Еколого-економічні проблеми функціонування гідравлічних електростанцій. Специфічні особливості екологічних проблем на Дніпрі

Вступ.

1. Водні ресурси України як основа сталого функціонування енергосистем.

2. Створення та розвиток гідроелектростанцій.

3. Екологічні проблеми Дніпра та шляхи їх вирішення.

Висновки.

Список використаної літератури.


Вступ

Українська частина басейну Дніпра займає 48,6 % території країни. Басейн Дніпра має високу економічну, соціальну, природничу, історичну і духовну цінність для українського народу. Водними ресурсами власне Дніпра забезпечується близько 60% потреб України у прісній воді. В басейні Дніпра сконцентровано сотні промислових підприємств, в тому числі “брудних” (металургія, хімічне виробництво, добування руди і вугілля) і водоємних галузей (теплова і атомна енергетика).

Аналіз сучасного стану природокористування в басейні Дніпра дозволяє виділити наступні головні соціально-економічні проблеми:

· невідповідність територіальної структури продуктивних сил і господарського освоєння території ландшафтним умовам формування водного стоку. Зокрема найбільше антропогенне навантаження на водні ресурси спостерігається на ділянці Нижнього Дніпра (від Дніпродзержинська до гирла): тут незворотньо використовується 5 млрд м3 води (76 % загального незворотного водоспоживання) та відбувається близько 1,1 млрд м3 забруднених стоків (83 % від їхньої загальної кількості);

· високе водогосподарське і меліоративне освоєння водних об’єктів та їхніх водозбірних площ;

· знос, низький інженерний і технічний рівень та невідповідність потужностей систем водопостачання і водовідведення (до 40% мереж і водогонів потребують реконструкції, втрати води складають до 30-50%, відмічається стійка тенденція зменшення обсягів реалізації води населенню, зростають об’єми неврахованих втрат води), недостатня ефективність очисних споруд комунальних і промислових підприємств;

· зниження ефективності використання потенціалу гідромеліоративного комплексу, швидкі темпи морального і фізичного старіння гідромеліоративних систем.


1. Водні ресурси України як основа сталого функціонування енергосистем

Стале, економічно доцільне функціонування будь-якої енергосистеми за існуючих технологій і характеру виробництва можливе за наявності в цій системі ланки, яка з достатньою швидкістю реагує на зміни стану системи. Такими ланками в енергосистемі України є гідравлічні електростанції.

Господарство України характеризується високим рівнем споживання енергетичних ресурсів. Для задоволення цього споживання в країні сформувався потужний паливно-енергетичний комплекс (табл. 1 і 2). До складу енергетичних об'єктів входять теплові, атомні та гідравлічні електростанції. Основою електроенергетики країни є великі теплові і атомні електростанції потужністю 2— 4 млн кВт з блоками від 150— 200 до 800—1000 тис. кВт. Такі потужні генерувальні установки працюють у базовому режимі; для збільшення чи зменшення потужності їм необхідний тривалий час. Це може призвести до розвалу системи. Маневровою ланкою енергосистеми вважаються гідроелектростанції. При цьому їх сумарна потужність повинна становити не менше ніж 15 % від потужності всієї енергосистеми. В Україні цей показник з 1990 р. не перевищує 8,7 %. їх частка у виробітку електроенергії — від 3,6 до 9,2 %.

Значення гідроенергетичних ресурсів малих річок наведено в табл. 4. Гідроенергетичний потенціал визначений за методом лінійного поділянкового обліку ресурсів кожної річки. їх загальне значення орієнтовно оцінюютьу 17,4 млрд кВт-год, абоблизько41 %гідро-потенціалу України. Технічно можливий до використання гідроенергетичний потенціал малих річок становить 6,4 млрд кВт-год, або 30 % загального технічного гідропотенціалу України. Економічний гідроенергетичний потенціал малих річок оцінений в 1,3—1,6 млрд кВт-год [3].

Коефіцієнт використання теоретичного потенціалу для річок з потенціальною енергією від 15 до 1000 млн кВт-год може бути взятий 0,4—0,5, для річок з потенціалом меншим ніж 15 млн кВт-год— 0,15—0,20. У цілому технічний потенціал є величиною перемінною, яка зростає в міру розвитку науки і технічних можливостей використання гідроенергетичних ресурсів. Економічний потенціал гідроенергетичних ресурсів України оцінюють у розмірі 40,5 % теоретичного потенціалу. Таким чином, в Україні частка економічного потенціалу від технічного може бути оцінена приблизно в 20—25 %. Це значення потребує уточнення.

Освоєння гідроенергоресурсів малих річок на відміну від великих нині незначне. На початку 20-х pp. в Україні функціонувало 84 гідроелектростанції загальною потужністю 4 тис. кВт. У кінці 1929 р. працювало вже 150 станцій загальною потужністю 8,4 тис. кВт. У післявоєнний період велися інтенсивне будівництво і реконструкція малих ГЕС і вже в 50-ті pp. кількість їх збільшилась до 956 загальною потужністю 30 тис. кВт. Наступні роки були періодом деградації малої гідроенергетики. Після введення до ладу потужних теплових і атомних електростанцій і утворення об'єднаної електроенергетичної системи гідроелектростанції стали виконувати властиву їм роль джерела покриття пікових навантажень і регулятора частоти електричного струму в об'єднаній енергосистемі України.

2. Створення та розвиток гідроелектростанцій

Створення потужних гідроелектростанцій в умовах рівнинного рельєфу України практично вичерпані. Тому перспективним є будівництво гідроакумулювальних ГЕС, реабілітація, реконструкція існуючих гідроелектростанцій і будівництво (реконструкція) малих ГЕС.

В 1984—1988 pp. було обстежено технічний стан устаткування і споруд малих ГЕС. На час обстеження збереглося 150 малих ГЕС, але з них діючих лише 49. Основне гідросилове, гідротехнічне і електротехнічне устаткування останніх виявилося значно чи повністю спрацьоване; споруди напірного фронту мали пошкодження; водосховища замулились, зросли забори води на неенергетичні потреби. Зростала інтенсивність розмивання берегів і кріплень водозливних ділянок нижнього б'єфу.

Реалізація наміченої програми реконструкції великих і малих ГЕС і будівництва найперспективніших станцій до 2005 р. дасть змогу підвищити енергетичний потенціал гідроенергетики на 1245 МВт. Тоді гідроенергетичні потужності в енергосистемі України зростуть до 11 %.

Діючі 49 малих ГЕС загальною потужністю близько 100 МВт виробляють до 80 млн кВт-год електроенергії зарік. Відродження малих ГЕС, реконструкція діючих дасть змогу збільшити приблизно на 250 млн кВт-год потенціал маневрової ланки енергосистеми України.

Уже провадиться реконструкція великих гідроелектростанцій Дніпровського і Дністровського каскадів, завершується будівництво Дністровської і Ташлицької ГАЕС, виконана техніко-економічна оцінка доцільності завершення будівництва Канівської ГАЕС потужністю 1000 МВт.

Якщо задіяти ресурси гідро- та вітроенергетики (що вже широко використовується в передових країнах), а також можливість прямого перетворення випромінювання Сонця в електроенергію, то можна повністю задовольнити зростаючі потреби населення і економіки України в електроенергії необхідної якості.

Розвиток як малої, так і великої гідроенергетики має відбуватись таким чином, щоб не погіршувався екологічний стан водних об'єктів і навколишнього середовища в цілому. Тому основна увага має бути приділена не влаштуванню нових водосховищ і ставків, а реконструкції існуючих. Режим роботи майбутніх малих і великих ГЕС повинен сприяти оздоровленню екологічного стану водних об'єктів.

Основою виробітку електроенергії на гідроелектростанціях є величина водного потоку—витрата води, її зміна в часі та напір — падіння. Тому необхідно коротко охарактеризувати водні ресурси України.

Водні ресурси України складаються з стоку річок і прісних підземних вод. Місцевий, тобто той, що утворюється в межах країни, річковий стік у середній за водністю рік становить 52,4 км3. З урахуванням притоку із суміжних країн середній багаторічний річковий стік сягає 87,1 км3, а якщо врахувати стік Дунаю по Кілійському рукаву, це значення зростає до 209,8 км3. Проте зазначимо, що використання дунайської води проблематичне через віддаленість від основних споживачів і низьку якість.

Прогнозні запаси підземних вод в Україні оцінено в 21 км3/рік, або 57,4 млн.м3/добу, з них гідравлічно не зв'язаних з річковим стоком лише 7 км3/рік (19 млн м3/добу). Значення водних ресурсів України в роки різної водності наведено в табл. 5.

Регулювання стоку більшості річок досягло, а в багатьох випадках перевищило верхню обґрунтовану економічно і допустиму екологічну межу. Вже зараз у країні спостерігається дефіцит води для комунального водопостачання. Це свідчить про те, що в майбутньому головним лімітуючим фактором у розвитку і розміщенні продуктивних сил України буде водний. Іншими словами, наявність водних ресурсів в основному визначатиме стабі