Сторінка
8

Матеріально-енергетичні баланси промислового виробництва і шляхи вирішення еколого-виробничих проблем

Утворення штучних водосховищ нерідко негативно впливало на географічні, економічні і кліматичні характеристики біосфери. Про глобальні масштаби рукотворних морів свідчать такі дані. Довжина лінії берегів водосховищ в СРСР перевищувала довжину берегів морських кордонів, а у США вона навіть утричі довша за сумарну берегову лінію обох океанів. Із затоплених водосховищами площ переселено десятки мільйонів людей, переміщено промислові підприємства, дороги, лінії електропередач, трубопроводів та ін. З іншого боку, більшість сучасних водосховищ змінили на ліпше природу близько 1 млн km2 прилеглих до них регіонів, оживили пустелі, забезпечили їх електроенергією потужних ГЕС.

Усе ж, відносно доцільності продовження дальшого «перетворення» природи існують діаметрально протилежні погляди: від палкої агітації за утворення нових водосховищ іще більших розмірів, до вимог поступової ліквідації вже існуючих.

Докладно висвітлити тут усі «за» і «проти» кожної зі сторін ми не маємо можливості, але розглянемо деякі питання щодо користі і шкоди водосховищ, побудованих конкретно в колишньому СРСР.

Чи правильним є твердження, що сучасна гідроенергетика — це економічно ефективне, винятково екологічно чисте джерело електроенергії? За об’єктивного порівняння гідроенергетики з теплоенергетикою з’ясовується, що це твердження не враховує багатьох, сказати б побічних, аспектів гідроенергетики. Передовсім, це стосується створення водосховищ, які затоплюють великі площі сільськогосподарських угідь і лісів. На кожний кіловат потужності гідроелектростанції затоплюється близько 300 m2 землі. Нині на території колишнього СРСР під водою «поховано» близько 100 тисяч km2 родючих земель.

У басейнах рік рівнинних регіонів як, наприклад, в Україні, значна частина площі таких водоймищ — це мілководдя (до 2 m глибини), де утворюються сприятливі умови для швидкого розмноження синьо-зелених водоростей. Небезпека цього явища — насичення води токсичними хімічними сполуками (фенолом, індолом та ін.), що виділяються в процесі відмирання й розкладу водоростей. Це явище називається «цвітінням» води і набуло особливого поширення у другій половині ХХ ст. Пояснюють його тим, що у зв’язку із широким застосуванням мінеральних добрив у великі мілководні басейни, які добре прогріваються сонцем, із дощовими потоками з грунту потрапляє велика кількість поживних для водоростей елементів — азот, фосфор, калій. У таких во­доймищах зникає риба, а воду, щоб вона стала придатною для вжитку, треба додатково очищувати, що, ясна річ, потребує і додаткових коштів.

Крім того, утворення великих водоймищ змінює мікроклімат регіону і часто не на ліпше. Так, утворення глибокого (понад 100 m) Красноярського водоймища на Єнісеї спричинило зниження температури води влітку більш ніж на 10°С, а взимку, навпаки, в сорока­градусний мороз річка, окутана густим туманом, не замерзає протягом 300 km униз за течією. Для спорудження цієї ГЕС було затоплено найцінніші сільськогосподарські угіддя краю.

Але є й інший бік проблеми. Для потужних ГЕС у 2000…3000 MW необхідні великі водні артерії, які б забезпечили висоту греблі 50…100 m з потоком води понад 10 000 m3 за секунду. Таких річок у світі небагато, а в Європі й зовсім немає.

Перспективний напрям у гідроенергетиці — це гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС). Вони включаються в регіональну енергомережу з іншими електростанціями і виконують роль демпфера — самі споживають електроенергію, коли вона є в надлишку, і повертають у мережу, коли її недостатньо (рис. 53).

Електричні машини гідроакумулюючих станцій можуть працювати як насоси, коли качають воду у верхнє водоймище, і як гідротурбіни з електрогенераторами, коли вода з верхнього водоймища перетікає в

Рис. 53. Схема гідроакумулюючої електростанції (ГАЕС):

1 — електростанція ТЕС; 2 — нижній водяний басейн; 3 — електрогенератор; 4 — водовід; 5 — верхній водяний басейн

нижнє. Першу в СРСР гідроакумулюючу електростанцію було споруджено 1971 року на правому березі Київського моря. Її потужність — 225 MW, напір — 65 m, довжина водоймища — 275 m. Після 1980 року в СРСР було побудовано ще дві ГАЕС: у Загорську (Московська обл.) на р. Кум’я потужністю в 1200 MW і в Литві на р. Немані — 1600 MW.

Безумовно, без водосховищ сьогодні практично не може розвиватись жодна галузь господарства. Створення водосховищ є радикальним, а для багатьох регіонів єдиним засобом забезпечення потреб промисловості і сільського господарства у прісній воді. Саме водосховища у багатьох країнах світу допомогли вирішити проблеми енергетики, у тім числі й атомної, іригації, транспорту і водозабезпечення.

Але сьогодні вже зрозуміло, що дальше збереження темпів створення нових великих водосховищ загрожує негативними наслідками глобальних масштабів. Майбутнє — за середніми й невеликими водосховищами. Як приклад раціонального використання водно-енергетичних ресурсів регіону назвемо систему гідроелектростанцій Франції. У регіоні Альп споруджено каскади ГЕС з перепадом води у водосховищах в 100… 150 m і дебітом понад 1000 m/s. Тунелями вода надходить до гідротурбін. Одна з найпотужніших гідроелектростанцій Франції Grand Maison з 12 гідротурбінами по 150 MW (загальна потужність 1800 MW), забезпечена водним ресурсом у 14 000 000 m3 з напором у 1,4 km, може також працювати у режимі гідроакумулюючої електростанції. Довжина тунелей, якими вода послідовно надходить з верхнього водосховища до гідростанцій, становить майже 10 km, а дебет води перевищує 1200 m3 за секунду, що більше ніж середньорічний стік Дніпра в районі Києва (рис. 54).