Наибольший гидроэнергетический потенциал список стран

Мировой гидроэнергетический потенциал речного стока — ГЕОГРАФИЯ МИРОВЫХ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Гидроэнергией (водной энергией) называют энергию, которой обладает вода, движущаяся в потоках по земной поверхности. Существуют три категории гидроэнергетического потенциала (гидроэнергетических ресурсов): теоретический, технический и экономический.

При определении теоретического гидро-энергопотенциала (его называют также потенциальным и валовым) учитывается полный поверхностный сток рек, который, как уже отмечено, составляет 48 тыс. км 3 /год. Если принять среднюю высоту суши равной 800 м, то теоретический потенциал будет исчисляться в 1000 млн кВт возможной мощности, что соответствует выработке около 35 трлн кВт» ч в год. Впрочем, есть и другие оценки этого потенциала, которые колеблются в пределах от 35 трлн до 40 трлн кВт-ч.

Технический гидроэнергопотенциал – это та часть теоретического потенциала, которая технически может быть использована с учетом годовых и сезонных колебаний стока в реках, наличия подходящих створов для сооружения ГЭС, а также потерь воды вследствие испарения, фильтрации и т. д. Коэффициент пересчета теоретического потенциала в технический для разных регионов Земли и стран не одинаков, но в среднем его обычно принимают равным 0,5. Чаще всего мировой технический гидроэнергопотенциал оценивается в 15 трлн кВт-ч возможной выработки.

Наконец, экономический гидроэнергопо-тенциал – это та часть технического потенциала, использование которой в данных конкретных условиях места и времени можно считать экономически оправданным. Он меньше технического потенциала и, по оценкам, составляет 8—10 трлн кВт-ч в год, что соответствует мощности в 2340 млн кВт. Можно добавить, что эту цифру нельзя рассматривать как абсолютно стабильную. Например, после мирового энергетического кризиса середины 1970-х гг. и роста цен на топливо коэффициент пересчета технического потенциала в экономический возрос до 70–80 %, и его стали оценивать уже в 15 трлн кВт-ч в год. Но затем этот коэффициент снова снизился.

Априори можно предположить, что распределение гидроэнергетического потенциала по территории земной суши неравномерно. И действительно, согласно имеющимся данным, по размерам теоретического потенциала впереди стоит Азия (42 % мирового), за которой следуют Африка (21), Северная и Южная Америка (по 12–13 %), Европа (9) и Австралия и Океания (3 %). За этими общими цифрами географ конечно же видит размещение крупнейших речных систем мира.

Установлено, что примерно половина мирового речного стока приходится на 50 крупнейших рек, бассейны которых покрывают 40 % земной суши. В том числе 15 из них (9 в Азии, 3 в Южной, 2 в Северной Америке и 1 в Африке) имеют средний расход воды в размере 10 тыс. м 3 /с или более. Но этот показатель сам по себе еще не определяет роль той или иной реки в гидропотенциале. Например, Амазонка выносит в океан в пять раз больше воды, чем вторая по водоносности река мира – Конго. Однако Конго благодаря топографическим и геологическим особенностям территории, по которой она протекает, имеет значительно больший гидроэнергетический потенциал, чем Амазонка.

Распределение экономического гидроэнер-гопотенциала по регионам мира показано в таблице 27.

Приведенные в таблице 27 данные позволяют сделать несколько выводов. О том, что крупные регионы Земли по масштабам экономического гидропотенциала «выстраиваются» следующим образом: Зарубежная Азия, Латинская Америка, Африка и Северная Америка, СНГ, зарубежная Европа, Австралия и Океания. О том, что пока еще экономический гидропотенциал Земли используется лишь на 21 % (это означает, что в принципе годовое производство электроэнергии на ГЭС можно увеличить примерно в пять раз). Наконец, о том, что степень освоенности гидроэнергетического потенциала особенно велика в зарубежной Европе, где для сооружения ГЭС использовано уже большинство выгодных речных створов, и в Северной Америке. Наиболее благоприятные ресурсные предпосылки для развития гидроэнергетики имеют Азия, Африка и Латинская Америка. Можно добавить, что на развивающиеся страны в целом приходится еще примерно 2/3 всего неосвоенного мирового гидроэнергопотенциала.

МИРОВОЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ГИДРОЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Среди стран по размерам экономического гидроэнергетического потенциала особо выделяется первая пятерка в составе Китая (1260 млрд кВт-ч), России (850 млрд), Бразилии (765 млрд), Канады (540 млрд) и Индии (500 млрд кВт ч), на долю которой приходится почти 1/2 всего этого потенциала. Затем следуют ДР Конго (420 кВт-ч), США (375), Таджикистан (265), Перу (260), Эфиопия (260), Норвегия (180), Турция (125), Япония (115 кВт – ч). Степень использования этого потенциала в странах очень различна. Во Франции, в Швейцарии, Италии, Японии он использован уже почти полностью, в США и Канаде на 38–40 %, тогда как в Китае – на 16, в Индии – на 15, в Перу – на 5, а в ДР Конго – на 1,5 %.

Россия обладает очень большими гидроэнергетическими ресурсами. Ее теоретический потенциал оценивается в 2900 млрд кВт-ч, технический – в 1670 млрд, а экономический, как уже отмечено, – в 850 млрд кВт ч в год. Но распределяется он по стране крайне неравномерно: на европейскую ее часть приходится 15 %, а на азиатскую – 85 %. Освоено из него пока лишь 18 % (в том числе в европейской части – 50 %, в Сибири – 19 и на Дальнем Востоке – 4 %).

Источник

Гидроэнергопотенциал стран, наиболее богатых гидроэнергией, и степень его использования.

Среди стран по размерам экономического гидроэнергетического потенциала особо выделяется первая пятерка в составе Китая (1260 млрд кВт-ч), России (850 млрд), Бразилии (765 млрд), Канады (540 млрд) и Индии (500 млрд кВт ч), на долю которой приходится почти 1/2 всего этого потенциала. Затем следуют ДР Конго (420 кВт-ч), США (375), Таджикистан (265), Перу (260), Эфиопия (260), Норвегия (180), Турция (125), Япония (115 кВт – ч). Степень использования этого потенциала в странах очень различна. Во Франции, в Швейцарии, Италии, Японии он использован уже почти полностью, в США и Канаде на 38–40 %, тогда как в Китае – на 16, в Индии – на 15, в Перу – на 5, а в ДР Конго – на 1,5 %.

Россия обладает очень большими гидроэнергетическими ресурсами. Ее теоретический потенциал оценивается в 2900 млрд кВт-ч, технический – в 1670 млрд, а экономический, как уже отмечено, – в 850 млрд кВт ч в год. Но распределяется он по стране крайне неравномерно: на европейскую ее часть приходится 15 %, а на азиатскую – 85 %. Освоено из него пока лишь 18 % (в том числе в европейской части – 50 %, в Сибири – 19 и на Дальнем Востоке – 4 %).

43. Динамика гидроэнергостроительства в ХХ веке и причины его существенного замедления в 1980-х гг. и в последующие годы вплоть до настоящего времени.

44. Факторы, обусловливающие необходимость пересмотра оценок экономического гидроэнергопотенциала России.

45. Причины удорожания гидростроительства.

Определение электроэнергетики и особенности этой отрасли.

Электроэнергетика –производственно-технологический комплекс, включающий в себя установки для генерирования электроэнергии, совместного производства электрической и тепловой энергии, передачи к абонентским установкам потребителей.

ü Невозможность запаса (моменты потребления и производства совпадают)

ü Мощности затратны по средствам и времени. ТЭС — более 10 лет. Атомные — 15. ГЭС – более 20. Миллиарды $.

ü Резко нарастить мощности невозможно, следовательно, их простой.

ü Выработка электроэнергии от общего количества в РФ: АЭС – 12%, ТЭС – 69%, ГЭС – 19%.

ü Производство и распределение электроэнергии – единый технологический процесс. Вся электроэнергия подаётся в единую сеть. Все потребители используют ее из единой сети. Энергосистема тем надёжнее, чем больше в ней электростанций. Электростанции не заменяют одна другую. Электрическая нагрузка сильно меняется от времени суток. Чем на большее количество суточных поясов раскинулась энергосистема, тем меньше изменение нагрузки и стабильнее она работает.

ü На АЭС менять нагрузку нельзя. ГЭС могут за минуты изменять мощность с нуля до максимума (дешёвая электроэнергия, но большие кап. затраты). ТЭС меняют мощность за часы или сутки, но малые кап. затраты. Газотурбинные генераторы быстро меняют мощность, но топливо много дороже, чем на ТЭС. В системе разные типы станций дополняют друг друга. Чем больше и мощнее система, тем дешевле производство электроэнергии и тем она надёжнее.

Структура выработки электроэнергии (ТЭС, ГЭС, АЭС) в России.

Достоинства и недостатки вертикально интегрированных компаний, предпосылки реформирования электроэнергетической отрасли в 90-х гг. XX века.

В рамках одной энергокомпании осуществляется централизованное хозяйственное и оперативно-технологическое управление всеми стадиями: производством, передачей и сбытом.

Преимущества:

ü «эффект масштаба» — снижение издержек (капиталоемкость, пиковые мощности);

ü снижение риска крупных долгосрочных инвестиций.

Недостатки:

ü Инвестиционные риски на потребителях (тарифы)

ü Несовершенство гос.регулирования тарифов

ü Слабая восприимчивость к инновациям

Предпосылки:

ü Избыточные генерирующие мощности;

ü Энергоустановки небольшой мощности с высокими ТЭ показателями;

ü Расширение использования природного газа (высокоэкономичные маневренные установки);

Источник

Какие страны обладают наибольшим гидроэнергетическим потенциалом?

Какие из стран обладают наибольшим гидроэнергетическим потенциалом?

1. Бразилия
2. Демократическая Республика Конго
3. Индонезия
4. Канада
5. Китай
6. Новая Зеландия
7. Россия
8. Румыния
9. США
10. Чили

Основная часть мировой выработки ГЭС падает на Северную Америку, Европу, Россию и Японию, в которых производится до 80 % электроэнергии ГЭС мира.

В ряде стран с высокой степенью использования гидроэнергоресурсов наблюдается снижение удельного веса гидроэнергии в электробалансе. Так, за последние 40 лет удельный вес гидроэнергии снизился в Австрии с 80 до 70 %, во Франции с 53 до очень малой величины (за счет увеличения производства электроэнергии на АЭС) , в Италии с 94 до 50 % (это объясняется тем, что наиболее пригодные к эксплуатации гидроэнергоресурсы в этих странах уже почти исчерпаны) . Одно из самых больших снижений произошло в США, где выработка электроэнергии на ГЭС в 1938 г. составляла 34 %, а уже в 1965 г. — только 17 %. В то же время в энергетике Норвегии эта доля составляет 99,6 %, Швейцарии и Бразилии — 90 %, Канады — 66 %.

Если даже учесть то, что прежние представления о распределении гидроэнергоресурсов основывались на данных, подсчитанных по стоку 95%-й обеспеченности, то все же нельзя не обратить внимание на исключительную завышенность в прежних представлениях потенциальных ресурсов Африки, исходивших из преувеличенных представлений о стоке рек этого континента. Если годовой сток бассейна реки Конго прежде оценивался в 500-570 мм слоя, то в настоящее время он оценивается всего в 370 мм. Для реки Нигер принимался слой стока 567 мм, а фактически он составляет около 300 мм. То же получается с данными о средней величине слоя стока, являющимися хорошими показателями гидроэнергетического потенциала отдельных континентов (см. табл. 7). Из этой таблицы видно, что по высоте континента и величине стока, т. е. по основным энергетическим показателям, Африка стоит далеко позади Азии и почти на одном уровне с Северной Америкой.

В развивающихся странах относительно высокие темпы использования гидроэнергии в значительной мере обусловлены крайне низким исходным уровнем. При более чем 50-кратном увеличение за полвека установленных гидроэнергетических можностей развивающиеся страны в середине 70-х годов более чем в 4,5 раза отставали от развитых стран и по мощности электростанций, и по выработке на них электроэнергии. И если в развитых странах гидропотенциал в середине 70-х использовался примерно на 45 %, то в развивающихся странах — только на 5 %. Для всего мира этот показатель в целом составляет 18 %. Таким образом пока еще для мира характерно использование лишь небольшой части гидроэнергетического потенциала.

Канада-44,8 млн кВт
США-29 млн кВт
Бразилия-16,5 млн кВт
Чили-9,5 млн кВт
Конго (Браззавиль) -3 млн кВт

Источник

Состояние и перспективы мировой гидроэнергетики

Использование энергии водных потоков, как и использование ветроэнергии, началось несколько тысяч лет тому назад.

В настоящее время гидроэнергетические ресурсы занимают значительное место среди других энергетических ресурсов. Тем не менее, не весь гидроэнергетический потенциал поверхностного стока может быть использован для выработки электроэнергии. Поэтому Международная энергетическая комиссия (МЭК) подразделяет гидроэнергетические ресурсы на следующие виды гидроэнергтических потенциалов:

— валовый гидроэнергетический потенциал (или общие гидроэнергетические ресурсы) – поверхностный, учитывающий энергию стекающих вод на территории целого района или отдельно взятого речного бассейна, и речной, учитывающий энергию водотока;

— технический гидроэнергетический потенциал представляет собой часть валового потенциала энергии водотока. В традиционной гидроэнергетике технический потенциал определяется как валовый, уменьшенный на величину потерь гидроэнергии в процессе ее преобразования в электроэнергию на ГЭС, а также потери от неиспользуемых участков водотока, различные потери в водохранилище и др.

— экономический гидроэнергетический потенциал (или экономические гидроэнергоресурсы) – часть технического потенциала, использование которой в существующих реальных условиях экономически оправдано, т.е. экономически выгодно для использования.

Величина гидроэнергетических потенциалов не является постоянной, она изменяется во времени в результате совершенствования методов гидрологических расчетов, изменения объемов отборов воды на неэнергетические нужды, роста стоимости ископаемого топлива на земле и роста значимости социально-экологических факторов. Наиболее изменчивыми во времени являются технический и экономический потенциалы.

Для создания необходимой величины напора воды для гидротурбины возводятся сложные гидротехнические сооружения – плотины. Благодаря плотине образуется водохранилище, обеспечивающее гидроэлектростанцию запасами первичного энергоносителя – воды. Отсутствие топливной составляющей в стоимости электроэнергии обеспечивает серьезные преимущества гидроэлектростанций по сравнению с тепловыми станциями.

Однако строительство плотин и водохранилищ является весьма дорогостоящим делом и сопровождается значительным экологическим ущербом для региона. Плотины нарушают свободное течение воды, создают препятствия водному транспорту и обитателям водной фауны. Необходимость регулирования параметров рабочего потока воды на входе турбины определяет наличие определенного не изменяющегося запаса воды в водохранилище. Это означает, что на определенной глубине водохранилища вода застаивается. Застоявшаяся вода вызывает биологические изменения в водоеме, препятствующие нормальному течению подводной жизни.

Кроме того, огромная водная поверхность водохранилища заметно влияет на региональный климат, нивелируя температурный режим, вызывая изменения выпадающих осадков, воздействуя на длительность солнечного сияния и другие метеорологические характеристики.

Несмотря на уровень, достигнутый в области построения мощных ГЭС, их строительство требует вложения колоссальных денежных средств из-за высокой стоимости выполняемых работ при строительстве станции (плотина и водохранилище), оплаты обслуживающего персонала гидроэлектростанции, стоимость выполняемых ремонтных работ. К этому следует добавить длинный строительный период, который создает большую задержку при исполнении проектов, начало которых невозможно без электроэнергии, производимой строящейся ГЭС.

Рентабельность традиционной плотинной ГЭС зависит от следующих жестко-связанных критериев:

— дебит реки на месте строительства гидростанции;

— поперечное сечение места строительства плотины;

— генерируемая мощность ГЭС;

— необходимая потребителям мощность, которая в основном уступает генерируемой мощности станции.

Если дебит относительно малый по сравнению с поперечным сечением реки на месте расположения плотины, то инвестируемые денежные средства для строительства необходимых сооружений гидростанции становятся слишком значительными относительно энергопотенциала реки, в таком случае срок окупаемости гидростанции становится очень длительным и, соответственно, станция будет не рентабельной.

В случае, когда дебит велик по сравнению с геометрией реки, но энергопотенциал реки намного выше необходимой потребителям энергии, то станцию строят с запасом установленной мощности, когда не включают все турбины, а лишь столько, сколько надо для производства необходимой потребителям энергии. Такая станция имеет длительный срок окупаемости, и также нерентабельна, пока не появятся новые потребители электроэнергии для включения запасных турбин.

Учитывая вышесказанное, в настоящее время крупные гидроэлектростанции строятся достаточно редко. Проектирование таких объектов проводится весьма тщательно с максимальным учетом всех компонентов строительства и эксплуатации станции.

Значительно меньше проблем возникает при сооружении малых гидроэлектростанций (МГЭС), которые не затапливают большие площади, проще в строительстве и хорошо подходят для установки серийного оборудования, что дает возможность их массового применения. Они могут строиться как на малых, так и на средних и больших реках, при частичном использовании их стока, и одновременно сооружаться на разных водохозяйственных объектах, таких как каналы, водопады и т.п.

В настоящее время нет общепринятого во всех странах мира понятия малой ГЭС. Предлагаются классификации по различным параметрам, отражающим особенности этих станций: по мощности, напору, режиму работы, степени автоматизации, по способу создания напора.

Во многих странах в качестве основной энергетической характеристики малой ГЭС принята ее установленная мощность. Наиболее часто к малым ГЭС относят ГЭС, мощность которых не превышает 5 МВт (Австрия, Испания, Индия, Канада, Франция, Германия). В некоторых странах малыми называют ГЭС мощностью до 2 МВт (Италия, Норвегия, Швеция, Швейцария). Комитет ООН попромышленному развитию ЮНИДО относит к категории малых ГЭС мощностью до 5 МВт.

Многообразие классификаций малых ГЭС вызвано следующими факторами: различием природных условий, уровнем развития энергетического хозяйства страны, особенностью процедуры согласования и утверждения проектов малых ГЭС и другими. Иногда происходит изменение принятой классификации.

В России ГЭС с общей установленной мощностью от 1 до 30 МВт относят к малым ГЭС. Кроме этого введено дополнительное ограничение по диаметру рабочего колеса гидротурбины – не более 3 метров.

В России принята следующая классификации малых ГЭС:

— низконапорные, 75 метров.

2. По режиму работы:

— работающие параллельно с энергосистемой;

— работающие на изолированного потребителя параллельно с другим источником.

3. По степени автоматизации:

— полуавтоматизированные – работающие при наличии дежурного персонала;

— автоматизированные – работающие без дежурного персонала.

4. По условиям создания:

Другие предложения по классификации малых ГЭС:

— по характеру использования стока – на свободном или зарегулированном стоке;

— по участию в графике нагрузок – пиковые, полупиковые, базисные;

— по расположению в составе гидроузла – русловые, приплотинные, деривационные.

Такая многообразная классификация понятия малой гидроэнергетики чрезвычайно осложняет решение задачи расчета всех видов гидроэнергетического потенциала, так как параметры МГЭС, необходимые для определения валового, технического и экономического потенциалов, в каждой стране разные.

Общий потенциал гидроэнергетики на земном шаре составляет около 10 ТВт, однако на сегодня только 15% является экономически рентабельным к использованию, что дает потенциал в 1,5 ТВт. В табл. 6.1 представлены данные гидроэнергетического потенциала некоторых стран. Из нее следует, что наибольший потенциал имеют Китай и Россия.

Учитывая важность использования потенциала малых рек, во многих странах, таких как США, Франция, Австрия, Швейцария, Япония, разработаны или разрабатываются программы по его освоению. Программы освоения ресурсов малых рек являются частью национальных энергетических программ, формирование которых определялось задачей сокращения потребления импортируемого органического топлива. Это достигалось путем структурной перестройки энергоемких технологий, реализацией энергосберегающих, прогрессивных мероприятий и по возможности максимальным вовлечением местных возобновляемых энергоресурсов. Такие программы были приняты в США, Великобритании, Франции, ФРГ, Италии, Японии, Китае и других странах.

Таблица 6.1 – Использование гидроэнергетического потенциала

Страна	Экономический гидроэнергетический потенциал, млрд. кВт·ч/год	Выработка электроэнергии на ГЭС, млрд. кВт·ч/год	Доля использования экономического потенциала, %
Китай	7,0
Россия
США
Бразилия
Канада
Индия
Япония
Норвегия
Швеция
Франция
Италия

В части освоения гидроэнергетических ресурсов, национальными программами использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, на первых этапах, предусматривается разработка мероприятий по восстановлению и реконсервации ранее выведенного из эксплуатации оборудования МГЭС.

Кроме того, рассматриваются способы повышения эффективности уже использующихся водотоков: ведется строительство МГЭС при существующих и планируемых к возведению плотинах, образующих водохранилища, используемые для водохозяйственных целей; имеется возможность устанавливать МГЭС на перепадах каналов, питьевых и производственных водотоках, водосбросах ТЭС, промышленных и канализационных стоках.

Одним из решений является техническое перевооружение действующих МГЭС. В Австрии проведено исследование, целью которого было определение возможного энергетического эффекта от модернизации малых гидроэлектростанций, находящихся длительное время в эксплуатации. По статистическим данным в 1978 году 56% таких ГЭС находились в эксплуатации 50 и более лет, 72% – 29 лет и более. 64% МГЭС работают при напорах менее 20 метров и оснащены, в основном, турбинами радиально-осевого типа. Результаты исследования показали, что модернизация, включая замену морально и технически устаревшего оборудования, повышение эффективности использования напора реки путем расчистки отложений в нижнем бьефе, снижение гидравлических потерь в водоприемниках и деривациях, вместе с оптимизацией эксплуатационных режимов позволяют значительно улучшить эффективность работы МГЭС.

Производство оборудования для комплектации МГЭС чрезвычайно широко развито, и спрос находят гидроагрегаты практически всех существующих видов и схем на любые необходимые параметры расхода и напора.

Более 130 фирм из 28 стран производят и поставляют комплектно оборудование для МГЭС мощностью от нескольких киловатт до сотен киловатт.

Как правило, в развитых странах Европы и Северной Америки строительство МГЭС обусловлено экономическими и экологическими условиями, желанием максимально использовать имеющийся гидроэнергетический потенциал, соответственно, агрегаты МГЭС работают параллельно с мощными энергосистемами, и к ним предъявляются менее жесткие требования к качеству генерируемой электрической энергии. Тогда как в странах Латинской Америки, Азии, Африки МГЭС зачастую являются единственными источниками электроэнергии районов, а в ряде случаев и стран, и к ним предъявляются жесткие требования в части надежности и качества электроснабжения.

Отношение доли электроэнергии, выработанной на МГЭС, к общей выработке на ГЭС, во всем мире постепенно возрастает и достигает в некоторых странах значительных величин: 23,4% в Японии, 12,6% в Чехии, 18,3% в КНР.

Одним из непременных условий успешного развития объектов малой гидроэнергетики, как, впрочем, и вообще всей возобновляемой энергетики является наличие государственной законодательной поддержки организаций и частных лиц, занимающихся внедрением и эксплуатацией МГЭС. Во многих странах действуют льготы производителям электроэнергии на возобновляемых источниках энергии.

Принятие законов, обязывающих энергоснабжающие организации принимать электроэнергию МГЭС по повышенной стоимости, привело во многих странах к значительному увеличению ввода новых МГЭС. В Австрии повышен тариф на электроэнергию в течение первых трех лет эксплуатации МГЭС. В Финляндии дается государственная субсидия инвестору МГЭС в размере до 30% стоимости ее строительства, а во Франции размер такой субсидии достигает 95%. Португальское правительство гарантирует собственнику МГЭС получение прибыли от продажи электроэнергии в течение намеченного срока возврата капиталовложений или в течение первых восьми лет эксплуатации. В Великобритании правительство гарантирует возвращение инвестиций при продаже электроэнергии от возобновляемого источника энергии на срок 15 лет.

Источник