книги / Общая энергетика

установленными соответствующими документами (санитарные нормы или нормативы Комитета по рыболовству РФ) для водоемов культурно-бытового или рыбохозяйственного использования.

По результатам оценки качества воды в проекте назначаются водоохранные мероприятия, которые в общем предусматривают: санитарную подготовку зоны затопления; очистку от древесно-кустарниковой растительности; мероприятия по снижению поступления загрязнений от хозяйственных предприятий, населенных пунктов и с поверхностным стоком; организацию водоохранных зон; предотвращение заиления водохранилища.

Впрошлые годы одним из наиболее болезненных вопросов подготовки зоны водохранилища была сводка древеснокустарниковой растительности. Точки зрения у разных специалистов по этому вопросу были иногда прямо противоположными. Отдельные специалисты, главным образом из числа проектировщиков гидроузлов и близких к ним ученых, доказывали, что сводить нужно только товарный лес, а остальная древесина может быть затоплена. При этом делались ссылки на опыт создания Братского и Усть-Илимского гидроузлов, а также ряда водохранилищ Канады, где были затоплены значительные объемы древесины. Другая группа специалистов, представляющих мнение некоторых ученыхэкологов, считала, что в зонах водохранилищ должна производиться полная лесоочистка без учета экономического фактора.

Внастоящее время действующие санитарные нормы, регламентирующие требования к подготовке зон водохранилищ (СанПиН 3907–85), допускают возможность затопления части древесно-кустарниковой растительности, расположенной

вмертвой зоне водохранилищ объемом более 10 млн м3 при среднегодовом водообмене более 6 млн м3.

201

Учитывая, что проблема сводки древесно-кустарниковой растительности разделяется на две части – экономическую (сводка реализуемого на рынке товарного леса) и экологическую (обеспечение качества воды и надлежащего санитарнотехнического состояния водохранилищ) в проектах гидротехнических объектов современного поколения, принимается следующая схема решения проблемы:

1)определяются объемы товарной древесины, реализация которой экономически обоснованна;

2)определяются объемы древесины, которая подлежит сводке на спецучастках (судовые хода, участки дна вблизи населенных пунктов, места промышленного лова рыбы и т.п.);

3)составляется прогноз всплывания древесины при ее затоплении, поскольку объем плавающей древесины не должен угрожать нормальной эксплуатации водохранилища;

4)полученные в результате приведенных выше расчетов объемы древесины, идущей под затопление, учитываются

ввиде источника загрязнений при прогнозировании качества воды.

Изложенный подход к решению проблемы позволяет сбалансировать экономический и экологический аспекты проблемы.

Степень очистки сточных вод на очистных сооружениях рассчитана на разбавление их естественными расходами реки. Расчеты, выполненные в рамках оценки воздействия на окружающую среду, показали, что если продолжать сбрасывать сточные воды в реку после создания ГЭС, разбавление загрязнений при сниженных расходах будет недостаточно и существует угроза превышения концентраций вредных веществ выше предельно допустимых.

Ихтиофауна. Воздействие гидроэнергетического объекта выражается в преграждении путей миграции проходных и полупроходных видов рыб, в изменении условий воспроизводства, в изменении кормовой базы, а также в возможной

202

гибели рыбы в водозаборах ГЭС. При этом могут сократиться запасы ценных промысловых рыб, а в некоторых случаях и исчезнуть популяции тех или иных видов.

Для предотвращения этих нежелательных последствий в проектах современных ГЭС предусматриваются специальные мероприятия, включая строительство рыбопропускных

ирыбозащитных сооружений.

Впоследние годы разработаны конструкции сооружений для пропуска рыб к местам нереста и нагула, искусственных нерестилищ различного назначения в водохранилищах и в нижних бьефах гидроузлов, рыбозащитных сооружений для предотвращения гибели молоди на водозаборах

иводоприемниках. Кроме того, определяются мероприятия по направленному формированию ихтиофауны и кормовой базы водоемов, создаваемых при энергетических объектах.

При проектировании рыбопропускных и рыбозащит-

ных сооружений необходимо следовать требованиям СНиП 2.06.07–87.

Рыбопропускные сооружения в нашей стране построены на гидроузлах Волги (Волгоградский, Саратовский), Дона (Цимлянский, Кочетовский, Константиновский, Николаевский), Кубани (Федоровский, Краснодарский), на Нижнетуломском гидроузле (Мурманская обл.) и на ряде других.

Следует отметить, что в России рыбоохранные требования более жесткие, чем в странах Европы и Северной Америки. За рубежом охраняются главным образом осетровые и лососевые виды рыб. В связи с этим на реках, где эти виды отсутствуют, никаких рыбоохранных мероприятий не предусматривается. В нашей стране при водохозяйственном строительстве охране подлежат практически все виды рыб.

Искусственное разведение рыбы (которое производилось на Нарвском, Лужском, Волховском и Свирском рыбзаводах) не смогло восстановить ни естественную численность, ни структуру популяций рыб, подвергшихся воз-

203

действию гидростроительства. Например, строительство и эксплуатация Волховской ГЭС полностью уничтожило ладожское стадо балтийского осетра и поставило такой вид, как волховский сиг, на грань исчезновения. Каскады двух Свирских и двух Вуоксинских ГЭС стали причиной внесения в Красную книгу РФ стад реликтового ладожского лосося и озерной ладожской форели. Нарвская ГЭС уничтожила природные стада нарвского (балтийского) лосося, кумжи и угря.

Микроклиматические последствия. Воздействие крупных водохранилищ на микроклимат прилегающих территорий проявляется, как правило, в некотором снижении экстремальных температур атмосферного воздуха. Незначительно снижаются летние максимумы (на 2–3 °С) и повышаются зимние минимумы (на 1–2 °С), кроме того, возможно локальное изменение влажности. Отрицательные последствия влияния на микроклимат проявились в нижних бьефах крупных высоконапорных ГЭС в Сибири (Красноярская, УстьИлимская). Там при сбросе в нижний бьеф теплой воды в зимнее время на достаточно большом протяжении образуется незамерзающая полынья, которая вызывает туманы. Это, в свою очередь, негативно сказывается на условиях проживания населения.

Для борьбы с отрицательными последствиями микроклиматических изменений, которые проявляются в нижних бьефах глубоководных сибирских водохранилищ, разработаны конструкции специальных селективных водозаборов, позволяющих регулировать температурный режим воды в нижнем бьефе путем ее забора с различных глубин водохранилища и за счет этого сокращать длину полыньи. Планируется устройство таких водозаборов на перспективных гидроузлах, сооружение которых возможно на реках Восточной Сибири или Дальнего Востока.

204

Социальные последствия. Воздействие гидроэнергетического объекта на сложившуюся социальную обстановку района строительства обусловлено необходимостью переселять людей из зон затопления, подтопления, берегопереработки, неблагоприятных климатических или других условий, отрицательно сказывающихся на здоровье и жизнедеятельности населения. Кроме того, возможны изменения условий хозяйствования вследствие воздействия объекта на природную среду, а также в результате появления нового производственного объекта (ГЭС) и водного объекта (водохранилища), который открывает новые возможности для развития производительных сил и использования близлежащих сырьевых ресурсов. Определенное воздействие на социальную сферу оказывает появление коллектива строителей, особенно если он формируется из людей, не проживающих на данной территории.

За весь период гидроэнергетического строительства в России переселено около 880 тыс. чел., из них при создании Волжско-Камского каскада – 666 тыс. чел., Ангаро-Енисей- ского каскада – 164 тыс. чел. и прочих гидроузлов – 50 тыс. чел.

Хорошо представляя, что процесс переселения людей с обжитых мест является одним из наиболее сложных в социальном отношении и болезненным мероприятием, проектировщики современных ГЭС стремятся максимально снизить количество переселяемых людей путем оптимизации подпорных отметок водохранилищ или организации инженерной защиты населенных пунктов.

Для переселяемого населения предусматривается строительство благоустроенных населенных пунктов, оснащенных современными инженерными коммуникациями и необходимым набором социально-культурных объектов. Кроме того, в проектах ГЭС в соответствии с действующими законами

205

предусматриваются средства для компенсации стоимости сносимых строений, садовых насаждений и т.п.

В проектах современных ГЭС предусмотрен целый комплекс мероприятий, которые направлены на снятие социальной напряженности, уменьшение возможного негативного воздействия объекта на социальную сферу, а также на улучшение условий проживания местного населения.

Соблюдение современного законодательства по охране окружающей среды приводит к тому, что для затрат на подготовку зон водохранилищ и на природные мероприятия от общей суммы затрат по гидроузлу составляет от 20 до 50 %, а по некоторым гидроузлам доходит до 70 %.

После наполнения водохранилища и ввода ГЭС в постоянную эксплуатацию по установившейся в России практике происходит межведомственное разделение функций. На водохранилищах комплексного назначения создаются управления по эксплуатации, которые являются, как правило, структурными подразделениями бассейновых водохозяйственных управлений Министерства природных ресурсов Российской Федерации. В соответствии с принятой схемой ГЭС становится промышленным предприятием по выработке электроэнергии и за использование водных ресурсов осуществляет платежи, размер которых устанавливается законом. За все экологические последствия, связанные с водохранилищем, несет ответственность управление по его эксплуатации. Для того чтобы учесть потребности различных водопользователей на водохранилище и в нижнем бьефе гидроузла, к моменту его пуска в эксплуатацию разрабатывается специальный документ – правила использования водных ресурсов водохранилища.

При разработке правил в обязательном порядке учитываются природоохранные и специальные санитарные требования. Все водопользователи обязаны получить лицензию на водопользование и неукоснительно соблюдать правила ис-

206

пользования водных ресурсов водохранилищ. Гидроэлектростанция, являясь одним из водопользователей, также обязана иметь указанные выше документы. Контроль за соблюдением установленных в правилах и лицензии параметров осуществляется органами Госводконтроля Министерства природных ресурсов России, при этом на ГЭС контролируется: соблюдение установленных правил использования водных ресурсов; состояние системы учета стока: через агрегаты, водопропускные сооружения (водосливы, водосбросы, шлюзы и т.п.); фактические и установленные в лицензии величины протечек воды через неплотности элементов станции, фильтрационные расходы и расходы через дренажные системы; состояние системы учета, сбора и очистки замасленных стоков.

Всвязи с усилением требований к охране окружающей среды на действующих объектах гидроэнергетики, построенных в прежние годы, проводятся природоохранные мероприятия. Они сводятся в основном к установке самого современного оборудования, работающего практически без протечек масла, к совершенствованию системы сбора и очистки загрязненных производственных стоков. На ряде гидроузлов пересматривается режим использования водных ресурсов, исходя из интересов рыбного хозяйства (Волгоградский гидроузел), модернизируются рыбопропускные сооружения (Волховский гидроузел, проект реконструкции Цимлянского гидроузла).

Впоследнее время появилось понятие «экологическая безопасность». Наиболее строгое определение этого понятия дано в «Постатейном комментарии к Закону России об охране окружающей природной среды» (1993 г.). Согласно этому документу, экологическая безопасность трактуется как состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека, прежде всего, прав на чистую, здоровую, благоприятную для жизни окружающую природную среду. Если смотреть на водохранилища и гидроэлектростанции

207

с этих позиций, то необходимо отметить, что работа ГЭС не сопровождается выбросом в атмосферу вредных веществ, а сбросы загрязнений незначительны и осуществляются в рамках действующих правил. Для работы ГЭС не нужно добывать и транспортировать топливо. ГЭС используют постоянно возобновляемый ресурс – движущуюся воду. Водохранилища, где бы они ни возводились, не вызывают природного отторжения и со временем вписываются в природный ландшафт, делая достаточно удобными для проживания его берега. Косвенно это находит свое подтверждение в том, что на берегах водохранилищ сейчас расположено очень большое количество крупных и средних городов, большое число здравниц, санаториев и баз отдыха. Даже в пределах Москвы есть Химкинское водохранилище, а Можайское, Истринское, Рузское водохранилища являются излюбленными местами отдыха москвичей и жителей Подмосковья. Наверное, можно согласиться с утверждением, что такое количество людей не будет жить и отдыхать около экологически опасных объектов. Строительство гидроэлектростанций и создание водохранилищ в мире не прекращается. Разные страны, даже обладающие значительными природными запасами органического топлива, строят гидроэнергетические объекты, стремясь максимально использовать энергетический потенциал своих водотоков. В России также имеются предпосылки для дальнейшего развития гидроэнергетики, особенно на Северном Кавказе, в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке.

5.НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Ученые предостерегают: разведанных запасов различного органического топлива при нынешних темпах роста

208

энергопотребления хватит всего на несколько десятков-сотен лет. Конечно, можно перейти и на другие невозобновляемые источники энергии. Например, ученые уже многие годы пытаются освоить управляемый термоядерный синтез. Однако почему бы параллельно с использованием традиционных возобновляемых и невозобновляемых источников не интенсифицировать использование нетрадиционных источников энергии?

5.1. Состояние и перспективы нетрадиционной энергетики

Важность более широкого использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в XXI веке вряд ли надо доказывать. Всем ясно, что основные невозобновляемые энергоресурсы рано или поздно исчерпаются. По оптимистическим прогнозам угля хватит на 1000–1500 лет, нефти – на 150–250 лет, газа – на 100–200 лет. По другим, более осторожным прогнозам, учитывающим в числе прочего перспективы роста мирового энергопотребления, нефть должна закончиться лет через 40–70 лет, газ – через 50–80 лет, уран – через 80–100 лет, уголь – через 400–600 лет.

В 2000 году в Японии состоялась встреча глав восьми государств, в том числе и России, где они обсудили проблемы использования возобновляемых источников энергии. Более того, образовали рабочую группу для выработки рекомендаций по развертыванию рынка этой энергетики.

Что еще чрезвычайно важно, у возобновляемых источников энергии имеются неоспоримые преимущества в области экологии. Некоторые возобновляемые виды энергии уже сегодня стоят не дороже энергии, получаемой за счет использования органического топлива.

По прогнозам большая часть потребности в энергии будет удовлетворяться за счет солнечных элементов, ветро-

209

установок, малых гидростанций и использования биомассы остатков урожая и отходов промышленности. Что касается геотермального тепла, энергии волн и приливов, то в некоторых районах мира эти источники энергии также могут оказаться значительными.

Варианты прогнозов использования возобновляемых источников энергии, по данным Мирового энергетического совета, представлены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

В США доля производства электроэнергии на базе нетрадиционных источников энергии в общем ее объеме составляет 1 %, в Дании – 20 %. В Нидерландах доля производства электроэнергии на их базе к 2010 году возрастет с 3 до

10 %, в Германии – с 5,9 до 12 %.

Согласно оценке Агентства по охране окружающей среды США через 20 лет возобновляемые источники энергии смогут удовлетворить 1/3 мировой потребности в энергии по сравнению с 1/17 частью сегодня. Еще через 20 лет – 2/3 потребности в энергии. Но для этого процесс развития нетрадиционной энергетики необходимо существенно ускорить, что

210