Оценка энергоэффективности крупных рек республики таджикистан

скачать

an imageПри огромных ресурсах гидроэнергетики, которыми обладает Таджикистан, одной из актуальных задач настоящего момента для республики является выбор наиболее приоритет-ных проектов строительства новых ГЭС, которые обладали бы наибольшей энергоэф-фективностью.

Причем для Таджикистана, в отличие от большинства других стран мира, эта задача вполне реальна – в республике имеется более 80 уже обследованных створов, пригодных для строительства крупных ГЭС [1].

С учетом того, что наиболее выгодным в долгосрочном плане является каскадное освоение гидроресурсов, эта задача подразделяется на выбор наиболее энергоэффективных рек и наиболее эффективных участков на них.

Критерий энергоэффективности можно определить, как удельную мощность реки на единицу ее длины. Она определяется следующим образом. Для каждого выделенного участка реки, длиной ΔL, рассчитывается ее потенциальная энергетическая мощность, N [2]:

∆N=9.81ηQH,

где:

N – энергетическая мощность реки, МВт,

Q – средний расход реки на рассматриваемом участке, м3/сек,

Н – напор (падение реки на рассматриваемом участке), м,

η - к.п.д. = 1.0.

По полученным данным строятся кривые накопленных сумм мощности реки от истока до устья: N = f(L) который затем аппроксимируются полиномами “n”-й степени, обеспечивающими наилучшее приближение к фактической кривой. В качестве критерия такого приближения используется коэффициент детерминации R2.

Дифференцируя полученные вышеописанным способом полиномы по длине реки «L», получаем значения энергоэффективности по длине реки:

В качестве объектов исследований для промышленной энергетики Таджикистана были выбраны восемь наиболее крупных рек республики: Вахш, Зеравшан, Искандер-Дарья, Фан-Дарья, Ягноб, Сурхоб, Обихингоу, Кафирниган.

Результаты расчетов энергоэффективности вышеперечисленных рек приведены в табли-цах 1, 2 и на рис. 1. Они показывают, что наиболее эффективной рекой с точки зрения гидро-энергетики в Таджикистане является р. Вахш, которая сегодня уже практически на всем своем протяжении уже используется: построены Нурекская, Байпазинская, Сангтудинская-1 гидроэлектростанции и каскад Вахшcких ГЭС (Головная, Перепадная и Центральная ГЭС), строятся Рогунская и Сангтудинская-2, ведутся переговоры с Исламской Республикой Иран о последней станции на реке – Шуробской.

Таблица 1.

Таблица 1 Таблица 2

Следующей по энергоэффективности из рассматриваемых рек является Обихингоу, затем по порядку Сурхоб, Фан-Дарья, Искандер-Дарья, Зеравшан, Кафирниган, Ягноб.

При этом у этих рек наибольшая энергоэффективность достигается на разных участках. Если у Вахша она наибольшая у истока и плавно уменьшается к устью, то у Обихингоу и Ягноба наибольшую энергоэффективность имеет самое нижнее течение реки, у Сурхоба – его нижняя половина, у Зеравшана – среднее течение, у Кафирнигана – верхнее течение.

Именно на этих участках можно достичь наибольшего эффекта при строительстве ГЭС. Это объясняется тем, что при одних и тех же параметрах деривационных ГЭС, наиболее предпочтительных в сегодняшних условиях, как с точки зрения гидроэнергетики, так и эко-логии, на этих участках, при одних и тех же технических решениях, будет достигаться наи-большие мощность и выработка электроэнергии ГЭС.

Соответственно, стоимость ГЭС будет обратно пропорциональна ее энергоэффектив-ности, если под последней понимать удельную мощность на единицу длины реки.

Что касается приплотинных ГЭС, то, на первый взгляд, удельная мощность на единицу длины реки не связана напрямую ни с мощностью ГЭС, ни с ее стоимостью. Но если учесть, что длина участка затопления реки обратно пропорциональна энергоэффективности реки, а площадь водохранилища, и соответственно, зоны затопления обратно пропорциональна квадрату энергоэффективности реки, то картина будет той же самой, что и в случае дерива-ционных ГЭС.

Как уже отмечалось выше, энергоэффективность реки или ее участка, в конечном счете, заключается в возможности при одних и тех же технических решениях и типоразмерах ГЭС получить соответствующую мощность станции, то есть прямо определяет затраты на строительство и экономическую эффективность проектов ГЭС.

Рассмотри ГЭС-1 и ГЭС-2 построенные на двух участках рек с разными энергоэф-фективностями – Э1 и Э2. Пусть:

Если при этом длины этих двух участков рек, энергопотенциалы которых осваивается обеими ГЭС, будут равны то затраты на строительно-монтажные работы (СМР) у них будут одни и те же, а мощности этих ГЭС и стоимость их оборудования будут прямо пропорциональны их энергоэффективности:

Выводы.

При освоении гидроресурсов большое значение имеет правильный выбор для строи-тельства первоочередных приоритетных ГЭС, обеспечивающих наибольший эффект, тем более что в Таджикистане есть для этого огромные возможности - только уже обследован-ных створов для строительства крупных ГЭС в республике имеется более 80-ти. Критерием такого выбора может быть энергоэффективность речных гидроэнергетических ресурсов – удельная мощность на единицу длины реки.

Территориальное расположение их в разных регионах республики не играет какой-либо существенной роли - где бы не была построена ГЭС, ее энергия может быть использована в любом другом районе. Это возможно, как уже сегодня, с использованием имеющихся в рес-публике ЛЭП, так и, особенно, в ближайшей перспективе, после завершения строительства ЛЭП-500 «Юг-Север» и особенно после строительства намечаемой ЛЭП CASA-1000.

Анализ всех наиболее крупных рек Таджикистана показывает, что по энергоэффектив-ности на первом месте находится р. Вахш, удельная мощность которой на единицу длины в два с лишнем раза превышает этот показатель других рек. Следующей по энергоэффектив-ности после Вахша идут реки Обихингоу, Сурхоб, Фан-Дарья, Искандер-Дарья, Зеравшан, Кафирниган, Ягноб. При этом в каждой их всех этих рек есть участки, энергоэффективность которых в несколько раз превышает среднее значения по всей реке в целом. Именно они являются наиболее привлекательными в качестве приоритетных объектов для строительства ГЭС.

Литература

1. Petrov G. Tajikistan's Energy Projects: Past, Present, and Future, Central Asia and the Caucasus // Journal of social and Political Studies. -Sweden, 2004. -№5(29). - p.93-103.

2. Гидроэнергетические ресурсы Таджикской ССР. -Л.: Недра, 1965. - 658 с.