Константин Маскаев
Казахстан продолжает сжигать уголь, чтобы получить электроэнергию. Угля много, открытый способ его добычи значительно удешевляет процесс. Есть соблазн дымить и дальше. Если бы не три неприятных обстоятельства. Прежде всего, каменный уголь и другое ископаемое топливо - иссякающий ресурс. Во-вторых, его использование сопровождают выбросы углекислого газа и механических частиц, что влияет на экологию планеты в целом и на здоровье населения в частности. В-третьих, электричество все равно приходится покупать у соседей

Вместе с тем мы довольно редко вспоминаем, что Казахстан обладает достаточным запасом такого возобновляемого источника энергии, как течение воды. Рациональное ее использование позволит сократить дефицит электроэнергии - при сохранении на прежнем уровне, а то и существенном снижении негативного воздействия на окружающую среду, связанного со сжиганием ископаемого топлива.
Теоретически мощность всех потенциально пригодных водных потоков страны, с помощью которых можно извлечь электроэнергию, составляют 170 миллиардов киловатт-часов в год. В настоящее время используется только незначительная часть гидроэнергоресурсов.
Рассмотрим подробнее, чем мы обладаем.
Несмотря на то, что в Казахстане не так много рек, и только две из них - Иртыш и частично Урал - являются судоходными, страна обладает значительными гидроресурсами.
Основными реками Казахстана считаются Иртыш, Урал, Или и Сырдарья. Экономически эффективные гидроресурсы сосредоточены в основном на востоке (казахстанская часть Алтая) и юге страны.
Крупнейшие ГЭС построены на Иртыше: Бухтарминская, мощностью 0,7 миллиона киловатт, Усть-Каменогорская - 0,3 миллиона киловатт и Шульбинская ГЭС - 0,7 миллиона киловатт. В 1970 году запустили первый агрегат Капчагайской ГЭС на реке Или. Спустя 10 лет - второй, чем довели мощность станции до 0,4 миллиона киловатт. Все перечисленное семейство обеспечивает только десятую часть потребностей страны.
Старейшее гидроэнергетическое предприятие в Казахстане - каскад ГЭС, которые на момент строительства получили название Лениногорских. Возведение началось в 1925 году, в 1928-29 годах получена первая электроэнергия с последовательно введенных агрегатов. Прирост мощности провели в 1950 году. История создания и эксплуатации каскада очень интересна и поучительна. Каскад ГЭС расположен вблизи либо непосредственно в черте города Риддер (до 2002 года - Лениногорск), крупного центра горной добычи и металлургии.
Сейчас каскад включает три деривационные гидроэлектростанции (одна из которых выведена из эксплуатации), а также отдельно расположенное водохранилище. Самая верхняя ступень каскада - Малоульбинское водохранилище, расположенное высоко в горах на реках Малая Ульба и Левая Громотуха. Именно их вода заполняет котловину. Плотины перекрыли обе реки, образовав общее водохранилище. Причем русло Ульбы перекрыто глухой плотиной, и весь ее сток направлен в Громотуху. Водохранилище образовано тремя плотинами, одна из которых каменно-набросная высотой 32 метра - с деревянным экраном!
Малоульбинское водохранилище регулирует сток в интересах всего каскада. То есть аккумулирует воду в паводок и отдает в маловодный период. При этом, что уникально для отечественной практики гидростроительства, собственной ГЭС при плотине водохранилища нет! Горное водохранилище очень красивое и известно как объект туризма.
Вторая ступень каскада - Хариузовская ГЭС на реке Громотухе. Расположена у южной окраины Риддера. Станция небольшой мощности (5,63 мегаватта) - одна из старейших на постсоветском пространстве, первый гидроагрегат пущен в 1928 году. Она была третьей ГЭС в СССР после Волховской и менее известной Бозсуйской ГЭС в Узбекистане.
Отработавшая на этом этапе вода устремляется в деривационный тракт следующей ступени - Тишинской ГЭС. Общая длина деривации ГЭС - почти шесть километров, более пяти из которых - трубопроводы, а 630 метров - тоннель. Около двух километров - это вообще любопытное сооружение и оригинальное инженерное решение. Это деревянная, из местной лиственницы, труба, диаметром более трех метров, подобно бочке стянутая железными бандажами. Проложено это чудо гидротехники прямо по южной границе Риддера, через дорогу от жилых домов, и, несмотря на множественные свищи (время нещадно!), выполняет изначальную задачу. Тишинская ГЭС обладает мощностью 6,15 мегаватта, получаемой от единственного гидроагрегата.
Затем вода поступает в реку Тихую, на которой разместился водозабор заключительной ступени каскада - Ульбинской ГЭС. Ее мощность - 27,6 мегаватта, проектная среднегодовая выработка - 108 миллионов киловатт-часов. Это крупнейший объект каскада. А в 1937-1952 годы Ульбинская ГЭС была и крупнейшей гидроэлектростанцией Казахстана. Сыграла исключительную роль в энергоснабжении горнопромышленного региона в Великую Отечественную. Конструкция Ульбинской ГЭС - это целый ряд уникальных элементов, среди которых и самый длинный в мире деревянный напорный водовод. К сожалению, в 1985 году водовод оказался разрушен. Восстановить его, даже с помощью современных технологий, до сих пор не сумели. ГЭС вывели из эксплуатации и законсервировали. Каскад лишился двух третей своей мощности.
Возможно, со временем Ульбинскую ГЭС восстановят. Во всяком случае, ввод ее в эксплуатацию запланирован программой развития гидроэнергетики Казахстана. Ремонта требует и плотина Малоульбинского водохранилища. Пока же водохранилище не может принять проектный объем воды. Надежность плотины вызывает обеспокоенность и периодически обсуждается в местных СМИ.
Понятно, что и оборудование этих ГЭС изношено, морально устарело и давно просится на полную замену. Но даже при том что это требует немалых расходов или инвестиций, эти вложения значительно меньше, чем на строительство аналогичных новых станций. При этом дефицит электроэнергии в Восточном Казахстане составляет около двух миллиардов киловатт-часов, что серьезно тормозит развитие энергоемких проектов.
Известным особенно на юге страны является Алматинский каскад ГЭС. Расположен в границах пешей досягаемости в горах в окрестностях Алматы - на реке Большая Алматинка. Строился и вводился в эксплуатацию в течение десяти лет, начиная с 1944 года. Состоит из 11 малых ГЭС общей мощностью 49,15 мегаватта.
До 1960-х годов выработка каскада ГЭС составляла до 60 процентов в общей выработке электростанций Алма-Атинской энергосистемы.
К настоящему моменту станции каскада отработали по 50-60 лет, их оборудование требует замены, а сооружения - реконструкции. Существует даже проект реконструкции и модернизации каскада, включающий модернизацию Верхне-Алматинской ГЭС и ГЭС № 2 с полной заменой оборудования, строительство нового здания ГЭС №8а, строительство новой ГЭС № 12 вместо выводимых из эксплуатации ГЭС-9, ГЭС-10 и ГЭС-11, замена оборудования на распределительном устройстве ГЭС № 7 со строительством новой ГЭС № 12. После реконструкции мощность и выработка ГЭС должны возрасти.
Понятно, что строительство гидроэлектростанций часто связано с нарушением природной среды. Из оборота изымается часть сельскохозяйственных и заповедных земель, нарушается естественный режим рек, что влияет на нерест рыбы. Иногда приходится вырубать лесные участки под строительство высоковольтных линий электропередач.
Тем не менее появление новых закрытых, но регулируемых водоемов, к которым относятся водохранилища, часто становятся объектами туристического и промыслового интереса. Вместо нескончаемого потока сажи и вредных газов от ТЭЦ человек получает рекреационные зоны, которые даже могут оказать благоприятное воздействие на местный климат.
Гидроэнергетику выгодно выделяет низкая стоимость эксплуатации ГЭС и невысокая стоимость производства электроэнергии. Это уже хорошо отработанная и доступная коммерческая технология. Страны, обладающие гидроэнергетическим ресурсом, стремятся использовать его как можно полнее. Например, в Европе этот ресурс используется на 70 процентов.
Общая установленная мощность ГЭС Казахстана сегодня составляет 2 350,16 мегаватта. Все гидроэлектростанции Казахстана в год вырабатывают более 7 149,4 миллиона киловатт-часов электроэнергии.
Известно, что в среднесрочном периоде в Казахстане планируют увеличить использование гидроресурсов. В 2010 году в Алматинской области завершилось строительство Мойнакской ГЭС мощностью 300 мегаватт, проектируются Булакская ГЭС (78 мегаватт), Кербулакская ГЭС (50 мегаватт) и ряд малых ГЭС. Приступили к строительству Тургусунской ГЭС мощностью 24 мегаватта.
Цифры и обстоятельства, которые заставляют задуматься.
После 2010 года Казахстан потребляет электроэнергии больше, чем производит. Север страны экспортирует электроэнергию, производимую на построенных еще в советское время Экибастузских ГРЭС, в Россию. Электроэнергия из России поставляется потребителям Западного Казахстана. Южный регион покупает ее у Киргизии и Узбекистана. Тут же возникает вопрос, ответ на который лежит на поверхности: где эти страны производят электроэнергию? В электричество они преобразуют энергию воды.
По данным на 2013 год, суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет 20 миллионов киловатт, а фактическая мощность - 15. Казахстан вырабатывает 91,9 миллиарда киловатт-часов электроэнергии в год. Для сравнения, это составляет четыре мегаватт-часа на человека в год. В России это показатель выше - 6,7, в США - 14. Немного ниже - 3,5 - в Китае. Но это самая густонаселенная страна в мире.
По типу электростанций выработка электричества в Казахстане распределяется так.
Около 72 процентов электроэнергии вырабатывают из угля, 10,6 процента - из газа, 4,9 процента - из нефти и 12,3 процента - из гидроресурсов. На альтернативные источники пока приходится менее 0,2 процента.