ENERGETYKA, RYNEK ENERGII - CIRE.pl - energetyka zaczyna dzień od CIREZielona energia
Właścicielem portalu jest ARE S.A.
ARE S.A.

SZUKAJ:



PANEL LOGOWANIA

X
Portal CIRE.PL wykorzystuje mechanizm plików cookies. Jeśli nie chcesz, aby nasz serwer zapisywał na Twoim urządzeniu pliki cookies, zablokuj ich stosowanie w swojej przeglądarce. Szczegóły.


MATERIAŁY PROBLEMOWE

Dokąd płyniesz, Wołgo?
05.07.2019r. 05:36

("Energia Gigawat" - nr 5-6/2019)
Wołga jest największą pod każdym względem rzeką Europy. Jej długość wynosi 3530 km (przed utworzeniem zbiorników wodnych 3690 km), powierzchnia zlewiska - 1360 tys. km2 , zaś rocznie spływa nią 254 km3 wody. Jest także największą w świecie rzeką wpadającą do bezodpływowego akwenu (Morza Kaspijskiego).
Charakter tej dziewiczej do początków XX wieku rzeki zmienił się radykalnie, gdy w latach 1930-1980 zbudowano na niej 8 elektrowni wodnych. Mimo stosunkowo niedużego spadu (czyli różnicy poziomów między źródłem +228 m i ujściem -28m) jej potencjał energetyczny jest rzeczywiście ogromny i wynika z wielkiego przepływu (ponad 30 000 t/s w dolnym biegu). Niestety po uruchomieniu w 1983 r. ostatniego ogniwa Wołgo-Kamskiej kaskady hydroelektrowni rzeka ta w istocie przekształciła się w łańcuch wielkich zbiorników wodnych z mnóstwem negatywnych, zwłaszcza ekologicznych skutków.



Wołgo-Kamska kaskada

Wołgo-Kamska kaskada zbiorników i elektrowni wodnych obejmuje 13 tzw. hydrowęzłów na rzekach Wołga, Kama i Szeksna; 12 z nich posiada elektrownię wodną. Dzięki centralnemu położeniu w kraju i wysokiej łącznej mocy zainstalowanej zespół ten stanowi podstawę Połączonych Systemów Energetycznych Rosji. Produkcja wszystkich hydroelektrowni kaskady pozwala rocznie zaoszczędzić spalanie 12 do 13 mln ton paliwa umownego w elektrowniach cieplnych.

Zbiorniki i elektrownie wodne kaskady

Każda z elektrowni kaskady posiada ciekawą historię, unikalne cechy, a także swoje problemy. Na szczególną uwagę zasługują trzy największe siłownie usytuowane najbliżej ujścia rzeki oraz zbiornik czeboksarski.

(614x350)

Czeboksarska GES o mocy zainstalowanej 1404 MW została oddana do eksploatacji jako ostatnia, lecz budowa jej zbiornika wodnego nie jest ukończona do tej pory. Elektrownia funkcjonuje przy poziomie lustra akwenu 63 m czyli 5 m poniżej poziomu projektowego. Z tego powodu 18 hydrozespołów o nominalnej mocy 78 MW pracuje przy obniżonych parametrach i w rezultacie elektrownia wydaje tylko 800 MW mocy. Przy obniżonym poziomie projektowa powierzchnia zbiornika 2145 km2 skurczyła się dwukrotnie i akwen ten nie sięga następnej w górę Wołgi elektrowni Niżegorodskiej. Z tego powodu nie pełni wyznaczonej funkcji regulacji przepływu w rzece. Mniejsza głębokość zbiornika wywołuje nie tylko spadek mocy hydrozespołów, lecz także ich szybsze zużycie przy anormalnych parametrach. Wywołuje również istotne utrudnienia w żegludze statków i zmniejszenie tonażu przewozów. Jednak podniesienie poziomu wody uniemożliwiałoby przepływ wielu statków pod mostami oraz doprowadziłoby do zalania znacznych terenów rolniczych i obszarów zamieszkałych m.in. przedmieść Niżnego Nowgorodu. Patowa sytuacja Czeboksarskiej GES trwa już blisko 40 lat, a jej rozstrzygnięcia wciąż nie widać. Żygulewska (dawniej Kujbyszewska) GES w obwodzie samarskim jest szóstym stopniem kaskady i drugą co do wielkości hydroelektrownią w Europie (po Wołżańskiej GES). Oprócz wytwarzania energii elektrycznej hydrowęzeł ten zapewnia żeglugę dużych statków, zaopatrzenie w wodę dla okolic i ochronę przeciwpowodziową. Stanowi główny zbiornik regulujący przepływy wody w kaskadzie. Budowę elektrowni zrealizowano w latach 1950-1957, początkowo siłami dziesiątek tysięcy więźniów pobliskich obozów pracy. Wcześniej, od roku 1937 prowadzono prace ziemne, które przerwano w 1940 r. Siłownia o mocy zainstalowanej 2477 MW dostarcza rocznie ponad 10 mld kWh energii. Maksymalna zdolność przepustowa zapory w stanach powodziowych sięga 75 tys. ton/s. Tyle wynosi właśnie szacunkowa wielkość przepływu przy katastrofalnej powodzi, której prawdopodobieństwo ma wynosić 1 raz na 100 000 lat. W budynku elektrowni (jego budowa pochłonęła 3 mln ton żelazobetonu) o długości 600 m i szerokości 100 m zainstalowano 20 pionowych hydrogeneratorów: 1 o mocy 115 МW, 15 po 125,5 МW i 4 po 120 МW. Trójfazowe generatory wydają moc na napięciu 13,8 kV poprzez jednofazowe transformatory i autotransformatory podwyższające napięcie do 500, 220 i 110 kV. Żeglugę statków przez zaporę zapewniają dwie śluzy. Zapora tworzy największy w Europie zbiornik wodny o powierzchni 6150 km², długości 680 km, maksymalnej szerokości 27 km i głębokości 32 m. Normalny poziom wody znajduje się na wysokości 53 n.p.m. Kujbyszewski hydrowęzeł stanowi do dziś unikalny kompleks nie mający odpowiedników w światowej praktyce budownictwa hydrotechnicznego. Za siedem lat przemieszczono tu 193.9 mln m3 ziemi, ułożono 7.67 mln m3 betonu, zmontowano 200 000 ton konstrukcji stalowych. Przegrodzenie koryta Wołgi wykonano w rekordowo krótkim czasie 19,5 godziny, w czasie gdy jej przepływ wynosił 3800 m³/s. Każdy hydrozespół montowano przeciętnie w jeden miesiąc czyli w czasie ponad 2-krotnie krótszym niż w energetyce zagranicznej.



Siódmym stopniem Wołgo-Kamskiej kaskady jest Saratowska GES w mieście Bałakowo (1130 km od ujścia rzeki). Wyróżnia się niestandardową konstrukcją tj. brakiem zapory zrzutowej wody i najdłuższą w Rosji maszynownią, w której umieszczono wszystkie zrzuty wody. Po zaporze poprowadzono szosę i tory kolejowe. Zainstalowano tu 24 hydrozespoły trzech wielkości dające łącznie nominalnie 1415 MW. Roczna produkcja energii wynosi przeciętnie 5.5 mld kWh. W maszynowni (990 m) zainstalowano 21 pionowych hydrozespołów i 2 poziome o mocach jednostkowych 66 i 60 MW. Turbiny pracują przy najniższym w Wołgo-Kamskiej kaskadzie napływie 9.7 m, posiadają natomiast największą w Rosji średnicę wirnika aż 10.3 m. Do remontu hydrozespoły są wyjmowane dźwigiem i przez otwierany dach (również jedyny tego typu w kraju) przenoszone na plac. Również dwa poziome hydrozespoły o mocach 54 MW są największymi w swojej klasie w Rosji. Poszczególne generatory wydają moc na napięciu 10.5 kV do sieci 220 i 500 kV, z którymi współpracuje także pobliska Bałakowska Elektrownia Atomowa. Zapora elektrowni spiętrza wodę tworząc zbiornik o długości 357 km i szerokości do 14.5 km. Czerpana z niego woda służy m.in. do chłodzenia reaktorów wspomnianej elektrowni atomowej, a także do nawadniania setek tysięcy hektarów użytków rolnych. Saratowska GES pracuje jako elektrownia regulacyjna pokrywając szczytowe obciążenia w systemie elektroenergetycznym. Zapewnia to elektrowniom sąsiednich stopni (żygulowskiemu i wołgogradzkiemu) efektywniejszą pracę ze stałą, optymalną mocą. Budowa tej hydroelektrowni trwała od 1957 aż do 1970 r. Zastosowano na niej szereg nowych rozwiązań technicznych m.in. największą w ZSRR zwałowarkę gruntu o wydajności 1000 m3 na godzinę pobierającą moc 6 MW. Mimo to do 1964 r. budowa Saratowskiej GES prowadzona była w wolnym tempie, głównie z braku siły roboczej przerzuconej do realizacji innych inwestycji. Przyspieszenie prac nastąpiło dopiero po ogłoszeniu tej budowy tzw. wszechzwiązkową "szturmową" komsomolską "strojką". Wyróżniającą cechą tej inwestycji było szerokie wykorzystanie prefabrykowanych elementów ze zbrojonego betonu, co miało przyspieszyć tempo prac budowlanych. Na wcześniejszych budowach nie było to praktykowane wskutek trudności z dostosowaniem parametrów prefabrykatów do konkretnych, niepowtarzalnych wymagań danego obiektu.

Ostatnia w kaskadzie hydroelektrownia wołżańska (Wołżskaja GidroElektroStancija (GES), wcześniej Stalingradzka GES) jest największą elektrownią wodną w europejskiej części Rosji. Wyróżnia się długą (łącznie 3250 m) zaporą o wysokości spadu do turbin 20 m i przepływem wody 30 do 37 tysięcy m3/s. Dla potrzeb Wołżańskiej GES utworzono na Wołdze wielki akwen wodny o długości 524 km, maksymalnej szerokości 17 km i głębokości do 41 m. Lustro zbiornika znajduje się na wysokości +15 m n.p.m. (oceanu światowego). Uruchomienie tej siłowni pozwoliło na rezygnację ze spalania 5 mln ton węgla kamiennego i zwróciło się już w 1967 r. Dzięki swemu położeniu i szybkiej regulacji wydawanej mocy odgrywa zasadniczą rolę dla bezpiecznej pracy połączonych systemów energetycznych kraju. Wołżański zbiornik zapewnia minimalną głębokość 4m niezbędną dla utrzymania żeglugi towarowej na trasie 800 km od Saratowa do Astrachania. Należy zauważyć, że do 2009 r. zapora wołgogradzkiej hydroelektrowni stanowiła jedyne połączenie brzegów rzeki między tymi miastami. Akwen jest także rezerwuarem wody pitnej i przemysłowej oraz źródłem nawadniania pól na tym stepowym obszarze. Decyzję o budowie Wołżańskiej GES podjęto w 1950 r. Do śmierci Stalina większość prac wykonywało 10 tysięcy komsomolców oraz 20 tysięcy więźniów pobliskiego obozu Achtubińskiego. Później zastąpili ich dobrowolni pracownicy. Tak wielka inwestycja stała się miejscem wdrażania szeregu pionierskich rozwiązań technicznych. M.in. dla jej potrzeb uruchomiono linie przesyłowe o najwyższym wówczas napięciu w ZSRR: linię 500 kV prądu przemiennego Stalingrad-Moskwa i linię 800 kV prądu stałego (pierwszą w świecie o tej wysokości napięcia) Wołgograd-Donbas. Jednak ta ostatnia magistrala od lat już nie pracuje. Wołżańska GES posłużyła za poligon doświadczalny nowych technologii dla wznoszonych później wielkich syberyjskich hydroelektrowni. Do eksploatacji została przyjęta w 1961 r. Przez 60 lat pracy elektrownia uległa nieuchronnemu zestarzeniu i zużyciu, co wymusiło odnowę jej poszczególnych urządzeń. Do 2021 r. wszystkie 22 hydrozespoły zostaną wymienione na nowe. Po zakończeniu procesu odnowy moc elektrowni wzrośnie do 2766.5 MW czyli o 7% w porównaniu z pierwotną wartością projektową.

Wątpliwości ekologów i... riposta historyków

Nie są odosobnione głosy, że budowa Wołgo-Kamskiej kaskady była nieuzasadniona i zgłaszane są propozycje naprawy tego "błędu" przez likwidację zbiorników. Rzeczywiście ze współczesnego punktu widzenia zatopienie setek tysięcy hektarów użytków rolnych i wysiedlenie tyluż mieszkańców musi budzić poważne wątpliwości. Dla sprawiedliwej oceny tej decyzji warto przeanalizować argumenty, które posłużyły do jej podjęcia. Plan zagospodarowania Wołgi został opracowany w latach 30-tych XX wieku. Jego realizacja rozpoczęła się od budowy hydrowęzłów w górnym biegu rzeki: Iwańkowskiego, Ugliczskiego i Rybińskiego. Wojna wstrzymała te prace, lecz wznowiono je w końcu lat 40-tych, gdy niemal równocześnie rozpoczęto budowę następnych czterech hydrowęzłów. Na decyzję o realizacji powyższego planu wpłynęła sytuacja Kraju Rad w latach 1930-1950. Zagrożenie zewnętrzne - wojna z Niemcami, a potem "zimna" wojna - wymusiły intensywną industrializację i zbrojenia. Gospodarka, głównie przemysł ciężki, potrzebowały bardzo dużo energii elektrycznej, której nie mogły dostarczyć istniejące wówczas elektrownie. Energetyki atomowej jeszcze nie było. Elektrownie cieplne miały moc ograniczoną nie tylko przez możliwości ówczesnej technologii, lecz także przez brak wymaganych ilości paliwa. Górnictwo ropy naftowej stawiało dopiero pierwsze kroki; w 1950 r. w ZSRR wydobyto jej 38 mln t wobec obecnych 510 mln t. Gazu ziemnego pozyskiwano 100 (!) razy mniej niż obecnie. Węgla było dużo, lecz potrzebny był przede wszystkim dla metalurgii i transportu. Problemem był także jego sprawny dowóz z Kuzbasu wobec maksymalnej eksploatacji Zagłębia Donieckiego. W tamtym czasie tj. w 1950 r. wszystkie elektrownie radzieckie dawały rocznie 91 mld kWh energii elektrycznej. Tymczasem 4 budowane elektrownie Wołgo-Kamskiej kaskady miały wytwarzać 25,2 mld kWh czyli ponad ¼ krajowej produkcji. Innym wymownym przykładem potencjału energetyki wodnej była hydroelektrownia Rybińska GES o skromnej jak na dzisiejsze czasy mocy 330 MW. Jednak w latach 40-tych była to druga po zaporoskim Dnieprogesie elektrownia ZSRR. Dla porównania największe wówczas elektrownie cieplne w kraju jak Nowomoskiewska miały podobną moc 350 MW. Oprócz energetyki ważny był także rozwój transportu rzecznego - wobec ograniczeń przewozów samochodowych i przeciążenia kolei ogromnego, nieporównanie większego niż teraz, znaczenia nabierały śródlądowe arterie wodne. Zbiorniki wodne dostarczały także niezbędnych ilości wody dla przemysłu, rolnictwa i ludności. Wreszcie zapory pozwalały zaoszczędzić niemało na budowie mostów. Za wymienione korzyści trzeba było oczywiście zapłacić niemałą cenę. W obszarze całej kaskady zatopiono łącznie 747 tys. ha użytków rolnych, w tym 183 tys. ha gruntów ornych oraz 564 tys. ha łąk i pastwisk.

Należy jednak zauważyć, że w 1937 r. w ZSRR było 135 mln ha gruntów ornych, а w 1956 r. już 195 mln ha. Zatem zalane na Powołżu obszary rolne stanowiły zaledwie ułamek procenta ogółu użytków. Poza tym woda z nowych zbiorników zapewniła irygację istniejących nieużytków, co skompensowało straty areału rolnego. Zdaniem historyków, utworzenie Wołgo-Kamskiej kaskady było więc w ówczesnej sytuacji w pełni uzasadnione. Stanowiło bowiem racjonalne rozwiązanie problemów ekonomicznych rozwijającego się kraju.

KOMENTARZE ( 3 )

Rozwiń (Pełna treść komentarza)
Autor: PS 05.07.2019r. 08:05
Przypominam, ze jakiekolwiek pozytywne opinie o ustroju komunistycznym sa karalne a tezy tego swietnego merytorycznie... pełna treść komentarza
Odpowiedzi: 2 | Najnowsza odpowedź: 08-07-2019r. 22:15 ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI
Dodaj nowy Komentarze ( 3 )

DODAJ KOMENTARZ
Redakcja portalu CIRE informuje, że publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu CIRE. Redakcja portalu CIRE nie ponosi odpowiedzialności za ich treść.

Przesłanie komentarza oznacza akceptację Regulaminu umieszczania komentarzy do informacji i materiałów publikowanych w portalu CIRE.PL
Ewentualne opóźnienie w pojawianiu się wpisanych komentarzy wynika z technicznych uwarunkowań funkcjonowania portalu. szczegóły...

Podpis:


Poinformuj mnie o nowych komentarzach w tym temacie




cire
©2002-2019
Agencja Rynku Energii S.A.
mobilne cire
IT BCE