Энергетика Камчатки и Исландии

Источник: http://fishkamchatka.ru/articles/kamchatka/22729/ 06.12.2017 Автор Игорь ШКРАДЮК
У Камчатки и Исландии много общего: вулканы и горячие источники, привлекательность для туристов, рыболовство как основа экономики, близкое количество жителей. Но годовая выработка электроэнергии в Исландии в 10 раз больше, чем в Камчатском крае. А чем отличается энергетический потенциал Камчатки и Исландии и почему? Об этом - в статье Игоря ШКРАДЮКА, опубликованной на сайте Рыба Камчатского края. Читайте также статью этого же автора: http://east-eco.com/node/4333 Что делать с камчатским углем?
Когда в 2010 году в Петропавловск-Камчатский пришел газопровод, многим казалось, что проблемы энергетики полуострова решены. Однако всего через 5 лет Газпром заявил, что газа меньше, чем ожидали, и его хватит лишь до 2020 года. Геологоразведочные работы на газ могу дать результат лишь в 2024 году. Поэтому споры о будущем энергетики Камчатки разгорелись с новой силой.
Энергетика Камчатки на протяжении периода индустриального освоения полуострова была зависима от привозного жидкого топлива. В конце 20 века мазут и солярка с материка составляли одну треть объема всех ввозимых на полуостров грузов.
Энергетика Камчатки на протяжении всего периода индустриального освоения полуострова была зависима от привозного жидкого топлива. В конце 20 века мазут и солярка с материка составляли одну треть объема всех ввозимых на полуостров грузов.
В конце 1960-х годов рассматривался проект двух ГЭС на реке Кроноцкая. Он был отклонен в связи с тем, что до Петропавловска надо было тянуть 300 км ЛЭП, а строительство предполагалось на территории с уникальными природными объектами, в том числе Долиной гейзеров.

Сейчас самая дешевая электроэнергия в центральном энергоузле Камчатки – геотермальная, заметно дороже – от Толмачевских ГЭС, самая дорогая – от ТЭЦ.
С 2012 года правительство Камчатского края осуществляет подготовку к строительству каскада ГЭС на реке Жупанова. В 2013 году ОАО «Ленгидропроект» по заказу правительства Камчатского края подготовил декларацию о намерениях по строительству каскада из трех Жупановских ГЭС (далее - ДОН).
Владимир Андреевич Семчев, побывавший директором ТЭЦ-2 и мэром Петропавловска-Камчатского, много лет выступает за строительство ГЭС. И в пример ставит энергетику Исландии, где ГЭС вырабатывают три четверти электроэнергии.
Сравнить экономику и энергетику Исландии и Камчатки очень полезно. Исландия, как и Камчатка – изолированная территория с близкой численностью населения. Годовая выработка электроэнергии в Исландии составляет 18 млрд. киловатт-часов, что в 10 раз больше, чем в Камчатском крае. Душевое потребление тепла в Исландии в 20 раз больше, чем на Камчатке. Четверть электроэнергии и практически вся тепловая энергия получена из геотермальных скважин, в общем энергобалансе страны доля геотермальной энергии превышает 60 процентов.
И остров, и полуостров похожи по численности населения, обилию вулканов и горячих источников, привлекательности для туристов, роли рыболовства в экономике, важности стратегического положения. Северная часть Камчатского края немного южнее южного побережья Исландии, но благодаря Гольфстриму климат Исландии по средней температуре близок к климату южной части полуострова. В Исландии среднее годовое количество осадков составляет 1300—2000 мм на южном побережье, 500-750 мм на северном и свыше 3800 мм на открытых к югу склонах ледников Ватнайёкюдль и Мирдальсйёкюдль. В Камчатском крае осадков выпадает больше, чем в любой другой области России. Максимум осадков, отмеченный на восточных склонах гор юга полуострова, достигает 2500 мм в год. Причем многометровый слой вулканического пепла накапливает дождевую воду и медленно ее отдает в течение года. В результате зимой в реках Камчатки немало воды в отличие от других северных рек.

Камчатка находится в зоне столкновения тектонических плит, а Исландия – в зоне расхождения. Геологические условия образования этих территорий существенно различаются.

Рис. 1 Исландия. Разлом земной коры, образованный расхождением Северо-Американской и Евразийской плит (источник Википедия)

Кроме количества осадков, важным фактором оценки гидропотенциала территории является высота, на которой собирается вода.
В результате изрезанности горных хребтов Камчатки речными долинами, осадки ручьями и мелкими реками спускаются по крутым склонам гор в крупные реки, имеющие далее небольшой уклон. Исключением является Кроноцкое озеро и река Кроноцкая.

Рис. 2. Топографический профиль Камчатки. Создан с помощью сайта http://geocontext.org/ Хорошо видны долина реки Камчатка и зеркало Кроноцкого озера.

Рис. 3. А это профиль южнее – от газовых месторождений до Петропавловска

В Исландии почти всю территорию острова занимает плоскогорье. Крупные водохранилища находятся на нем на высоте 500-600 м над уровнем моря. Почти все ГЭС деривационные: вода подается на турбины по подземным тоннелям, а высота плотин в разы ниже напора.

Рис. 4. Топографический профиль Исландии.

Рис. 5. Каньон реки Йёкюльсау-ау-Даль (исл. Jökulsá á Dal, Ледниковая), где построена основная плотина ГЭС Каурахньюкар.

Рис. 6. Река Жупанова. Предполагаемая зона затопления ГЭС-1.

Очень наглядно видна разница в топографии на фото речных долин и ущелий на месте будущего строительства ГЭС.

В результате удачных геологических условий и высокого качества проектирования стоимость строительства ГЭС относительно невелика. Крупнейшая ГЭС Исландии Каурахньюкар (Kárahnjúkar) с установленной мощностью 690 МВт и среднегодовой выработкой около 4,6 млрд. кВтч была построена в 2002-2009 гг. Строительство обошлось в 1,5 млрд. долларов. Её особенностью является то, что вода для турбин собрана в трех водохранилищах, образованных пятью плотинами. Вода подается в здание ГЭС системой тоннелей общей длиной 73 км и сечением 7,2×7,6 м. После выхода из турбин ГЭС Каурахньюкар вода попадает через отводный канал (отдельный от русла реки) в крупное озеро Лагарфльоут площадью 57 кв. км. В результате ГЭС оказывает минимальное воздействие на водный режим реки ниже по течению.

Ниже в таблице приведены сравнительные показатели действующей ГЭС Каурахньюкар в Исландии и проектируемого каскада Жупановских ГЭС Камчатки. По всем технико-экономическим параметрам Жупановские ГЭС Камчатки значительно уступают крупнейшей ГЭС Исландии. Так, выработка электроэнергии на гектар затопленной площади для ГЭС каскада на Камчатке в 4,5 - 11 раз ниже исландской ГЭС. Плановые значения удельных капитальных затрат на 1 киловатт-час среднегодовой выработки более чем вчетверо превышают аналогичные показатели исландской ГЭС.

Таблица 1

Рис. 7. Электроэнергия крупнейшей исландской ГЭС вчетверо дешевле, чем Жупановских.

Приведенные сравнения исходят из того, что затраты на строительство, мощность и выработка Жупановских ГЭС будут такими, как в декларации о намерениях. Увы, почти все ГЭС построены с превышением сметы. А гидрогеологические условия Камчатки создают еще один риск для ГЭС – риск утечки воды мимо плотины через толстый слой пепла или подземные трещины в базальте. Так случилось с Толмачевскими ГЭС: мощность и выработка этого каскада оказалась вдвое меньше первоначально запланированной. Толмачевские ГЭС работают лишь несколько часов в сутки, потому что для них не хватает воды.

Рис. 8-9. На фото Толмачевская ГЭС-2 и сухое русло нижнего бьефа. Еще не вечер, воду накапливают в водохранилище до того часа, когда все включат электролампочки.

Створ планируемой Жупановской ГЭС-1 находится между вулканом Жупановский, и горой Жупановские востряки. 30 января 2016 года произошло землетрясение с эпицентром в 93 км от Петропавловска, между горой Жупановские востряки и вулканом Карымский. Тогда МЧС заявило, что не прогнозирует новых землетрясений на Камчатке в ближайшее время. А осенью 2017 на Камчатке прошла серия землетрясений, разбудившая вулкан Жупановский. То есть геологические условия в районе створа Жупановской ГЭС-1, которую собирались строить первой, меняются каждый год.
Обычно гидроэлектростанции каскада строят сверху вниз, чтобы выше расположенные водохранилища сглаживали паводки и межени для ниже расположенных. Но если начать строительство на реке Жупанова с менее рискованных ГЭС-2 или 3 выше по течению, то с учетом затрат на дороги и ЛЭП их электроэнергия будет очень дорогой.

Реки Исландии и Камчатки еще резко различаются по своей важности для нереста. Исландские рыбаки ловят преимущественно рыбу, всю жизнь проведшую в море.
Еще в 1986 году Жупановская ГЭС была включена в долговременную энергетическую программу СССР. Но 11 августа 1988 Камчатский облисполком решением №246, отменил ранее вышедшее разрешение на проведение изысканий, мотивируя приоритетностью программы "лосось" и возражением общественности.
В октябре 2015 года в адрес Губернатора края В.И. Илюхина направлена рекомендация Президента Российской Федерации от 27.09.2015 № Пр-1968 Правительству Камчатского края о проработке альтернативных вариантов энергообеспечения региона в рамках мероприятий по корректировке схемы и программ развития электроэнергетики Камчатского края. Рекомендация содержит, в том числе, выводы Минэнерго России и Аппарата полномочного представителя Президента Российской Федерации в Дальневосточном федеральном округе относительно нецелесообразности строительства каскада Жупановских ГЭС в связи с отсутствием заключения экологической экспертизы проекта, высокой стоимостью строительства и риском существенного роста тарифов для потребителей.

Так что не стоит рассчитывать, что гидроэнергетика решит энергетическую проблему Камчатки. Надо рассчитывать на комбинацию разных источников энергии: геотермальной, газа и биогаза, ветровой, солнечной и т.п.
В той же Исландии три года назад стали строить ветряки. В 2015 году выработка ветровой энергии составила 11 миллионов киловатт-часов.