Установленная мощность ГЭС

Красноярская ГЭС (имени 50-летия СССР), 6000 МВт . Одна из крупнейших электростанций России - вторая по мощности.

Тип - приплотинное здание ГЭС. Система машин - радиально-осевые гидравлические турбины: 12×РО-115/697а-ВМ-750. Годовое регулирование.


Начало изучения строительства относится к концу 20-х годов прошлого столетия. Начало строительства - 14 июля 1955 года. Река Енисей на строительстве Красноярской ГЭС была перекрыта 25 марта 1963 года. Прием в эксплуатацию Красноярского гидроузла -  28 июля 1972 года . 


Объемы работ:  выемка мягкого грунта - 5340 тыс. куб. метров; выемка скального грунта - 7640  тыс. куб. метров; насыпь мягкого грунта - 6800 тыс. куб. метров; каменные наброски, дренажи, фильтры т- 548 тыс. куб. метров; бетон и железобетон - 5522 тыс. куб. метров; металлоконструкции и механизмы - 70,0 тыс. тонн.

Сметная стоимость строительства (в ценах 1961 года) - 754,23 млн. рублей.   Капиталовложения в энергетику - 565 млн. рублей


Источник: Гидроэлектростанции России, Институт Гидропроект, М., 1998, стр. 371-375



На конец 2004 года уставный капитал ОАО "Красноярская ГЭС" составлял  391105645 рублей (текущие цены).   

На 31 декабря 2004 года  акционерами, владеющими не менее чем 5 процентами уставного капитала являлись:

Акционерный коммерческий Сберегательный Бан Российской Федерации (номинальный держатель): 59,7322%;

Открытое акционерное общество "Красноярскэнерго":  24,9988%;

Доля уставного капитала ОАО "Красноярская ГЭС",  находящаяся в государственной собственности : 0,00007%


Источник:  Годовой отчет ОАО "Красноярская ГЭС" за 2004 год, с. 7-8



Справочно: В настоящее время собственность  En+ Group (www.enplusgroup.com/en/ )

Обновляется

Возможны изменения и дополнения

Следующее обновление в феврале-марте 2025 года

Вводные замечания

Региональная структура установленной мощности-нетто по типам электростанций за 2021 год, МВт (проценты)

В структуре установленной мощности электростанций регионов мира за 2021  год на долю ГЭС приходится от 4,4 % на Ближнем Востоке до почти 46,9 % в Центральной и Южной Америке. Диапазон изменения этой доли в структуре установленной мощности крупных стран: Бразилия -  доля ГЭС составляет 57,9 %, а, например,  в Саудовской Аравии ГЭС отсутствуют.  В числе стран, где удельный вес ГЭС составляет  практически 100% находится, например,  Парагвай, где установленная мощность-нетто всех электростанций  на конец 2021 года - 8761 МВт, в том числе ГЭС - 8760 МВт.

Специалистам-энергетикам старшего поколения хорошо известно имя А.А.Белякова - одного из выдающихся инженеров-гидротехников.- учителя и консультанта многих крупных руководителей гидроэнергетических организаций В числе его учеников был и крупнейший организатор, ученый-энергетик, член –корреспондент АН СССР, длительное время возглавлявший Министерство энергетики и электрификации СССР, П.С.Непорожний. 

 В 1985 году началась разработка нового хозяйственного механизма в электроэнергетике и для решения задач надежности и устойчивости ЕЭС СССР нужно было разработать и согласовать предложения в Госплане СССР, Минфине СССР и в последующем в Совете Министров СССР о неприемлемости прибыли в энергетике, как основного фондообразующего и оценочного показателя на примере факторов, влияющих на нее. Для ГЭС таким фактором являются маловодные годы. Нет достаточных запасов воды в водохранилищах – нет и планируемой (прогнозной) выработки электрической энергии на ГЭС.  Весьма важным при этом является необходимость резервирования выпадающей выработки ГЭС в маловодные годы на ТЭС.

 Именно в тот период Беляковым А.А. были даны пояснения, что основное назначение ГЭС – это регулирование водного баланса страны. Накапливая воду в водохранилищах при ее избытке (и, между прочим, защищая тем самым от наводнений), они могут отдавать ее при недостатке.   

Уникальность ГЭС заключается и в том, что она является важнейшей подсистемой транспортной системы страны. Следовательно, производство электроэнергии на ГЭС является попутной (не основной продукцией), равно, как и производство электроэнергии на ТЭЦ. Основное назначение последних производство и отпуск тепловой энергии.

Заметим, наряду с тем, что ГЭС вырабатывает «дешевую» электроэнергию, покрывая наиболее дорогие зоны графика электрической нагрузки: полупиковую и пиковую, она является объектом длительного инвестиционного цикла (так, строительство Красноярской ГЭС началось в 1955 году  и закончилось  в 1972 году) и сопровождается значительными капиталовложениями в плотину, и в этой связи является малопривлекательным объектом для так называемых частных инвесторов из-за высокого срока окупаемости капитальных затрат.     

Обратим внимание и на то, что основная часть добавленной стоимости от использования ГЭС аккумулируется у потребителя. Также, как и добавленная стоимость тепловой энергии является предметом государственного регулирования в силу ее высокой социальной значимости, связанной с условиями жизни населения страны.

 Выводы:

1. ГЭС и ТЭЦ не могут являться субъектами рынков электрической и тепловой энергии.

 2. Необходимо пересмотреть вопросы ценообразования на ГЭС в силу ее уникального характера и универсального назначения, низкого числа часов использования установленной мощности (по сравнению, например, с КЭС).

 3.  Прибыль как результат оценки деятельности компаний, на балансе которых находятся ГЭС и ТЭЦ не может являться основным (главным) оценочным показателем, поскольку зависит от климатических условий. Если рентабельность ТЭЦ определяется во многом погодными условиями (холод, тепло), то рентабельность ГЭС определяется многоводностью или маловодностью, что не связано с результатами управления или производительностью труда обслуживающего персонала. И в том, и в другом случае, стоимость основных фондов должна быть разнесена в соответствии с их целями и задачами.

Гидроэнергетический потенциал


Гидроэнергетический потенциал.pptx

В соответствии с определениями WEC (p. 294-295) 

Специальные указания источника:  Если иное не указано в примечаниях, показатели были рассчитаны на основе атмосферных осадков и стока воды.

Источник: WEC  (World Energy Council):  2010 Survey of Energy Resources

Примечания

Регионы :  Ближний Восток - 690 ТВт∙ч/год (min); Азия и Океания - 15606 ТВт∙ч/год (max); 

Крупные страны: Китай - 6083 ТВт∙ч/год (максимальный) и Южная Корея - 52 ТВт∙ч/год (минимальный)  

Основные понятия, классификация ГЭС

 

1. Существуют два типа гидроэлектростанций (ГЭС): 

a) русловые электростанции для использования полноводья; 

б) накопительные электростанции (электростанции с водохранилищем), где приток можно регулировать с помощью водохранилища.  


2. С точки зрения энергетической статистики (стандартная  международная классификация энергетических продуктов [SIEC]*),    гидроэлектростанции с кодом   [RA100]**  группируются  по следующим типам: чистые ГЭС [RA110], в литературе можно встретить их как конвенциональные ГЭС;   смешанные ГЭС [RA120] и гидроаккумулирующие ГЭС [RA130].  Европейская энергетическая статистика выделяет в числе чистых ГЭС – русловые ГЭС [RA110ROR]


*SIEC  - The Standard International Energy Product Classification

**См.  Eurostat: Database. Electricity production capacities for renewables and wastes 


3. The International Hydropower Association (IHA) классифицирует гидроэнергетические системы на четыре основных типа . При этом эти технологии часто могут пересекаться. Например, проекты по хранению часто могут включать элемент перекачки для пополнения воды, которая естественным образом поступает в водохранилище, а проекты с руслами рек могут обеспечивать некоторую возможность хранения.


Русловая гидроэлектростанция: объект, который направляет текущую воду из реки через канал или шлюз для вращения турбины. Обычно русловой проект имеет небольшое или не имеет хранилища. Русловая гидроэлектростанция обеспечивает непрерывную подачу электроэнергии (базовая нагрузка) с некоторой гибкостью работы для ежедневных колебаний спроса за счет потока воды, который регулируется объектом.


Гидроэлектростанция с накопителем: обычно большая система, которая использует плотину для хранения воды в водохранилище. Электричество вырабатывается путем выпуска воды из водохранилища через турбину, которая активирует генератор. Гидроэлектростанция с накопителем обеспечивает базовую нагрузку, а также возможность отключения и запуска в короткие сроки в соответствии с требованиями системы (пиковая нагрузка). Она может предложить достаточную мощность для работы независимо от гидрологического притока в течение многих недель или даже месяцев.


Гидроаккумулирующая гидроэнергетика: обеспечивает пиковую нагрузку, используя воду, которая циркулирует между нижним и верхним резервуарами с помощью насосов, которые используют избыточную энергию из системы в периоды низкого спроса. Когда спрос на электроэнергию высок, вода сбрасывается обратно в нижний резервуар через турбины для производства электроэнергии.  

При этом различают ГАЭС открытого и замкнутого контура (см. рисунки 1 и 2: источник - Министерство энергетики США)*. Последние называются, (например в Швейцарии),  также ГАЭС чистого типа, когда в верхнем резервуаре отсутствует естественный приток 


Морская гидроэнергетика: менее известная, но растущая группа технологий, использующих приливные течения или энергию волн для выработки электроэнергии из морской воды.

 Классификация гидроэлектростанций


Классификация гидроэлектростанций.pptx

Примечание: Основные понятия и классификацию ГЭС в гидроэнергетике России см. раздел: "Гидроэнергетика России"

Основные тенденции и анализ, 1992-2021 годы

Весь мир   

Структура установленной мощности электростанций по типам  за 1992 год, млн. кВт (%)

Структура установленной мощности электростанций по типам  за 2021 год, млн. кВт (%)

Мировая энергетика. 

Страны мира с техническим гидроэнергопотенциалом свыше 160 ТВт∙ч/год в порядке убывания  (на конец 2008 года) 

Регионы мира

ГЭС, включая ГАЭС

UN Data. Установленная мо.... 1992-2014 гг., млн. кВт

ГЭС

UN Data. Установленная мо.... 1992-2017 гг., млн. кВт

Доли регионов мира в установленной мощности-нетто ГЭС в 1992 году, млн. кВт (%). 

Примечание:  Здесь и далее без учета ГАЭС

Доли регионов мира в установленной мощности-нетто ГЭС  в 2021  году, млн. кВт· (%)

Динамика установленной мощности-нетто ГЭС регионов  r1, r2, r3,r4 и r7, 1992-2021, млн. кВт

Динамика установленной мощности-нетто ГЭС регионов  r5 и r6 ,1992-2021, млн. кВт

Приросты установленной мощности ГЭС

UN Data Приросты в регио....нении с 1992 г., млн. кВт

Справочно:

UN Data. Установленная мо... мира, 1992-2014 гг., МВт

Страны мира. Установленная мощность-нетто ГЭС на конец 2021 года, МВт

Ранжирование за  2021 год стран, входящих в TOP-10 по установленной мощности-нетто ГЭС  (без ГАЭС),  МВт  

Крупнейшие действующие ГЭС в мире (6000 МВт и выше)  

The Three Gorges Dam (Китай) - 22500 МВт

The Baihetan Dam - 16000 МВт

Примечание:Ввод  в эксплуатацию последнего гидроагрегата 20 декабря 2022 года

The Itaipu Dam (Бразилия-Парагвай) - 14000 МВт

The Xiluodu Dam (Китай) - 13860 МВт

UHE Belo Monte (Бразилия) - 11233.1 МВт 

Wudongde Hydropower Station* (Китай)  - 10200 МВт

*Примечание: Ввод в эксплуатацию 2020 (29 июня) -2021 (16 июня) 

CH Simón Bolívar (Guri - Венесуэла) - 10000 МВт

UHE Tucuruí (Бразилия) - 8535 МВт

The Grand Coulee Dam (США) - 6809 МВт

The Xiangjiaba Dam (Китай - CN) - 6448 МВт

Sayano-Shushenskaya HPP (Россия) - 6400 МВт

The Longtan Dam (Китай) - 6300 МВт   

Krasnoyarskaya HPP (Россия) - 6000 МВт

К оценке темпов развития  гидроэнергетики  отдельных стран мира


UN Data. Приросты установ.... ‎(от 5000 тыс. кВт)‎, МВт

Развитие гидроэнергетики  в период с 1992  по 2021 годы в странах с установленной мощностью ГЭС  (свыше 50 ГВт) в 2021 году, ГВт

К оценке темпов развития  гидроэнергетики   отдельных организаций


UN Data. Приросты установ....14 г. к 1992 г.,млн. кВт

Гидроаккумулирующие электростанции - ГАЭС 

 В соответствии с пунктом 33 ГОСТ 19431-2023: гидроаккумулирующая электростанция; ГАЭС: Гидроэлектростанция, обеспечивающая накопление (аккумулирование) энергии посредством преобразования электрической энергии, получаемой от других электростанций, в потенциальную энергию воды и преобразование потенциальной энергии запасенной воды в электрическую энергию. 



Примечания: 

1. СО 34.21.308-2005. "Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения" приводит следующее определение ГАЭС.

"Под гидроаккумулирующей станцией (ГАЭС) понимается  комплекс сооружений и оборудования, выполняющий функции аккумулирования и выработки электрической энергии путем накачки воды из нижнего бассейна в верхний (насосный режим) и последующего преобразования потенциальной энергии воды в электрическую энергию (турбинный режим)"

 

2. Глоссарий EIA дает, с нашей точки зрения, более точное определение ГАЭС (Pumped-storage hydroelectric plant), имея в виду роль и место этого типа электростанции в режимах энергосистем и, частности, покрытии графика электрических нагрузок. 

В соответствии с  этим определением  "к ГАЭС относят электростанции, использующие предварительно закаченную воду в верхний бассейн из нижнего в период провала графика нагрузок и вырабатывающие электрическую энергию в период максимума нагрузок". 


3. Различают ГАЭС с открытым и замкнутым контуром гидроаккумулирования  

Типы гидроаккумулирующих систем.pptx
Установленная мощность-нетто ГАЭС (PSPP) регионов мира, 1992-2021, МВт

Динамика установленной мощность-нетто ГАЭС (PSPP), 1992-2021, МВт

TOP-5 стран мира с наибольшей установленной мощностью-нетто ГАЭС в мире на конец 2021 года, МВт

Динамика установленной мощность-нетто ГАЭС (PSPP),  в Китае, США и Японии, 1992-2021, МВт

Установленная мощность-нетто ГАЭС (PSPP) в странах мира, 1992-2021, МВт

Крупнейшая  ГАЭС мира - Bath County PSPP, США (US) 

Установленная (паспортная) электрическая мощность - 2862 МВт.  

Генераторы (вводы): 6х477 (1985).  Latitude, longitude:38.208890, -79.800000 

Собственник - Virginia Electric & Power Co 

Справочно: Крупнейшая ГАЭС Евразии - Загорская ГАЭС, Россия

Установленная мощность (генераторный режим) - 1200 МВт  

Установленная мощность (насосный режим) - 1320 МВт 

Состав оборудования (ввод в эксплуатацию): 6х200 (первая турбина - 1988, последняя - 2000)

Latitude, longitude: 56.482117,38.190536.  Собственник:  ПАО "РусГидро"

Интегральная эффективность использования ГЭС и ГАЭС 


Электростанции, использующие энергию приливов, отливов 

и океанских течений (приливные электростанции - W&TPP)

Динамика установленной мощности приливных электростанций

Установленная мощность-нетто приливных электростанций в странах мира, 1992-2021, МВт