В ИМКЭС СО РАН выявили оптимальный режим работы Гусиноозерской ГРЭС в условиях потепления климата
Сотрудник Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН Сергей Копысов принял участие в комплексной оценке различных сценариев работы Гусиноозерской ГРЭС в Бурятии в условиях потепления климата, затрудняющих охлаждение станции в жаркое летнее время. Оптимальным вариантом оказалось вынужденное отключение отдельных энергоблоков станции, либо возведение энергозатратных брызгательных бассейнов или градирен, предназначенных для эффективного охлаждения воды в условиях затрудненного отведения избыточного тепла в атмосферу. Однако потребность в их работе будет не более двух месяцев в году.
– Гусиноозерская ГРЭС – одна из ключевых тепловых электростанций Сибири. Она была спроектирована в 1968 году в Томском отделении института «Теплоэлектропроект», шесть ее энергоблоков ввели в эксплуатацию в период с 1976 по 1992 год. Принцип действия станции следующий: уголь сжигается, вода превращается в пар, который крутит турбину, а затем конденсируется обратно в воду; избыточное тепло отводится в озеро, и так непрерывно. У ГРЭС есть сосед – хозяйство, созданное на Гусином озере на водосбросном канале для искусственного воспроизводства байкальского осетра. Таким образом, необходимо найти баланс между двумя видами хозяйственной деятельности: обеспечить электроэнергией Бурятию, а также частично Иркутскую область и Монголию, и сохранить ценные холодолюбивые виды рыб, – подчеркнул кандидат географических наук Сергей Копысов, зав. лабораторией мониторинга лесных экосистем ИМКЭС СО РАН.
Осетровое рыбоводное хозяйство на водосбросном канале ГРЭС.
Сейчас ГРЭС работает с вынужденными ограничениями, в наиболее жаркий период она вынужденно «уходит на каникулы» из-за высокой температуры воздуха и яркого бурятского солнца, что приводит к недостатку охлаждающей воды для конденсации пара. Принципиально важным является то, что разница температур вод, поступающих в систему охлаждения станции и возвращающихся в озеро после использования, не должна превышать 8-10°C. Сама ГРЭС строго поддерживает температуру сбрасываемой воды не выше допустимых пределов, обеспечивающих приемлемые условия обитания осетровых и других живых организмов. Ученым предстояло ответить на вопрос, можно ли найти вариант, при котором станция может работать круглогодично, не нанося экологического ущерба водному объекту.
Ученые установили температурные датчики сразу в нескольких местах: там, где ведется забор воды для нужд ГРЭС (а ей нужен оборотный поток воды до 45 кубических метров в секунду), на поверхности озера и в месте сброса воды. В распоряжении исследователей были ряды многолетних наблюдений: средняя годовая температура воздуха за последние 30 лет повысилась на 2,2°C по сравнению с предыдущим климатическим периодом. В особо жаркие года средняя июльская температура воздуха приближается к допустимой температуре сбрасываемой воды, что существенно уменьшает расходную часть теплового баланса, а значит и охлаждающую способность водоема. Для эффективной работы водоема-охладителя температура сбрасываемой воды должна быть существенно выше температуры воздуха. Именно это оказалось принципиально важным фактором, который указал на неэффективность тех мер, которые могли бы хорошо сработать в том случае, если бы повышение температур не происходило, а их значения соответствовали бы классическим параметрам, заложенным при проектировании.
– Мы проанализировали различные варианты, требующие строительства брызгательных бассейнов, градирен (охладительных башен), что обеспечит должное охлаждение (но тут возникает вопрос экономической целесообразности, который выходит за наши компетенции), а также прочие варианты: углубление водозаборного канала, возведение плотины, которая отделила бы от естественного озера технический водоем, сооружение рассеивающего выпуска, перенос рыбоводческого хозяйства на другое место, которые в условиях ограничений на температуру сбрасываемой воды, как удалось выяснить, неспособны обеспечить требуемую разницу температур забираемой и сбрасываемой воды. Именно поэтому оптимально применять природоподобную замещающую технологию, которая практикуется уже сейчас, – приостановка работы отдельных энергоблоков ГРЭС в июле-начале августа. Обеспечение населения электроэнергией на этот период ложится на гидроэлектростанции, когда у них еще есть значительный запас воды, – пояснил Сергей Геннадьевич.
По словам ученого, глобальное изменение климата стало серьезным вызовом для работы не только Гусиноозерской ГРЭС, но и других подобных станций по всему миру. В настоящее время их возведение и эксплуатация экономически наиболее выгодна в регионах, где нет особых проблем с отводом избыточного тепла в атмосферу.
© Пресс-служба ТНЦ СО РАН
