большие вызовы 2024
Перспективы развития гидроэнергетики в России
Направление "Современная энергетика"
Проект разработан на программе "Большие вызовы"
в сотрудничестве с компанией "РусГидро"
в сотрудничестве с компанией "РусГидро"
Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда •
Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда •
Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда •
Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда •
Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда • Наша команда •
Участники
- Николай КотюковЛидер-аналитик
- Валерия НемироваИнженер-дизайнер
- Фиорентина ГрабовскаяАналитик
- Алексей КищенкоИнженер-программист
Эксперты и преподаватели
- Глушкова
Татьяна СергеевнаРуководитель Центра программ ранней профессионализации Корпоративного университета РусГидро - Долбилов Григорий ВалерьевичСтудент Уральского федерального университета им. первого президента России Б.Н.Ельцина, преподаватель направления "Современная энергетика"
- Феденева
Анна
ВитальевнаСтудент НИЯУ МИФИ, стажёр направления "Современная энергетика" - Шагалов
Никита
АлексеевичСтудент МГУ им.
М. В. Ломоносова, стажёр направления "Современная энергетика"
- Мочалов
Дмитрий АлексеевичИнженер-исследователь кафедры Гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии "НИУ "МЭИ" - Толошинова Екатерина ЕвгеньевнаРуководитель группы Отдела архитектуры и строительных конструкций АО "Ленгидропроект"
- Корев
Дмитрий АндреевичНачальник Управления стратегического развития Департамента стратегии и перспективного развития ПАО "РусГидро" - Желанкин
Виктор ГеоргиевичПреподаватель института Гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии "НИУ МЭИ"
О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте •
О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте •
О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте •
О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте •
О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте • О проекте •
В проекте исследованы перспективы развития гидроэнергетики России и освоения гидропотенциала для повышения качества и надежности Единой энергетической системы. Гидроэнергетика может усилить экспортный потенциал и помочь преодолеть экономические кризисы, а применение отечественных технологий поддержит технологический суверенитет страны.
Проблема
В России освоена только 1/4 часть экономического потенциала гидроэнергетических ресурсов.
Россия занимает второе место (9%) по размерам мировых запасов гидроэнергии после Китая, но на сегодняшний день использует только 24%.
80% неосвоенного гидропотенциала сосредоточены в восточных регионах (Сибирь и Дальний Восток), а
20% — в европейских.
Опережающий рост потребления электроэнергии в Сибири и на Дальнем Востоке, связанный со строительством новых производств и развитием транспорта, создает возможности для более активного развития гидроэнергетики.
Актуальность
Вместе с обеспечением стабильной работы энергосистем и надежного энергоснабжения потребителей, в мировой энергетической повестке на первый план выходят задачи перехода к экологически чистым источникам энергии.
ГЭС — источник «чистой» энергии со сроком службы до 100 лет, характеризуются наименьшим воздействием на окружающую среду. Таким образом, гидроэнергетика является одним из экологически приемлемых методов обеспечения энергетической безопасности страны, замещающих технологии сжигания топлива.
Новые объекты гидроэнергетики — это крупные инвестиционные проекты, реализация которых оказывает влияние на развитие экономики региона, обеспечивает рост валового регионального продукта, создает новые рабочие места, развивает дорожную сеть, строит новые инфраструктурные объекты.
Стратегическая значимость гидроэнергетики для энергоснабжения отражена в поручениях Президента РФ об утверждении план-графика строительства ГЭС на территории РФ, о развитии гидроаккумулирующих электростанций, о разработке программы развития энергетических мощностей в ДФО до 2050г.
ГЭС — источник «чистой» энергии со сроком службы до 100 лет, характеризуются наименьшим воздействием на окружающую среду. Таким образом, гидроэнергетика является одним из экологически приемлемых методов обеспечения энергетической безопасности страны, замещающих технологии сжигания топлива.
Новые объекты гидроэнергетики — это крупные инвестиционные проекты, реализация которых оказывает влияние на развитие экономики региона, обеспечивает рост валового регионального продукта, создает новые рабочие места, развивает дорожную сеть, строит новые инфраструктурные объекты.
Стратегическая значимость гидроэнергетики для энергоснабжения отражена в поручениях Президента РФ об утверждении план-графика строительства ГЭС на территории РФ, о развитии гидроаккумулирующих электростанций, о разработке программы развития энергетических мощностей в ДФО до 2050г.
Цель проекта
Разработка концепции перспективного развития гидроэнергетики в России с оценкой потенциала и эффектов для экономики страны
Этапы проектирования ГЭС
Рассмотрение перспективных направлений строительства ГЭС, районов и рек для размещения площадок
Анализ инфраструктуры района, населенных пунктов, тарифов на электроэнергию, наличие энергодефицита
Выбор перспективных площадок, разработка створов, анализ расходов реки, режима и климата
Предложение технико-экономических параметров, проведение водо-хозяйственных расчетов
Наша команда проанализировала Генеральную схему размещения объектов электроэнергетики до 2035 и 2042 годов, направленную на формирование структуры генерирующих мощностей и электросетевых объектов для обеспечения баланса производства и потребления в энергосистеме России. В схему включены планируемые ГЭС общей мощностью 2,3 ГВт и ГАЭС общей мощностью 2,9 ГВт, разработанные Группой РусГидро.
На основании порядка действий по проектированию станций, мы сформулировали следующие задачи по составлению концепции перспективного развития гидроэнергетики в России:
— изучение свободного гидропотенциала;
— определение возможных мест для размещения ГЭС по результатам анализа;
— сопоставление региона с потребностями в маневрировании мощности, покрытии дефицита электроэнергии, защиты от паводков;
— определение перспективных створов;
— определение параметров предлагаемых ГЭС;
— объединение результатов в концепцию;
— визуализация результатов.
Мы выделили перспективные направления развития гидроэнергетики, включая экспорт электроэнергии в Китай, Монголию и страны Центральной Азии с акцентом на юг Дальнего Востока и бассейны рек Енисей, Лена и Амур.
На основании порядка действий по проектированию станций, мы сформулировали следующие задачи по составлению концепции перспективного развития гидроэнергетики в России:
— изучение свободного гидропотенциала;
— определение возможных мест для размещения ГЭС по результатам анализа;
— сопоставление региона с потребностями в маневрировании мощности, покрытии дефицита электроэнергии, защиты от паводков;
— определение перспективных створов;
— определение параметров предлагаемых ГЭС;
— объединение результатов в концепцию;
— визуализация результатов.
Мы выделили перспективные направления развития гидроэнергетики, включая экспорт электроэнергии в Китай, Монголию и страны Центральной Азии с акцентом на юг Дальнего Востока и бассейны рек Енисей, Лена и Амур.
Наши проекты
В ходе анализа мы выделили четыре области, в которых эффективно построить ГЭС - это Северо-Кавказский Федеральный округ, Сибирь, Южная Якутия и Дальне-Восточный Федеральный округ.
Обоснование выбора локации для размещения ГЭС в Северо-Кавказском Федеральном округе
Ежегодное потребление электроэнергии Северо-Кавказским ФО составляет порядка
28 млрд кВт*ч (2% от энергопотребления всей России). Средний рост потребления
электроэнергии за 5 лет в СКФО превышает рост в других округах.
При этом средний темп производства электроэнергии отстает от показателя среднего
темпа роста потребления. Это означает, что в СКФО существует дефицит электроэнергии.
Максимальное значение дефицита электроэнергии в период 2018-2023 гг. составляет 20%
от объема потребления — в 2020 году. Значительную часть потребляемой электроэнергии
регион получает от других субъектов РФ.
Структура потребления электрической энергии в СКФО по видам деятельности
показывает, что наибольшая доля ресурса потребляется непосредственно населением в
домашних хозяйствах, а также при добыче полезных ископаемых, в обрабатывающих производствах, водоснабжении и водоотведении. При этом уровень потерь электроэнергии в процессе ее передачи составляет 25%. Вероятно, часть потерь происходит по причине передачи электроэнергии из других регионов.
СКФО обладает наименьшей из всех федеральных округов территорией — около 1%
от площади России, но в то же время является густонаселенным: в регионе проживает
11% населения страны. Численность населения СКФО прирастает в среднем на 1% за 5
лет. При этом годовой объем потребления электроэнергии на душу населения прирастает
на 2%. То есть, при сохранении текущих объемов производства электроэнергии и росте
численности населения, дефицит электроэнергии продолжит нарастать.
Таким образом, можно сделать вывод о нехватке объектов по производству
электроэнергии на территории СКФО и актуальности вопроса строительства ГЭС.
28 млрд кВт*ч (2% от энергопотребления всей России). Средний рост потребления
электроэнергии за 5 лет в СКФО превышает рост в других округах.
При этом средний темп производства электроэнергии отстает от показателя среднего
темпа роста потребления. Это означает, что в СКФО существует дефицит электроэнергии.
Максимальное значение дефицита электроэнергии в период 2018-2023 гг. составляет 20%
от объема потребления — в 2020 году. Значительную часть потребляемой электроэнергии
регион получает от других субъектов РФ.
Структура потребления электрической энергии в СКФО по видам деятельности
показывает, что наибольшая доля ресурса потребляется непосредственно населением в
домашних хозяйствах, а также при добыче полезных ископаемых, в обрабатывающих производствах, водоснабжении и водоотведении. При этом уровень потерь электроэнергии в процессе ее передачи составляет 25%. Вероятно, часть потерь происходит по причине передачи электроэнергии из других регионов.
СКФО обладает наименьшей из всех федеральных округов территорией — около 1%
от площади России, но в то же время является густонаселенным: в регионе проживает
11% населения страны. Численность населения СКФО прирастает в среднем на 1% за 5
лет. При этом годовой объем потребления электроэнергии на душу населения прирастает
на 2%. То есть, при сохранении текущих объемов производства электроэнергии и росте
численности населения, дефицит электроэнергии продолжит нарастать.
Таким образом, можно сделать вывод о нехватке объектов по производству
электроэнергии на территории СКФО и актуальности вопроса строительства ГЭС.
Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект •
Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект •
Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект •
Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект • Энергетический эффект •
Мы планируем разместить ГЭС на реке Аргун в Чеченской Республике, в 60 км от устья. Климат в этом регионе соответствует I снеговому и IV ветровому районам, с сейсмической активностью до 9 баллов и температурой января -5°С.
Планируемые характеристики: НПУ 470 м, УМО 465 м, установленная мощность 331 МВт (2 гидроагрегата), годовая выработка 516 ГВт*ч.
ГЭС будет деривационного типа с длиной деривации 4 км. Она не затопит территории, обеспечит покрытие энергодефицита на Северном Кавказе и окажет противопаводковый эффект около
6,5 млрд руб.
Планируемые характеристики: НПУ 470 м, УМО 465 м, установленная мощность 331 МВт (2 гидроагрегата), годовая выработка 516 ГВт*ч.
ГЭС будет деривационного типа с длиной деривации 4 км. Она не затопит территории, обеспечит покрытие энергодефицита на Северном Кавказе и окажет противопаводковый эффект около
6,5 млрд руб.
Обоснование выбора локации для размещения ГЭС в Дальне-Восточном Федеральном округе
Дальний Восток России — самый большой по площади территории округ
РФ, включающий в себя 11 субъектов РФ. Крупнейшая по размерам, и при
этом самая малонаселенная территория России. Это край, обладающий
одновременно огромным потенциалом для развития и неудовлетворенными
социальными потребностями жителей. Большие расстояния между
регионами, неосвоенные территории, экстремальные природные условия,
изношенность или отсутствие инфраструктуры с одной стороны, и самые
богатые запасы минерально-сырьевых, водных, лесных ресурсов с другой
стороны.
Экономический рост региона невозможен в условиях нехватки
энергетических мощностей, так как энергетическая отрасль является
ключевой в промышленности, непосредственно влияет на развитие всех
других отраслей промышленности и качество жизни населения.
Ежегодное потребление электроэнергии ДФО составляет около 70 млрд
кВт*ч — 6% от энергопотребления всей России. Среднегодовой темп роста
потребления электроэнергии в ДФО за 5 лет (102%) превышает
среднегодовой темп роста потребления электроэнергии в целом в РФ (101%).
То есть ДФО является регионом с быстрорастущим спросом на
электроэнергию.
Наибольшая доля ресурса (36%) потребляется промышленными предприятиями. Рост ВВП в ДФО также превышает среднероссийские темпы, то есть можно говорить о том, что регион развивается и является привлекательным для инвесторов. Через какое-то время энергосистему ДФО может ожидать дефицит электроэнергии. Частично решить эту проблему можно с помощью возобновляемых источников энергии.
РФ, включающий в себя 11 субъектов РФ. Крупнейшая по размерам, и при
этом самая малонаселенная территория России. Это край, обладающий
одновременно огромным потенциалом для развития и неудовлетворенными
социальными потребностями жителей. Большие расстояния между
регионами, неосвоенные территории, экстремальные природные условия,
изношенность или отсутствие инфраструктуры с одной стороны, и самые
богатые запасы минерально-сырьевых, водных, лесных ресурсов с другой
стороны.
Экономический рост региона невозможен в условиях нехватки
энергетических мощностей, так как энергетическая отрасль является
ключевой в промышленности, непосредственно влияет на развитие всех
других отраслей промышленности и качество жизни населения.
Ежегодное потребление электроэнергии ДФО составляет около 70 млрд
кВт*ч — 6% от энергопотребления всей России. Среднегодовой темп роста
потребления электроэнергии в ДФО за 5 лет (102%) превышает
среднегодовой темп роста потребления электроэнергии в целом в РФ (101%).
То есть ДФО является регионом с быстрорастущим спросом на
электроэнергию.
Наибольшая доля ресурса (36%) потребляется промышленными предприятиями. Рост ВВП в ДФО также превышает среднероссийские темпы, то есть можно говорить о том, что регион развивается и является привлекательным для инвесторов. Через какое-то время энергосистему ДФО может ожидать дефицит электроэнергии. Частично решить эту проблему можно с помощью возобновляемых источников энергии.
Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект •
Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект •
Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект • Противопаводковый эффект •
Мы планируем разместить ГЭС на реке Ниман в Хабаровском крае,
в 3,5 км от устья.
Климат в этом регионе соответствует III снеговому и ветровому районам с интенсивностью сейсмических сотрясений до 9 баллов и январской температурой -25°С.
Планируемые характеристики: НПУ 355 м, УМО 320 м, объем водохранилища 7,26 км³, установленная мощность 92,6 МВт
(4 гидроагрегата), годовая выработка 804 ГВт*ч.
Гидроэлектростанция будет иметь русловой тип с грунтовой плотиной. На затопляемой территории нет населенных пунктов. Амурская ГЭС станет контррегулятором Бурейской ГЭС, обеспечивая противопаводковый эффект на уровне 1,9 млрд руб./год и регулируя сток реки.
Также вырабатываемая электроэнергия может экспортироваться в Северный Китай, где большая часть энергии вырабатывается на угольных станциях. Таким образом, мы сохраним экологию нашей планеты, при этом не утратив производство.
в 3,5 км от устья.
Климат в этом регионе соответствует III снеговому и ветровому районам с интенсивностью сейсмических сотрясений до 9 баллов и январской температурой -25°С.
Планируемые характеристики: НПУ 355 м, УМО 320 м, объем водохранилища 7,26 км³, установленная мощность 92,6 МВт
(4 гидроагрегата), годовая выработка 804 ГВт*ч.
Гидроэлектростанция будет иметь русловой тип с грунтовой плотиной. На затопляемой территории нет населенных пунктов. Амурская ГЭС станет контррегулятором Бурейской ГЭС, обеспечивая противопаводковый эффект на уровне 1,9 млрд руб./год и регулируя сток реки.
Также вырабатываемая электроэнергия может экспортироваться в Северный Китай, где большая часть энергии вырабатывается на угольных станциях. Таким образом, мы сохраним экологию нашей планеты, при этом не утратив производство.
Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект •
Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект •
Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект •
Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект • Экономический эффект •
Мы планируем разместить ГЭС на реке Олёкма в Республике Саха,
в 420 км от устья. Климат в этом регионе соответствует II снеговому и Ia ветровому районам, с сейсмической активностью до 9 баллов и температурой января -55°С.
Планируемые характеристики: НПУ 264 м, УМО 227 м, объем водохранилища 4,5 км³, установленная мощность 407,9 МВт
(3 гидроагрегата), годовая выработка 1155 ГВт*ч.
ГЭС будет руслового типа с грунтовой плотиной, на затопляемой территории нет населенных пунктов. Она станет частью Южно-Якутского гидроэнергетического комплекса, способствуя развитию промышленности, созданию 3,5 тыс. новых рабочих мест и обеспечивая бюджетный эффект около 3,5 млрд руб./год.
в 420 км от устья. Климат в этом регионе соответствует II снеговому и Ia ветровому районам, с сейсмической активностью до 9 баллов и температурой января -55°С.
Планируемые характеристики: НПУ 264 м, УМО 227 м, объем водохранилища 4,5 км³, установленная мощность 407,9 МВт
(3 гидроагрегата), годовая выработка 1155 ГВт*ч.
ГЭС будет руслового типа с грунтовой плотиной, на затопляемой территории нет населенных пунктов. Она станет частью Южно-Якутского гидроэнергетического комплекса, способствуя развитию промышленности, созданию 3,5 тыс. новых рабочих мест и обеспечивая бюджетный эффект около 3,5 млрд руб./год.
Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация •
Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация •
Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация •
Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация • Визуализация •
Макет
Для демонстрации нашего видения перспектив развития гидроэнергетики в России, мы создали интерактивный макет.
На нем отражены действующие крупнейшие ГЭС и ГАЭС, станции, запланированные Генеральной схемой размещения объектов гидроэнергетики до 2035 и 2042 годов и наши флагманские проекты. Интерактивный макет включает в себя светящиеся элементы - светодиоды - для привлечения зрителей и погружения в суть процесса.
Цвет светодиода отражает эффект, который может быть достигнут в результате принятия решения строительства ГЭС: экономический (красный), социальный (желтый), противопаводковый (зеленый), энергетический (синий) и развитие смежных отраслей (белый).
Работа велась с программируемой платой
Arduino Uno.
На нем отражены действующие крупнейшие ГЭС и ГАЭС, станции, запланированные Генеральной схемой размещения объектов гидроэнергетики до 2035 и 2042 годов и наши флагманские проекты. Интерактивный макет включает в себя светящиеся элементы - светодиоды - для привлечения зрителей и погружения в суть процесса.
Цвет светодиода отражает эффект, который может быть достигнут в результате принятия решения строительства ГЭС: экономический (красный), социальный (желтый), противопаводковый (зеленый), энергетический (синий) и развитие смежных отраслей (белый).
Работа велась с программируемой платой
Arduino Uno.
Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет •
Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет •
Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет •
Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет • Фотоотчет •
Исследуй, твори, побеждай!
