Энергетический кризис, охвативший страну вследствие маловодного цикла, резко поставил вопрос о бережном отношении к водным ресурсам и поиске новых источников энергии, это прежде всего возобновляемых источников, а также атомной энергии. В связи климатическими изменениями происходят непредсказуемые изменения и в цикле изменения наполнения рек в течение года. Население страны эти изменения ощущают прежде всего в поливной сезон и в осенне-зимний период, когда для выработки электроэнергии в гидроэлектростанциях необходимо достаточное количество воды. Нынешнее состояние водохранилищ, это прежде всего водохранилище Токтогульской ГЭС, вызывает обоснованную тревогу как у энергетиков страны, так и всего населения. Обычно в осенне-зимний период для выработки запланированного количества энергии необходимо 7-8 млрд кубических метров воды, а так называемый «мертвый» уровень водохранилища составляет 5,5 млрд кубических метров. На 1 октября минимум должен быть около 13 млрд кубических метров воды. Такой объем был на 1 октября прошлого года. Тогда так же отмечали, что собрано воды на 1,6 млрд кубометров меньше, чем в предыдущем году.
Огромного труда стоило правительству вывести страну из отопительного сезона без серьезных перебоев в энергоснабжении. Этому способствовали импорт электроэнергии, а также небывалая теплая зима. Как недавно в своем выступлении министр энергетики отметил, что на водохранилище Токтогульской ГЭС еще меньше воды, чем в прошлом году и составляет 11 млрд 227 млн кубометров. Да, предпринимаются меры, вводятся новые энергетические мощности, малые ГЭС, реконструкция существующих ГЭС с увеличением мощности генераторов, запланирован импорт электроэнергии из-за границы, подписан ряд соглашений по солнечным и ветряным станциям.
Однако рост потребления электроэнергии и теплоэнергии идет более быстрыми темпами, поэтому необходим поиск еще дополнительных путей увеличения генерации энергии. Как показывает практика солнечные и ветряные станции могут увеличить генерацию энергии, однако они не стабильны, водные ресурсы имеют сильные колебания и в последнее время этот процесс носит непредсказуемый характер. А производству и населению необходим устойчивый источник энергии. Особенно в связи с планами государства по строительству новых гидроэлектростанций, солнечных и ветряных станций и обеспечения их устойчивой работы. В этой связи вопросы накопления энергии и их хранения приобретают важное значение.
Вопросы аккумулирования энергии химическими, механическими и пневматическими способами изучаются и используются в мире уже давно, и создание электромобилей и аккумуляторных батарей с мегаватной мощностью свидетельствует об этом. Однако для нас в данное время является наиболее важным вопрос гидравлического аккумулирования, создания гидроаккумулирующих электростанций или использования уже существующих станций в режиме ГАЭС. Коротко о ГАЭС. Гидроаккумулирующие установки (ГАЭС) — это крупномасштабный метод хранения энергии, которая может быть преобразована в гидроэлектроэнергию. Принцип прост. Гидроаккумуляторы имеют два водохранилища на разных высотах на крутом склоне. Когда в сети есть избыточная мощность и спрос на электроэнергию низкий, энергия используется для перекачки воды из нижнего резервуара в верхний с помощью реверсивных турбин. Когда потребность высока, вода сбрасывается вниз в нижний резервуар, приводя в действие турбины в другом направлении для выработки электроэнергии.
В период малых нагрузок агрегаты ГЭС работают с незначительной мощностью, и происходит накопление воды в водохранилище, повышая напор и аккумулируя потенциальную энергию. С наступлением пиков нагрузки агрегаты станции включаются на полную мощность. В маловодный период расходуется вода, аккумулированная при многоводном году и т.д. Однако водохранилище в качестве аккумулятора энергии, можно использовать не только для ГЭС, но и для других станций, например станций на ВИЭ, в которых проблема аккумулирования стоит наиболее остро. В этом случае ГЭС и станция на ВИЭ работают параллельно. Станция ВИЭ разгружает агрегаты ГЭС и экономит воду в водохранилище, создавая дополнительную, так называемую дублирующую емкость. Такая система позволяет без потерь запасать выработанную станцией ВИЭ электрическую энергию в виде потенциальной энергии воды в водохранилище и в необходимое время преобразовать ее обратно через агрегаты ГЭС.
Поэтому при благоприятных гидро-и топогеологических условиях водохранилище ГЭС при параллельной работе в энергокомплексе с другими станциями, является идеальным источником аккумулирования энергии. Наиболее выгодно создавать такие энергокомплексы на базе уже существующих ГЭС и водохранилищ, где нет необходимости дополнительного затопления территорий. Следует отметить, что ГАЭС в различных вариантах давно работают в Европе, в США и в Китае.
В связи вышесказанным необходимо уже сейчас приступить к рассмотрению возможностей преобразования существующих ГЭС в ГАЭС. Нам говорят, что каскад ГЭС с Токтогульской до Уч-Курганской были спроектированы таким образом, чтобы эффективно использовать водные ресурсы Нарына и его притоков. Однако последние 35 лет нам не удается использовать в спланированном режиме из-за перехода в осенне-зимний период работы ГЭС полностью в энергетический режим работы. А весенне-летний период мы вынуждены пропускать воду для ирригации в соседние государства. Поэтому в целях повышения безопасности нашего государства необходимо провести научно-изыскательские и проектные работы по преобразованию некоторых наших ГЭС и в первую очередь Нижне-Нарынский каскад, начиная с Токтогульской ГЭС в ГАЭС. Конечно, преобразования потребуют многомиллионных вложений, учета многих требований, в том числе экологических и сельскохозяйственных, однако это наверняка дешевле, чем строить новые крупные ГЭС. Есть также варианты пилотных проектов по реконструкции ГЭС, которые приблизились к сроку капитального ремонта, например Ат-Башинской ГЭС.
Построив верхний бассейн, эту ГЭС можно превратить в ГАЭС, тем самым увеличить устойчивость энергоснабжения региона. При проектировании и строительстве малых ГЭС также можно учесть возможность их работы как ГАЭС. Таким образом, можно увеличить период их работы. Чем раньше мы начнем работу в направлении гидроакккумуляции, тем раньше мы достигнем положения энергетической устойчивости в обеспечении электрической энергией как промышленности, так и населения.
Экс-президент Национальной академии наук КР Джуматаев М.С.
