● нарушение естественных водных и прибрежных экосистем, разрушение берегов под действием волн (абразия), утрата водотоком способности к самоочищению по причине изменения водного режима и отсутствия промывных фаз (половодье, паводки); выброс в атмосферу метана вследствие разложения останков органического вещества на дне водохранилищ;
● сравнительно небольшое время использования установленной мощности, по показателю КИУМ гидрогенерации значительно уступают АЭС и ТЭС.
В рамках развития гидроэнергетики можно выделить три основных направления:
● строительство крупных напорных ГЭС;
● малая гидроэнергетика (преимущественно деривационные ГЭС в горных областях);
● создание ГАЭС, которые используются для выравнивания суточных пиков потребления и включения резервных мощностей, поскольку, в силу специфики функционирования, они потребляют больше электроэнергии, чем вырабатывают.
Рис. 8
Вид с воздуха на Байхетанскую ГЭС, Китай
Фото: © Orientfootage / istockphoto.com
В настоящее время на долю ГЭС приходится около 15 % совокупной установленной мощности суммарной мировой электрической генерации. Эта доля продолжает снижаться за счет более активного использования нВИЭ. В 2023 г. общая установленная мощность гидроэнергетических объектов возросла на 13,7 ГВт, до 1416 ГВт. При этом мощность ГЭС увеличилась на 7,2 ГВт и составила 1237 ГВт, а ГАЭС – на 6,5 ГВт, до 179 ГВт. По сравнению с предыдущими годами темпы наращивания гидроэнергетических мощностей кажутся весьма скромными. Но если брать более длительный период – прирост относительно стабилен и составляет около 20 ГВт в год.
Доля установленной мощности ГЭС в макрорегиональном разрезе значительно колеблется и зависит от разницы гидроэнергопотенциалов. Для стран Ближнего Востока этот показатель составляет 4 %, а для Латинской Америки – 47 %. В то же время Африка, несмотря на обладание значительными гидроэнергоресурсами, сильно отстает по темпам их освоения.
В числе стран, где удельный вес гидрогенераций приближается к 100 %, – Парагвай и Норвегия. Значительна доля ГЭС в энергетике Исландии, Канады, Бразилии, Венесуэлы, Эфиопии, Демократической Республики Конго.
В последние 15–20 лет основной вклад в прирост гидроэнергетической мощности внесли Китай и в меньшей степени – Бразилия, страны Юго-Восточной и Южной Азии, Африка, а также Россия.
В горизонте до 2028–2029 гг. будут запущены или усовершенствованы крупные ГЭС (мощностью 2–5,15 ГВт) в Пакистане, Таджикистане, Китае, Эфиопии, Танзании, Анголе.
Таблица 9
Страны-лидеры по суммарной установленной мощности ГЭС (2023)
По данным Международной ассоциации гидроэнергетики (IHA), в 2023 г. ГЭС всех типов выработали 4185 ТВт·ч электроэнергии, что составило около 14,5 % общего объема мировой генерации. В целом в гидроэнергетической отрасли было отмечено снижение выработки на 223 ТВт·ч по отношению к предыдущему году в связи со снижением водности в регионах мира, обладающих значительными объемами гидрогенерации. Несмотря на колебания динамики выработки и взрывной рост установленной мощности генераций, использующих нВИЭ, гидроэнергетика продолжает оставаться самой крупной в низкоуглеродном сегменте энергетической отрасли.
Таблица 10
Страны-лидеры по выработке гидроэнергии (2022)
В таблице 10 представлены данные по выработке электроэнергии на ГЭС ведущими странами мира. Некоторые различия между рейтингом стран по размерам установленных мощностей ГЭС и выработке гидроэлектроэнергии объясняются более высоким модулем стока в бассейнах рек Бразилии, Канады, Норвегии, Вьетнама и др.
Лидерами по выработке энергии на ГЭС являются Китай, Бразилия, Канада, США, Россия и Индия – доля этих стран составляет около 52 % выработки всей гидроэлектроэнергии в мире, что в значительной степени коррелирует с их гидроэнергопотенциалом.
Гидроэнергопотенциал – важнейшая характеристика, определяющая перспективность развития гидроэнергетики в стране.
Выделяют три категории гидроэнергетического потенциала – теоретический, технический и экономический.
Теоретический учитывает полный поверхностный сток рек планеты.
Технический – ту часть общего стока, которая может быть технически использована, исходя из его сезонных колебаний, потерь воды на испарение и инфильтрацию, наличия подходящих створов для сооружения ГЭС. Коэффициент пересчета теоретического потенциала в технический для разных регионов Земли неодинаков, но в среднем его обычно принимают равным 0,4–0,5. Технический гидроэнергопотенциал мира оценивается в 15–17 млн ТВт·ч в год.