелем с распределительным щитом

В Иркутской области, как уже было сказано, делают ставку на более традиционные малые ГЭС руслового или деривационного типа. Так, в принятой 28 апреля схеме и программе развития электроэнергетики региона на 2013–2017 годы содержится перечень из 14 МГЭС, ввод которых в эксплуатацию запланирован в ближайшие 11 лет. В числе первоочередных объектов – станция на Киренге вблизи села Карам Казачинско-Ленского района. Идея построить её, для того чтобы обеспечить энергоснабжение отдалённого населённого пункта, впервые прозвучала в 2000 году. Год спустя ЗАО «Гидроэнергопром» представило рабочий проект, в котором рекомендовало создать МГЭС руслового типа мощностью 400 кВт, чья среднемноголетняя выработка оценивалась в 3 млн. кВт-ч. Администрация Иркутской области посчитала, что этого будет недостаточно для обеспечения надёжного энергоснабжения потребителей, и в 2007 году «Гидроэнергопром» выступил с коммерческим предложением, предусматривающим установку двух гидроагрегатов суммарной мощностью 800 кВт. В 2008 году был разработан новый рабочий проект МГЭС, инвестиции в реализацию которого оценены в 157 млн. рублей. Согласно ему годовая расчётная выработка в средние по водности годы составит 5 млн. кВт-ч, что позволит ежегодно вытеснять около 445 тонн дизельного топлива. Окупаемость проекта – 11 лет, запуск станции, согласно схеме и программе, запланирован на 2017 год. В случае с менее мощными МГЭС на притоках Лены вблизи Боярска и Орлинги в Усть-Кутском районе, чей ввод в эксплуатацию намечен на 2016 и 2017 годы, речь идёт о пяти годах с небольшим. Вместе со станцией на Киренге они позволят экономить 541 тонну дизельного топлива в год, что повлечёт сбережение 17,4 млн. рублей. 

Помимо них в перечень включены МГЭС на реках Тофаларии (вблизи Алыгджера и Верхней Гутары), притоках Лены (Омолой и Тарасово), Малой Белой (Тунгусы Черемховского района), Иркуте (Шаманка, Моты и створ Широкая падь), Ие и Китое. Минимальная мощность составляет 33 кВт, а в случае со станциями в Аршане или Широкой пади она доходит до 81 МВт и 82,5 МВт соответственно. 

«Несомненно, проекты малых ГЭС проигрывают источникам на органическом топливе по удельным инвестициям, – резюмируют разработчики схемы и программы развития электроэнергетики Иркутской области, в роли которых выступили специалисты ООО «Премьер-Энерго» и ИСЭМ СО РАН. – Наиболее существенным преимуществом этих проектов перед традиционными энергоисточниками следует считать возможность их реализации по механизмам договоров предоставления мощности, поскольку дополнительно в перечень ДПМ могут быть включены только проекты сооружения ВИЭ. Механизмы ДПМ являются практически единственным вариантом развития генерирующих мощностей в сложившихся рыночных условиях. В связи с их особенностями ввод проектов малых ГЭС не окажет заметного влияния на конечные цены на электроэнергию для потребителей».