Строительство гидроэлектростанции

• Преимущества малой гидроэнергетики для бизнеса
• Предпроектные работы и проектирование гидроэлектростанции;
• Эксплуатация и техническое обслуживание ГЭС
• Использование малых ГЭС для удаленных районов России и мира
• Строительство гидроэлектростанции: EPC контракт
• Сколько стоит построить гидроэлектростанцию?

Малая гидроэнергетика является одной из самых освоенных отраслей возобновляемой энергетики.

Современные технологии позволяют использовать значительный потенциал малых рек и притоков, систем водоснабжения и ирригационных каналов.

Данный подход используется как для локального энергоснабжения промышленных и муниципальных объектов, так и для экспорта электроэнергии в национальную сеть.

Верхняя граница мощности малых гидроэлектростанций в разных странах оценивается по-разному. Например, в Испании 5 МВт, в Японии 20 МВт, в Новой Зеландии 50 МВт.

Таким образом, эта классификация носит достаточно условный характер.

Развитие этого направления энергетики открывает колоссальные возможности в плане диверсификации источников электричества, уменьшения зависимости от ископаемого топлива и эффективного использования потенциала малых рек.

Согласно статистике, общие мировые инвестиции в малую гидроэнергетику в 2016 году достигли 7 миллиардов долларов.

При этом средняя стоимость строительства составила приблизительно 4-5 тысяч долларов на 1 кВт установленной мощности.

С учетом исчерпания ископаемого топлива и общей ограниченности гидроресурсов в мире прогнозируется, что малая гидроэнергетика будет расти на 4-5% в год. Общее производство электроэнергии на МГЭС к 2030 году составит до 800 ТВтч, то есть 2% общемирового производства электрической энергии.

Преимущества малой гидроэнергетики для бизнеса

Наш опыт показывает, что малые гидроэлектростанции успешно решают энергетические проблемы отдаленных предприятий или целых населенных пунктов, особенно в странах с ограниченной системой централизованного энергоснабжения.

Строительство малых ГЭС сопряжено со значительными расходами, но эти инвестиции быстро окупаются благодаря многочисленным преимуществам повседневного использования возобновляемой энергии. Пользователи ценят независимость от внешних дорогостоящих источников энергии и рассматривают такие проекты с точки зрения экономии.

Преимущества малых гидроэлектростанций для бизнеса включают:

• Безопасность: строительство и эксплуатация подобных объектов не несут таких рисков, как, например, угольные тепловые электростанции.

• Стабильное энергоснабжение: в отличие от ветряных или солнечных электростанций, производительность которых в значительной мере зависит от погоды, МГЭС требует только потока воды, который постоянно имеет место в реках.

• Накопление воды: водохранилища способны выполнять дополнительные функции, связанные с удержанием значительных объемов речной воды.

• Экологичность: это относится к разным аспектам ГЭС. Современное оборудование позволяет очищать реки от твердых примесей благодаря фильтрам, укрепляет берега реки, а турбина насыщает воду кислородом, что ускоряет процесс самоочищения.

• Экономия: стоимость малой гидроэлектростанции может показаться высокой для частного инвестора, но в долгосрочной перспективе это огромная экономия.

• Дружественная инфраструктура: МГЭС обычно представляют собой эстетичные конструкции. Подобные объекты можно использовать не только с целью генерации энергии, но также в туристических и развлекательных целях.

Эксплуатационные расходы и стоимость технического обслуживания на 1 МВт установленной мощность сопоставимы с другими объектами гидроэнергетики.



Хотя малые гидроэлектростанции существенно уступают по своим характеристикам традиционным объектам, интерес со стороны инвесторов стабильно растет.

Популярность этого направления объясняется тем, что малые гидроэлектростанции не требуют крупных капиталовложений. Эти объекты заказывают фермерские хозяйства, небольшие промышленные предприятия и местные сообщества.

Экологическое преимущество ГЭС заключается в том, что они не нуждаются в больших водохранилищах и, соответственно, не требуют затопления местности.

Кроме того, в большинстве развивающихся стран мира возведение данных сооружений обходится дешево. Причина в низкой стоимости труда, который составляет значительную долю общих сметных расходов (земляные работы, заливка фундамента и др.)

При условно одинаковой стоимости оборудования строительство гидроэнергетических систем в России и странах бывшего СССР экономически более оправданно, чем в тех же странах Западной Европы, Соединенных Штатах или Канаде.

Предпроектные работы и проектирование гидроэлектростанции

Чтобы построить гидроэлектростанцию в определенном месте, необходимо выполнить несколько условий.

Для начала необходимо обосновать выбор участка реки.

Место для строительства должно быть легкодоступным, чтобы эксплуатация ГЭС выполнялась без каких-либо трудностей. Это также важно из-за необходимости подключения электростанции к национальной электросети.

Самым важным условием, без которого МГЭС не будет построена, является достаточный сток реки в конкретном участке.

Преимущество МГЭС заключается в возможности размещения даже на реках с относительно низким уклоном и небольшим потоком воды. Благодаря этой особенности мини-гидроэлектростанции вызывают такой интерес у частных заказчиков.

Подходящие условия для строительства малых ГЭС можно найти на большей части территории России и постсоветских республик, особенно в Сибири.

Важным элементом конструкции этого типа является водяная турбина. Вода, протекающая через лопасти, приводит в движение ротор и генерирует электрическую энергию. Из-за низкого уклона большинства мелких рек инжиниринговые фирмы в основном применяют такие конструкции, как шнековые турбины Архимеда или турбины Каплана.

Специалисты инжиниринговой фирмы должны подробно отработать любые географические, топографические, климатические, технические, экономические и правовые аспекты, которые могут повлиять на реализацию энергетического проекта.

Вот некоторые условия:

• Географическая зона, где будет построена необходимая инфраструктура.
• Прогнозируемая мощность потока, с которым будет работать гидроэлектростанция.
• Определение режима работы МГЭС: изолированная система или взаимосвязанная система с соответствующими критериями надежности.
• Проектная мощность оборудования и предполагаемые диапазоны мощности, в которых будет работать электростанция в течение года.
• Выбор оборудования, которое будет использоваться в качестве основы для проектирования малой ГЭС, включая электромеханическое оборудование, инфраструктуру, оборудование для автоматизации и управления.
• Потребность в корректирующем и профилактическом обслуживании, а также ресурсы и стратегии на случай непредвиденных обстоятельств и / или чрезвычайных ситуаций.
• Возможности расширения и адаптируемость в соответствии с будущими требованиями, которые необходимо учитывать при проектировании оборудования.
• Экономические показатели, рентабельность проекта и потенциальные выгоды для населения, как на местном, так и на национальном уровне.

Определив эти основные точки, инжиниринговая компания может начать базовые работы по проектированию электростанции и всей необходимой инфраструктуры.

Планирование и оценка проекта малой ГЭС

Шаг 1: Топографический анализ местности

Поведение воды, протекающей по естественным маршрутам, подчиняется гидравлическим принципам, основанным на механике жидкости.

Чтобы изучить жизнеспособность проекта, инженеры начинают с оценки его энергетического потенциала. Учитывается перепад высот и сила потока воды, которая будет воздействовать на лопасти турбины.

С другой стороны, на поток влияет множество факторов: количество осадков, характер местности, растительный покров и температура воды в принимающем бассейне.

Шаг 2: Оценка потенциала производства электроэнергии

Возможности производства электроэнергии на малых ГЭС определяются перепадом высот и потоком воды, приводящим в действие турбины. Оценивая потенциал участка строительства, инженеры производят расчеты для нескольких возможных конфигураций ГЭС.

Чтобы точно оценить генерацию электроэнергии, необходимо знать эволюцию потока в течение года, который зависит от климатических особенностей региона.

Шаг 3: Оценка осуществимости проекта ГЭС и его стоимости

На основании мощности водного потока и других факторов, которые влияют на производство электрической энергии, выполняются расчеты себестоимости электричества, осуществимости проекта и его окупаемости.

Шаг 4: Водные турбины, электрогенераторы и управляющее оборудование

На следующем этапе определяются типы электромеханического оборудования, электроники и автоматизированных систем управления, которые должны быть установлены на МГЭС.

Инженеры учитывают фактические условия работы электростанции, характеристики доступного оборудования и требования заказчика к конкретному проекту.

Шаг 5: Оценка воздействия на окружающую среду и изучение корректирующих мер

Выполняется детальное изучение воздействия на окружающую среду, которое ожидается при эксплуатации гидроэлектростанции.

Отчет инженеров дает обоснованные предпосылки для прогнозирования, идентификации и интерпретации воздействия МГЭС на окружающую среду. План предусматривает корректирующие меры, которые предпримет компания для предотвращения неблагоприятных последствий.

Все это должно соответствовать действующим в стране правовым нормам по охране окружающей среды, а также международным экологическим нормам.

Шаг 6: Экономический анализ и поиск источников финансирования

Детальный экономический анализ включает оценку экономических выгод проекта и ожидаемых расходов, определение оптимальных источников средств для строительства малой гидроэлектростанции. Этот шаг требует участия финансовых консультантов.

Шаг 7: Изучение юридических требований и процедур

Основным риском для любого энергетического проекта являются сложности с получением необходимых разрешений.

Чтобы избежать непредвиденных ситуаций при строительстве и эксплуатации ГЭС, команда юристов изучает национальные требования и административные процедуры, обеспечивая реализацию проекта.

Финансово-экономическая оценка проекта

Анализ затрат, которые могут возникнуть при строительстве и эксплуатации малой ГЭС, является важнейшим моментом в технико-экономическом обосновании энергетического проекта. Этот анализ должен учитывать все затраты, в том числе получение разрешений.

Финансово-экономическая оценка включает определение следующих показателей:

• Чистая приведенная стоимость.
• Внутренний коэффициент окупаемости инвестиций.
• Соотношение затрат, объема производства и прибыли.
• Сроки окупаемости инвестиций и др.

Целью этих работ является анализ чувствительности с экономической точки зрения, в том числе оценка колебаний цен на энергию на рынке и цены на углеводороды. Это актуально в случае, если МГЭС будет подключена к национальной энергетической системе, а часть энергии будет использована для возврата капитала.

Юридические и технические требования к малым ГЭС

Строительство малой гидроэлектростанции требует ряда административных разрешений. Это связано с природой конструкции.

Несмотря ни относительную экологическую безопасность, она нарушает окружающую среду, хотя и позволяет получать чистую возобновляемую электроэнергию.

В самом начале проект малой гидроэлектростанции должен быть рассмотрен и одобрен местными властями, которые принимает решение на основе действующих полномочий. Также необходимо получить одобрение от общенациональных органов, которые контролируют условия для строительства и освоения земель.

В соответствии с законодательством, большинство стран считает гидроресурсы государственной собственностью. Поэтому возникает необходимость получения соответствующих платных разрешений на использование этих ресурсов.

После строительства малая гидроэлектростанция должна быть подключена к национальной электросети, что предполагает заблаговременное получение техусловий для подключения и подписание соглашения о подключении с местным оператором.

Инженерное проектирование малых ГЭС является довольно трудоемким занятием, но качественный проект гарантирует относительно быстрый возврат ваших инвестиций.

В большинстве стран действую меры по поддержке возобновляемой энергетики, поэтому инвестор может рассчитывать на государственное участие. К сожалению, сегодня в России государственная поддержка строительства МГЭС крайне недостаточная.

Однако следует помнить, что ваши инвестиционные затраты должны учитывать стоимость получения вышеуказанных разрешений, оплату права на использование водных ресурсов и подготовку необходимой строительной и технологической документации.

Выбор электрооборудования и систем автоматизации

При проектировании ГЭС инженеры отдают предпочтение электрооборудованию и автоматике, которая обладает достаточным уровнем надежности, не вызывает затруднений при эксплуатации и соответствует современным техническим требованиям.



Список основного оборудования МГЭС очень широкий:

• Электрическое и механическое оборудование: выбор турбин (тип и количество турбин), выбор типа генератора, регуляторы напряжения, система возбуждения генератора, панели и переключатели среднего напряжения, система переменного тока, система постоянного тока, сеть аварийного электроснабжения, силовой трансформатор и линии электропередачи.

• Оборудование автоматизации: центральная система диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA), графические дисплеи аварийных сигналов, системы связи станции, программируемые логические контроллеры и др.

Концепция автоматизации заключается в том, чтобы выполнять трудоемкие процессы вместо человека. Эта концепция крайне важна для успешной реализации энергетических проектов.

Системы защиты и управления на малых гидроэлектростанциях претерпели значительные изменения и достигли впечатляющих успехов за последние годы. Автоматизация является лучшим ответом на новые производственные потребности в энергетике.

Преимущества систем автоматизации ГЭС включают:

• Повышение эффективности производства электроэнергии. Современная электроника обеспечивает максимально оптимизированную работу каждого генерирующего блока и оптимальное распределение нагрузки между энергоблоками.

• Гибкое изменение режимов работы. Автоматика отвечает за быстрое и точное управление всеми процессами на электростанции без вмешательства человека.

• Простота обслуживания. Благодаря непрерывному контролю технического состояния оборудования автоматика существенно упрощает ремонт и техническое обслуживание МГЭС, одновременно делая работу более стабильной и надежной.

• Исключение человеческого фактора. Автоматика устраняет основной фактор риска в работе электростанций — ошибки людей. Компьютеры полностью отвечают за запуск и остановка оборудования, распределение нагрузки и другие процессы.

При проектировании МГЭС важная роль отводится разработке распределенной системы управления (DCS) и системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).

Распределенная система управления — это процесс-ориентированная система, в которой элементы обработки данных распределены по всей системе, причем каждый компонент или подсистема контролируется одним или несколькими контроллерами.

Вся система контроллеров подключена через сети связи и мониторинга.

Система SCADA основана на компьютерах, которые позволяют удаленно контролировать оборудование, процессы или системы с различными характеристиками. В отличие от DCS, система SCADA является ориентированной на сбор данных о событиях, которые предоставляются диспетчеру через HMI-интерфейс.

В настоящее время легко найти систему SCADA, выполняющую задачи автоматического управления на любом уровне, но ее основная задача — взаимодействие с оператором.

Эксплуатация и техническое обслуживание ГЭС

Весь процесс проектирования гидроэлектростанции должен одновременно предусматривать программу технического обслуживания, которая будет адаптирована к ее характеристикам и конкретному режиму работы.

Инжиниринговые фирмы предлагают программы корректирующего и профилактического технического обслуживания.



Корректирующее обслуживание — это работы, которые направлены на исправление дефектов, обнаруженных в оборудовании.

Это базовый метод, поскольку он состоит в простейшем определении неисправностей или дефектов и их исправлении.

Исторически это первая концепция технического обслуживания, которая была единственной до Первой мировой войны из-за простоты машин, оборудования и средств того времени. Для современных энергетических объектов корректирующего обслуживания недостаточно.

Превентивное обслуживание предназначено для сохранения оборудования, проведения ревизии и ремонта с целью гарантировать его правильную работу и надежность. В отличие от корректирующего обслуживания, эти работы проводятся на функционирующем оборудовании еще до фактических неисправностей.

Важнейшей целью технического обслуживания является предотвращение или смягчение последствий отказов оборудования, предотвращение инцидентов до их возникновения.

При эксплуатации малых ГЭС важную роль отводят модернизации. Она имеет целью компенсировать технологическое устаревание и новые требования, которые на момент строительства не существовали или не были приняты во внимание.

Использование малых ГЭС для удаленных районов России и мира

Малые ГЭС генерируют электрическую энергию, используя небольшие реки и водопады.

Такие станции, как правило, возводят в изолированных и труднодоступных районах. Они могут служить для обеспечения электроснабжения удаленных населенных пунктов, фермерских хозяйств, промышленных предприятий в Сибири и на Урале.

Современные малые гидроэлектростанции мало подвержены сезонным и метеорологическим изменениям. Выработка электрической энергии на этих объектах невелика, но относительно стабильна на протяжении года.

Во многих случаях МГЭС функционируют без присоединения к национальной электросети.

Малые ГЭС имеют определенные характеристики, которые отличают их от традиционных крупных систем. Эти электростанции технически простые, очень компактные, недорогие в строительстве и техническом обслуживании.

Основные характеристики малых гидроэлектростанций:

• Скорость потока воды в широком диапазоне от 5 кубометров в секунду.
• Простота адаптации технологий к местным условиям.
• Постоянное снабжение потребителей дешевой электроэнергией.
• Очень незначительное экологическое воздействие.
• Короткие сроки строительства.

Принцип работы малых ГЭС не позволяет хранить воду для генерирования дополнительной электроэнергии в часы пиковой нагрузки. Тем не менее, существуют специальные проекты, которые предусматривают такую возможность.

Некоторые МГЭС могут работать изолированно, обеспечивая электроэнергией небольшие населенные пункты и предприятия без необходимости покупать энергию у распределительных компаний. Однако в большинстве стран эти электростанции подключаются к национальной электросети.

Будучи источником дешевой возобновляемой энергии, МГЭС способствуют дальнейшему вытеснению тепловых электростанций, которые сжигают уголь, природный газ или мазут.

Истощение запасов ископаемого топлива заставляют правительства и бизнес сделать ставку на возобновляемые источники энергии, такие как гидроэнергия, энергия ветра и солнечная энергия. МГЭС является недорогой альтернативой для отдаленных районов, которые нуждаются в энергии для прогресса и развития.

Строительство гидроэлектростанции: EPC контракт

Наша компания со своими надёжными партнерами предлагаем полный спектр услуг по финансированию и проектированию, строительству и модернизации гидроэлектростанций по ЕРС-контракту.

Мы предлагаем проектное финансирование гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии. Мы осуществляем поддержку, консультации и применение лучших практик для инвестиционных процессов в этой отрасли.

Наши услуги соответствуют высочайшим стандартам качества, потому что каждое решение, принимаемое нашей командой, основано на многолетнем опыте и ряде успешно завершенных гидроэнергетических проектов в разных частях мира.

Инжиниринговые услуги включают:

• Оценивается законность строительства или модернизации малой гидроэлектростанции, изучается технико-экономическую рациональность проекта.

• Разрабатываются индивидуальные технические и технологические решения, выбираются наиболее подходящие участки для строительства.

• Анализируются дамбы и оценивается их воздействие на прилегающие территории, используются компьютеризированные аналитические инструменты.

• Рассчитываются характеристики объекта для прогнозирования предполагаемой выработки электроэнергии с высокой точностью.

• Выполняется финансовый анализ в необходимом объеме: от упрощенных расчетов до подробных финансовых прогнозов, содержащих развернутый анализ доходности и чувствительности инвестиционного проекта с использованием метода дисконтированных денежных потоков DCF.

• Составляется профессиональная строительная документация для ГЭС и представляется инвестор перед органами государственного управления, а также оказываются юридические консультации для каждого проекта.

Наши решения соответствуют текущей рыночной ситуации.

Мы всегда заботимся об эффективности проекта, уделяя большое внимание оптимизации доходности инвестиций.

Мы приглашаем к сотрудничеству всех, кто планирует строительство (модернизацию) гидроэлектростанций на территории России или за рубежом. Мы готовы реализовать проект любого масштаба, у нас нет ограничений и для нас важен каждый заказчик.

Сколько стоит построить гидроэлектростанцию?

Стоимость строительства гидроэнергетических объектов зависит от нескольких факторов.

Это масштаб проекта, объем земляных, строительных и гидротехнических работ, стоимость строительных материалов, а также административные сборы и расходы на получение необходимых разрешений.

Оценка стоимости всегда осуществляется индивидуально.

Стоимость только малой ГЭС может колебаться от нескольких сотен тысяч евро до десятков миллионов евро.

Многомиллионные или многомиллиардные проекты, как правило, заказывают государственные учреждения, местные сообщества или крупные компании.



Современные технологии таковы, что небольшие МГЭС могут себе позволить даже обычные фермы или частные клиенты, которые хотят использовать возобновляемую энергию для личных нужд.

Проект малой гидроэлектростанции может быть очень прибыльным. На практике объект не требует постоянного обслуживания, что дополнительно снижает эксплуатационные расходы. Срок окупаемости инвестиций в европейских реалиях составляет несколько лет.

Существуют проекты МГЭС с окупаемостью инвестиций 4-5 лет, тогда как в большинстве случаев срок окупаемости инвестиций находится в диапазоне от 6 до 12 лет.

Конкретные показатели, очевидно, зависят от размера и типа объекта. В любом случае, ежегодная прибыль значительно превосходит эксплуатационные расходы, делая малую гидроэнергетику прекрасной инвестиционной возможностью.

Вывод

Сектор малой гидроэнергетики становится все более привлекательным и конкурентоспособным по сравнению с традиционными способами увеличения вложенного капитала.

В дополнение к таким преимуществам, как генерация собственной электроэнергии из проточной воды с нулевым уровнем выбросов, МГЭС является очень интересным вариантом приумножения капитала.

Предприниматели все чаще ищут современные решения в области производства электроэнергии для осуществления инвестиционной деятельности, одновременно внося свой вклад в местное развитие регионов и нормализацию экологических показателей местности.

Благодаря доступу к проточной воде вы сможете производить электроэнергию дешево. Гибкость и разнообразие конструкцию обеспечивает преимущества зеленой энергии как целым городам и заводам-гигантам, так и отдельным домохозяйствам.

Мы специализируемся на предоставлении финансирования для гидроэнергетических проектов по EPC контрактам и других областях возобновляемой энергетики.

Мы с партнерами предлагаем полный комплекс профессиональных услуг для вашего проекта, от финансирования до строительства ГЭС по ЕРС-контракту. Мы также занимаемся вопросами, связанными с модернизацией ГЭС.

Благодаря комплексным услугам наших специалистов вы можете сэкономить драгоценное время для ведения собственного бизнеса. Вы можете быть уверены в успехе проекта.

Все наши решения основаны на новейших знаниях и европейских технологиях в области возобновляемой энергии. Мы также уделяем большое внимание оптимизации доходности инвестиций, адаптируя каждый проект под потребности вашего бизнеса.

Мы готовы предложить вам наиболее эффективные и технологически продвинутые проекты.

Свяжитесь с нашими консультантами, чтобы узнать больше.