Выявлен оптимальный режим работы Гусиноозёрской ГРЭС в условиях потепления климата

Сотрудник Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН Сергей Копысов принял участие в комплексной оценке различных сценариев работы Гусиноозёрской 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 затруднённого отведения избыточного тепла в атмосферу. Однако потребность в их работе будет не более двух месяцев в году.

«Гусиноозёрская ГРЭС — одна из ключевых тепловых электростанций Сибири. Она была спроектирована в 1968 году в Томском отделении института „Теплоэлектропроект“. Шесть её 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, заведующий лабораторией мониторинга лесных экосистем ИМКЭС СО РАН.

Сейчас ГРЭС работает с 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. Учёным предстояло ответить на вопрос, можно ли найти вариант, при котором станция может работать круглогодично, не нанося экологического ущерба водному объекту.

Исследователи установили температурные датчики сразу в нескольких местах: там, где ведётся 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 специалистов 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 водоёма. Для эффективной работы водоёма-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 водоём, 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 ещё есть значительный запас воды», — пояснил Сергей Копысов.

По словам учёного, глобальное изменение климата стало серьёзным вызовом для работы не только Гусиноозёрской 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.

Источник: пресс-служба Томского научного центра СО РАН.