Грандіозна гідроенергетика: як будується Дністровська ГАЕС

Україна будує на річці Дністер у Чернівецькій області найбільшу гідроакумулюючу станцію в Європі – Дністровську ГАЕС. На станції вже працюють три гідроагрегати, наразі йде будівництво четвертого, а до 2026 року побудують ще три. Загалом працюватиме сім гідроагрегатів загальною потужністю 2100 МВт. Сьогодні потужність у генераторному режимі складає трохи більше 950 МВт.

Гідроакумулюючі електростанції використовуються як основа для регулювання роботи загальної енергосистеми в більшості країн Європи: коли треба, видають додаткові потужності, коли не треба – забирають надлишок. В Європі енергопотенціал річок використовується в середньому на 95%, в Україні – на 52%.

І це при тому, що нашій країні не вистачає мінімум 2000 МВт таких регулюючих потужностей. Особливо вітчизняна енергетика відчуває це влітку, коли спека змушує вмикати кондиціонери, збільшувати потужність холодильних установок, частіше приймати душ, для чого електронасоси повинні подавати більше води у водогін.

А в цей час, з об’єктивних причин, водостік у річках найменший за весь рік. Це обмежує й можливості атомних станцій – аж навіть до відключення певних блоків. Тож енергетики повинні вмикати додаткові потужності на вугільних станціях, що підвищує затрати на електроенергію та відбивається на екології.

Сьогодні зміна клімату на планеті більш ніж відчутна – навіть Європа потерпає від тяжкої спеки. Усе частіше посуха змінюється шаленими зливами, що завдають не меншого удару економіці країн.

Гідроакумулюючі станції, до інфраструктури яких входять також штучні водойми, починають відігравати все більшу роль не лише як генератори електроенергії, а й як сховища питної води для населення, та поливної – для сільгоспугідь. До речі, верхня водойма Дністровської ГАЕС вже може вважатися найбільшою штучною водоймою Європи.

Чому Дністер потрібно контролювати? Річка Дністер має протяжність 1362 км, з яких перші 705 км проходять територією України. Вона бере початок у Карпатах, тож на неї впливають два типи поведінки погоди – гірська та долинна. А це означає, що жоден спеціаліст не може на 100% прорахувати поведінку цієї річки протягом року.

Наприклад, у 2008 році серед літа почався страшний паводок, йшло 6000 куб. м води на секунду. Рівень ріки піднявся на 6–7 метрів, було затоплено сотні гектарів землі разом з селами. Роки найбільших паводків на Дністрі – 1969, 1977, 1988, 1992, 1997, 2001 та 2008-й.

А от влітку 2014–2015 років була посуха, і водосток коливався від 30 до 80 куб. м води на секунду. Це менше, ніж треба для забезпечення питною водою населення вздовж берегів (мінімум 120 куб. м на секунду). Не кажучи вже про полив. А Україна з Дністра забезпечує не лише своїх, але й молдавських і придністровських споживачів.

Як регулюють Дністер? Це робить Дністровський комплексний каскад, що складається з двох ГЕС та однієї ГАЕС, розташованих на південному сході Чернівецької області, впритул до молдовської території. ГЕС просто пропускає проточну воду через свої генератори і виробляє електроенергію. ГАЕС має можливість накопичувати воду в своїх водоймищах, та скидати її на генератори в разі потреби.

Дністровська ГЕС – 1 була побудована у 1981–1983 роки, Дністровська ГЕС – 2 – у 1999–2009 роки, а між ними будується Дністровська ГАЕС, з 2009-го і дотепер.

Взагалі-то Дністровську ГАЕС почали будувати ще на межі 80-х та 90-х років минулого століття. Та перший агрегат станції був запущений лише через 29 років – в 2009-му, а введений в промислову експлуатацію 22 грудня 2010 року. У 2014 та 2016 роках були введені в експлуатацію другий та третій агрегати. Станція отримала можливість працювати до чотирьох годин на добу всіма агрегатами, підтримуючи енергосистему України.

Який зиск від гідроенергетики? На сьогодні вартість електроенергії, виробленої атомною та гідрогенерацією, найменша в Україні: 55 коп. і 62 коп. за 1 кВ*год відповідно. Для порівняння: тариф на теплову – 1,94 грн. Саме «атомка» і «гідро» дещо стримують рівень тарифів на е/е для населення.

На жаль, частка гідрогенерації складає лише 8%, а за наявних потужностей наших атомних станцій мала б бути мінімум 15%. «Атомка» – це базова генерація, вона вдень і вночі виробляє однакову кількість е/е. Та вночі, коли потреба в енергії зменшується, включаються насоси гідроакумулюючих станцій і споживають її для закачування води у верхні водоймища.

На Дністровській працюють три агрегати, що в насосному режимі мають по 424 МВт кожний – це, фактично, один атомний блок. Введення ж четвертого агрегату з такою потужністю дозволить атомній генерації збільшити виробництво дешевої енергії на ті самі 424 МВт. Атомники будуть впевнені, що вночі цю зайву потужність використає гідроенергетика.

За рахунок вводу нових гідроакумулюючих потужностей Україна може щороку економити 1,1 млн тонн вугілля та 200–300 млн кубів газу, що використовується для «підсвітки» вугілля. Це майже 4 млрд грн щороку.

До того ж в Україні щороку збільшується кількість сонячних та вітрових станцій, яким також потрібно регулювання. Сонячні станції працюють тільки коли є сонце, тож їх треба підстраховувати у похмурі дні. А вітрові – коли є вітер, і навряд чи їх будуть вимикати вночі, тож цю нічну енергію також хтось повинен споживати. Поки людство не винайшло дешевих і потужних акумуляторів, це має робити гідроенергетика.

Стратегічне сховище води. Найбільша в Європі верхня водойма Дністровської ГАЕС розташована на 12 км вище русла Дністра. Внизу, у руслі, знаходиться так звана буферна, або нижня, водойма, туди йде скидання, а потім звідти – забір води вночі. Площа верхньої водойми – 255 гектарів, глибина – від 15 до 30 метрів. Загальна місткість – 35 млн куб. м води, корисної – 33 млн.

Нижня подушка водосховища має практично метр товщини та захищена спеціальною геомембраною, щоб не проростали дерева та кущі. На схилах водоймища встановлені 1800 датчиків, які постійно моніторять рівень водопоглинання, чи немає ніде якогось прориву. На будівництві водойми два роки цілодобово працювало 500 одиниць техніки.

За початковим проектом 1990-х років, водойма мала будуватися 3,5 року в три етапи: перший – на 2,5 млн кубів води, другий – на 15 млн, і кінцевий – на 35 млн. До 2010 року перша частина водойми вже була побудована і давала можливість першому агрегату працювати дві години на добу. Та потім виникла необхідність переглянути весь проект.

У 2013 році зміни розглядала галузева науково-технічна рада за участі двох замміністрів, знаних фахівців електроенергетики – Володимира Лучнікова та Михайла Чеха. Було прийнято рішення добудовувати всю водойму в один етап. По-перше, це давало загальну економію коштів у майже 100 млн грн; по-друге, повна водойма і три агрегати дозволяли працювати по 3,5-4 години на добу разом і економити цілий склад вугілля.  

У розпал будівництва, наприкінці 2014 року, Міненерговугілля під головуванням Юрія Продана (також електроенергетика) вирішила провести аудит. Мовляв, не так перерозподілили гроші на підземні роботи, через що будівельний консорціум «Укргідроенергобуд» додатково отримав 400 млн грн.  

Держкомпанія «Укргідроенерго» замовила експертизу, яку проводили київські науковці, і виграла з нею три суди. Та міністерство, яке наразі очолює Ігор Насалик, не відступає, і звернулося до Верховного суду.

Як захищають підземні тунелі-водоводи? Утім, суди жодним чином не вплинули на підземні роботи, а саме – будівництво тунелів водовідводів та шахт під генератори. Як зазначив Василь Дейнеко, заступник директора із загальних питань філії «Дирекція з будівництва Дністровськоі ГАЕС», прокладати тунелі в гранітних скелях доволі важко, не кожна компанія візьметься за це.

Для кожного з семи агрегатів будують свій окремий тунель водоводу, після закінчення щільно закривають стінкою від інших. І кожний водовод виходить у свій окремий машинний зал – такі правила безпеки. Адже в серпні 2009 року гребля Саяно-Шушенської ГЕС не витримала паводку, вода знесла всі водоводи і розтрощила всі генератори в машинному залі станції. Тоді загинуло 75 людей.

Сьогодні в тунелі для четвертого агрегату почали облицювання металоконструкціями. Усі підготовчі роботи мають бути завершені цього року. А потім до кінця 2019 року – змонтовано та встановлено 3000 тонн металоконструкцій та обладнання. Пуск четвертого агрегату заплановано на початок 2020 року.

Хто будує Дністровську ГАЕС? Безпосередньо на будівельних майданчиках станції задіяно біля 2000 спеціалістів – будівельників, зварювальників, інженерів. А загалом на проект працюють десятки тисяч людей в Україні, бо 80% усіх матеріалів та обладнання виготовляється в Україні.

У Маріуполі відливають метал, у Дніпрі формують з нього напівфабрикати металоконструкцій. З Кривого Рога йде арматура. А ще є цемент, бетонні конструкції, засоби комунікації. У Харкові на «Турбоатомі» та «Електроважмаші» виготовляють турбіну вагою 1200 тонн. Ці ж заводи виготовляли і турбіну для третього агрегату.

Її діаметр майже 6 метрів, ротор важить 800 тонн, статор – майже 400 тонн. Ця махина повинна обертатися, тож найменша похибка у поєднанні двох частин – і вона рознесе шахту і весь машинний зал. Коли запускали третій агрегат, то на  верхню частину ставили монетку, і дивилися, щоб вона не рухалася. Цей проект вже поданий на державну премію, результати стануть відомі у жовтні.

Та набагато важливіше, що наші заводи відпрацювали запуск таких потужних агрегатів у промисловому режимі, і тепер вони можуть розширити ринок своєї продукції в Європі та світі.

На імпорт припадає лише 20% обладнання, серед якого передусім електрообладнання. Та й то, за словами гендиректора «Укргідроенерго» Ігоря Сироти, в Одесі вже навчилися робити свої токопроводи, і компанія розглядає можливість їх закупівлі.

Молдовське політико-економічне питання. Разом із будівництвом четвертого гідроагрегату тривають роботи із збільшення нижньої, буферної, водойми. На відрізку ріки між ГЕС-1 і ГЕС-2 рівень води має бути піднятий з 71 до 79 метрів, тож на береги з обох боків  протягом 23 км треба насипати майже 8 метрів ґрунтів, укріпити скелю та зробити інспекторську дорогу.

Ця водойма дозволить накопичувати більше води, а станція зможе більше працювати. Та й в разі посухи збільшиться можливість постачання питної води населенню. Цього року весь український бік буде завершений, але виникають проблеми із молдавським відрізком у 3 км. Над цим наразі працює міжурядова група обох країн.

Сторони в одному документі вирішили зібрати всі проблемні питання. Перш за все демаркації кордону: як будуть ділити, по воді чи по землі. Майнові питання щодо інфраструктури ГЕС-2 та лініям електропередач. Молдавани розуміють, що станція належить Україні.

Фахівці «Укргідроенерго» вже спланували взяти 19 га молдовської території в оренду, щоб укріпити відкоси їхніх берегів та збудувати інспекторську дорогу. Зараз складують там всі необхідні будматеріали. Очікується, що до кінця року угода буде підписана, і наступного року будівництво буде завершене.

Звідки кошти на будівництво? На сьогодні загальна вартість проекту будівництва Дністровської ГАЕС склала $660 млн. «Ми порахували всі затрати, які були за всіх часів, і перевели їх в долари за курсом на той період, коди вони витрачалися. На сьогоднішній день 1 кВт встановленої потужності станції коштує $660. Загальна потужність майже 1000 МВт, помножте дві цифри і отримаєте $660 млн», – повідомив Ігор Сирота. І додав, що в Європі економічно обґрунтованою ціною при будівництві вважається 2000 євро за 1 кВ*год.

Протягом усього періоду будівництва компанія вкладала власні кошти, отримані з тарифу. Лише одного разу, у 2010 році, уряд виділив 100 млн грн бюджетних грошей.

Про соціальну сторону будівництва. Певний зиск від будівництва ГАЕС відчули місцеві мешканці. Відрахування на соціальну сферу збільшилися з 300 млн до 400 млн грн. У прилеглих селах будуються дороги із тротуарами, встановлюються ліхтарі, ремонтуються соціальні заклади.

Випаровування з водойм дещо пом’якшили та зволожили мікроклімат, тож селяни насадили нових садів та ягідників. А на берегах нижнього водоймища з’явилися цивілізовані пляжі та місця для відпочинку, які приваблюють також і рибалок.

Великий промисловий об’єкт, здатний працювати майже 100 років, вже сприяє залученню у сусідні маленькі міста та села молодих спеціалістів, які дають новий розвиток місцевим громадам та будівництву нової сучасної інфраструктури. Адже не секрет, що в Україні маленькі міста просто вимирають, не кажучи про села.

У Новодністровську, місті гідроенергетиків, вже побудований будинок на 50 квартир для молодих спеціалістів. «Укргідроенерго» готове продавати їх своїм працівникам за собівартістю в розстрочку на 20 років. От тільки Верховна Рада вже півтора року не може прийняти відповідний закон. А з добудовою станцій потреба в спеціалістах тільки збільшуватиметься.

Чи є можливості для бізнесу? Минулого року невелика приватна компанія вирощувала у верхній водоймі форель. Оскільки у водоймі йде постійний обіг води, вона не встигає прогрітися і тримає температуру 13–15 градусів навіть влітку. Саме те, що треба для річкової форелі. Сьогодні компанія роздумує, як зробити цей бізнес цілорічним, адже взимку вода таки застигає, і лід ламає рибні садки.

А ще «Укргідроенерго» розробляє ТЕО для будівництва сонячної електростанції потужністю 20 МВт біля водоймищ. Наразі розмірковують над двома варіантами: або самим розвивати цей напрямок, або запросити до співпраці бізнес.