Гидроэнергетика сегодня является крупнейшим в мире источником возобновляемой энергии с общей установленной мощностью порядка 1300 ГВт (с учетом ПЭС и ГАЭС). Хотя само по себе отнесение ГЭС к ВИЭ — вопрос спорный. Как отметил в комментарии нашему каналу Александр Кияница, CEO Volts Battery, ранее в научной литературе, учитывая использование бесконечного водного ресурса, гидроэнергетику, действительно, причисляли к возобновляемым источникам.
Однако в современном понимании ее все же нельзя назвать таковой, так как строительство плотин ГЭС неизбежно наносит урон окружающей среде. Чего не скажешь о малых гидроэлектростанциях, получивших широкое развитие в последние годы.
Впереди планеты всей в этом направлении находится Китай, который лидирует как по установленной мощности (370 ГВт), так и по количеству построенных электростанций. Если говорить о малой гидроэнергетики, то на Поднебесную приходится половина таких объектов (свыше 80 тыс.).
Но особенное внимание приковывают к себе крупные ГЭС, коих в стране за последние 20 лет появилось немало, по сравнению с другими государствами, и в рейтинге самых мощных гидроэлектростанций мира большинство объектов представлено именно под флагом КНР.
ГЭС «Три ущелья»
Безоговорочный лидер — китайская ГЭС «Три ущелья» (22,5 ГВт), построенная в провинции Хубэй на реке Янцзы. Объект начали возводить еще в 1994-м и через девять лет запустили первые агрегаты; полностью станцию ввели в эксплуатацию в 2012 году. Проект стал одним из самых дорогих в мире: на его реализацию потратили $30,5 млрд. А сплошная бетонная плотина длиной 2,3 км, высотой 185 м и весом 65,5 млн тонн в ряде источников названа самым тяжелым сооружением на планете. На ее строительство, продолжавшееся 18 лет, ушло более 27 млн кубометров бетона и свыше 450 тыс. тонн стали.
Эта ГЭС не только снабжает электроэнергией около десяти китайских провинций, но и защищает населенные пункты от сильнейших наводнений, которые случались в регионе до ее появления. Несмотря на то, что станция помогла избежать использования десятков миллионов тонн угля, защитники природы и отдельные ученые обращают внимание и на негативные последствия, включая влияние на экосистему и потенциальную угрозу прорыва плотины, что может привести к затоплению огромной территории, на которой проживает 350 млн человек.
Тем не менее объект является настоящей гордостью страны и яркой демонстрацией современной инженерной мысли, о чем неоднократно говорилось на самом высоком уровне. В 2020 году ГЭС выработала 111,8 млрд кВт*ч, что стало очередным мировым рекордом.
ГЭС «Байхэтань»
Пока №2 среди крупнейших гидроэлектростанций остается объект, расположенный на границе Парагвая и Бразилии — ГЭС «Итайпу» (14 ГВт). Но уже летом следующего года его подвинет еще один китайский гигант на реке Цзиньша, который начали строить в 2017 году, и уже через четыре года в эксплуатацию ввели первые блоки (4-й запустили 19 ноября 2021-го).
ГЭС «Байхэтань» наряду с «Три ущелья» является частью крупнейшего в мире каскада гидроэлектростанций суммарной мощностью 80 ГВт. Новое сооружение уже установило несколько примечательных рекордов. К примеру, бетонная арочная плотина с двойным изгибом и объемом 7 млн куб м. при высоте до 289 м стала крупнейшей среди аналогичных объектов такого типа. При ее возведении применили 8 млн кубометров бетона, специально разработанного для этого проекта. А общая длина подземных инженерных сооружений ГЭС достигла 217 км, для чего пришлось вынуть 25 млн кубометров грунта.
Разработанный в стране лопастной генератор является самым мощным (1 ГВт) в мире, он вращается со скоростью 111 оборотов в минуту; вес блока составляет 8 тыс. тонн (ротор — 2 тыс. тонн). При этом во время работы практически не ощущается вибрация, что ярко продемонстрировано при помощи монеток и авторучки (см. видео ниже). Ежегодно станция будет вырабатывать 62 млрд кВт*ч электроэнергии. Для создания водохранилища емкостью 20,6 млрд куб. м пришлось затопить порядка 150 деревень и сел.
По словам председателя КНР Си Цзиньпина, реализуемый проект является самым сложным в техническом плане среди всех строящихся сегодня гидроэлектростанций. Инженерам пришлось справиться с целым рядом непростых задач, включая сложные геологические условия.
На церемонии по случаю запуска первых блоков подчеркивалось историческое значение нового объекта, который в очередной раз подтвердил высокий статус проектов «Сделано в Китае». По заявлению главного инженера ГЭС «Байхэтань» Чен Цзяньлина, в настоящее время в мире нет лучшей станции. На полную мощность ГЭС выйдет во второй половине 2022-го. К этому времени планируют достроить и линию электропередач сверхвысокого напряжения (800 кВ), соединяющую Байхэтань и Цзянсу. В общей сложности в проект вложено $26,5 млрд.
ГЭС «Удундэ»
Сегодня из 30 крупнейших ГЭС мира 11 расположено на территории Китая, с учетом Байхэтаньской. В 2021 году в эксплуатацию ввели еще один объект каскада — ГЭС «Удундэ», которая стала №7 в мире по установленной мощности — 10,2 ГВт. И четвертой по этому показателю внутри страны после ГЭС «Силоду» (13,9 ГВт). Она также расположена на реке Цзиньша (верхнее течение Янцзы). Ее строительство велось с 2015 по 2021 годы; было потрачено $15,5 млрд.
Арочная плотина ГЭС, которую называют одной из самых умных в мире, достигает в высоту 270 м. В ее тело встроены многочисленные термометры и охлаждающие трубы, что позволяет контролировать температуру в режиме реального времени. Подобным образом оснащена и плотина расположенной ниже ГЭС «Байхэтань». Емкость водохранилища ГЭС «Удундэ» — 7,4 млрд кубометров; пропускная способность — 39,4 куб. м/сек.
Останавливаться не намерен
Различные международные организации обеспокоены масштабным проектом Китая по созданию крупнейшего в мире каскада ГЭС. По их мнению, гидроэнергетические объекты попросту уничтожают среду обитания редких животных и растений, включая морских свиней Янцзы, находящихся под угрозой исчезновения.
Однако Китай не намерен останавливаться на достигнутом, планируя строительство новых ГЭС на реке. Более того, в скором будущем Пекин может приступить к возведению гидроэнергетического комплекса в Тибете мощностью 60 ГВт. Его включили в пятилетний план развития до 2025 года. Причем этот проект поднимает не только экологические, но и политические вопросы, о чем можно прочитать по ссылке ниже.