Энергия чистой воды

    Развивая возобновляемую энергетику, разумно было бы не только на новейшие технологии делать ставку, но и присмотреться к давно и хорошо построенному. Например, к Каскаду алматинских ГЭС, более полувека снабжающему город в предгорьях Алатау зеленой энергией и чистейшей питьевой водой.

Алевтина ДОНСКИХ, Алматы

    Несмотря на то, что доля выработки электроэнергии Каскада ГЭС от энерго-источников данного региона не превышает 5-6% энергии, комплекс не стоит записывать в историко-технологические артефакты. Это, скорее, предтеча будущей зеленой энергетики и города, и страны. Так что в любом случае в экспозиции ЭКСПО-2017 Каскад алматинских ГЭС может предстать как действующий образец эффективного решения эколого-энергетической задачи.

ВОСПОМИНАНИЕ О… БУДУЩЕМ

    В свои лучшие годы Каскад 9-ти малых ГЭС на реке Большая Алматинка (и 1–ой на р.Талгар) обеспечивал более половины объема энергоспотребления Алматы. Понятно, что и город был меньше, и численность населения ниже. Но 50-60% экологически чистой энергии (уровень с 1950 по 1960 годы), обеспечивали Алматы и образ города-сада: окутанного ароматом цветущих или плодоносящих садов и веселым журчанием ледниковой воды в арыках. И хотя относительный показатель выработки существенно снизился, в абсолютных цифрах объем установленной и поставляемой мощности практически тот же: Каскад вырабатывает около 47 мегаватт энергии. Практически на уровне предусмотренной мощности. При этом Каскад по-прежнему играет особую роль в обеспечении надежности работы всей энергосистемы города и региона.
    – Первая из гидроэлектростанций Каскада ГЭС № 11 была запущена в начале апреля 1944 года, – рассказывает управляющий директор Каскада ГЭС АО «АлЭС», Заслуженный энергетик РК и СНГ Болат Уалиханович Мукаев. – Об этом тогда же написала газета «Казахстанская правда». В середине сентября 1944 года были запущены станции № 5 и № 9. Начато строительство шестой и седьмой ГЭС – их запустили в 1946 году. И вплоть до в 1954 года были введены в строй все станции Каскада.
Вопреки распространенной легенде о том, что на их строительстве работали исключительно военнопленные и заключенные, достоверно известно, что строился Каскад в основном силами местных жителей и переселенных народов.
    – Идея возведения этого уникального объекта на реке Большая Алматинка предусматривалась еще в 20-е годы проектом ГОЭРЛО, но только начало войны ускорило эти работы, - напоминает историю заместитель главного инженера Каскада ГЭС АО «АлЭС» Равиль Сайфутдинов. – Тогда в Алма-Ату были эвакуированы крупные промышленные предприятия, и возникла необходимость обеспечить их электроэнергией для работы на оборону страны. Проектные работы начались в 1942 году, а с апреля 1943 года – строительство.
    Станции вводились одна за другой поочередно, но официальной датой образования Каскада ГЭС, как предприятия в составе «Казахэнерго», считается 9 августа 1948 года. Если подняться на верхнюю точку Каскада – 2507 м над уровнем моря – к самой кромке Большого алматинского озера – БАО, в просторечии, и посмотреть вниз, то видно, как лентой спускается к городу труба водовода. Далее вода по сложной системе деривационных сооружений идет транзитом через все ГЭС и, пройдя всю технологическую цепочку, после выработки электроэнергии на последней ГЭС-11, поступает на городские водоприемные сооружения. Интересно, что в свое время почти все напорные трубопроводы были деревянными. Это было связано с острой нехваткой металла в военное и послевоенное время. Это было время «чопиков», которыми постоянно приходилось заколачивать образовавшиеся в дереве трещины, и высверленные кем-то отверстия. Теперь все напорные трубопроводы капитальные, металлические. Последний деревянный участок демонтировали в 1998 году и заменили на стальной. Сегодня система деривации Каскада ГЭС - это около 20 км гидротехнических сооружений, в которую входят напорные трубопроводы, каналы, отстойники, напорные бассейны и пр.

НА УРОВНЕ НЕБА

    Вместе с Равилем Яковлевичем мы отправились вдоль Каскада к самой его верхней точке. Рассказывая о Каскаде, мой собеседник не раз употребил слово «уникальный». И он, действительно, заслуживает такого определения. Даже проезд по современной асфальтированной дороге вдоль маршрута требует внимательности и осторожности водителя, особенно после снегопада. Что же говорить о сложностях этого строительства Каскада ГЭС в кратчайшие сроки в высокогорье - в военные и первые послевоенные годы. Это при наличии только гужевого транспорта, минимальных технических средств, практически вручную.
    Можно восхищаться героизмом строителей и аплодировать техническому решению, учитывавшему сейсмику и селеопасность района, надежности и безопасности Каскада. И его экологичности, о которой, впрочем, тогда не думали, но соблюли.
Кстати, проектированием Каскада алматинских ГЭС занималось ленинградское отделение института «Гидропроект» им..Жука. Все станции построены по деривационной схеме, некоторые из них используют значительный напор. Наиболее важным объектом в Каскаде можно считать станцию ГЭС-7.
    – Здесь главный щит управления Каскадом, - поясняет Равиль Яковлевич. – Отсюда управляются все работающие станции. Сейчас в работе их девять.
    В тот день начальником смены Каскада ГЭС был Александр Елизаров, который доложил, что все работает штатно, энергия отпускается по графику, утвержденному диспетчерской службой АО «Алматинские электрические станции».
    - В энергосистему передается 15 мегаватт, - сообщил он, сличив данные с приборами. – Здесь мы следим за режимом работы всего оборудования. Хотя здесь все оборудование старое, 40 - 50-х годов выпуска, мониторинг происходит в электронном виде. Но все старые приборные панели в рабочем состоянии. Если что-то происходит нештатно, нами оперативно принимаются решения.
    Станция работает с 1948 года, вырабатывая в год до 15 млн. кВт/ч электроэнергии. Здесь, говорит Равиль Яковлевич, по-прежнему работает гидроагрегат с турбиной американской фирмой Leffel и гидрогенератором фирмы General Electric. Самая мощная станция Каскада - ГЭС-1. Раньше ее еще называли Верхне-Алматинской или «Озерной» ГЭС. Она расположена на высоте 2050 м над уровнем моря в ущелье. Это головная станция Каскада, которая работает на воде из БАО. Большой и сложный комплекс включает водозабор на БАО, трех километровый напорный трубопровод БАО-ГЭС-1, отстойник, селезащитную стену, подвесной мост через р. Б. Алматинку к напорному тоннелю. Как пояснил Равиль Яковлевич, отсюда начинается водозабор другой основной станции Каскада – ГЭС-2. Отработанная вода с ГЭС -1 соединяется с боковой приточностью – водой р. Кумбель-Су и направляется на ГЭС-2 через горный напорный тоннель (его длина 5,6 км). Кстати, именно с вводом ГЭС-2 в 1959 году завершилось строительство гидростанций, использующих энергопотенциал БАО. А выработанная ГЭС-1 электроэнергия - в среднем за год до 67 млн кВт/ч - поставляется в линии АО «АЖК» и идет потребителям.
    - Эта станция была и остается самой высоконапорной гидроэлектростанцией на всем пространстве бывшего СССР, - продолжает Равиль Яковлевич. - Перепад между водозабором и агрегатом составляет 573 метра. То есть вода подается с напором выше 57 атмосфер, на это рассчитано и оборудование. Кстати, здесь также старое оборудование. Например, гидротурбины итальянской фирмы «Ансальдо Сан-Джиорджио» 1952 г. изготовления. Они, как и многое из оборудования Каскада было поставлено сюда по ленд-лизу и в качестве репарации за убытки, понесенные страной во время войны.
В свою очередь, дежурный по ГЭС-1 Александр Линник доложил, что на текущий момент загрузка агрегатов, расход воды - все согласно техническому заданию, и в целом ситуация штатная.

КРИСТАЛЬНО-СТРАТЕГИЧЕСКОЕ БАО

    Теперь нас ждал самый непростой после прошедшего накануне снегопада подъем к Большому Алматинскому озеру. Большинство горожан и гостей Алматы причисляют БАО к туристической достопримечательности. Но при всей несомненной красоте и первозданности озера, это объект стратегический.
    – БАО нет в перечне туристических объектов, - подтверждает Равиль Сайфутдинов. – Помимо того, что вода озера служит для выработки электроэнергии, она поставляется на питьевые нужды города. БАО, в первую очередь, естественное водохранилище питьевого водоснабжения Алматы. До четверти потребляемого городом объема воды идет из БАО и боковых приточностей – р.р.Проходной, Б.Алматинки, Казачки. Поэтому к озеру применяются все требования зон санитарной охраны водозаборов питьевого водоснабжения.
    Озеро, как гидротехнический объект - водохранилище, передано на баланс АО «АлЭС» - дочки национальной компании АО «Самрук-Энерго». За энергетиками оно закреплено с 1992 года. Поэтому здесь специализированная охрана и запрещено пропускать туристов на плотину. Но закрыта от посещений только эта часть озера. Кстати этот уникальный природный водоем образовался от 2 до 10 тысяч лет назад. Площадь озера при полном заполнении достигает 800 тысяч кв м.
    – Режим эксплуатации и график сработки озера мы согласовываем с Балхаш-Алакольской бассейновой инспекцией, график подачи воды - с ГКП «Холдинг Алматы Су», а график выработки электроэнергии – с АО «АлЭС», продолжает он. - Предусмотрены предельные уровни накопления озера, для их контроля установлены уровнемеры. Дежурный моторист берет показания трижды в сутки и подает информацию. В наш приезд вахту несли моторист головного узла водосброса ГЭС-1 Сергей Анатольевич Субботин и «помощник моториста» - кот Гром, который взят на довольствие. Говорят, еще тот служака.
    - Сооружение - в работе, - отрапортовал моторист. - Отметка утром - 2507 метров. Фильтрация в норме. Объект эксплуатируется в соответствии с заданным режимом.
    Как правило, до 1 ноября накапливают воду в озере до максимальной отметки, а зимой начинают ее срабатывать. Но год на год не приходится. Поэтому и уровень воды в озере не всегда достигает нормы. Так в 2013-2014 годах был очень малый приток. БАО наполняется за счет тающих ледниковых вод. Ледники десятилетиями накапливали влагу. Но сейчас идет снижение приточности поверхностных ресурсов, поскольку снижается площадь ледников. Смог осаждается на их поверхности, что снижает их отражающую способность. За последние 30-40 лет площади ледников снизились почти вдвое, и этот процесс нарастает.
    При таких условиях, мы не можем без учета природных факторов интенсивно срабатывать озеро. Это делается для того, чтобы зимой самим работать и водоканалу давать воду, – пояснил Равиль Яковлевич. – В многоводные годы летом приходило до 5-6 кубов воды в секунду. А 1 см площади поверхности озера по высоте – это до 8 тысяч кубов воды. Поэтому так важно для города держать баланс БАО.
    Роль Каскада трудно переоценить. Построенная более полувека назад система исправно работает, поставляя в сеть города экологически чистую и относительно недорогую энергию. Причем, Каскад в случае системной аварии может обеспечить подачу электроэнергии на собственные нужды ближайших тепловых электростанций. Подобные события в истории энергокомплекса Алматы уже случались. Например, во время системной аварии 1986 года.
    Специалисты говорят, что значительно нарастить мощности каскада ГЭС в случае его полной модернизации вряд ли получится. Но реконструкция нужна из-за серьезного износа оборудования.
    –Гидроэнергетика – это зеленая, чистая, безопасная для природы и человека энергетика. Поэтому и профессионалы и алматинцы надеются, что Каскад еще долго будет служить городу. Тем более, что известно о проекте создания комплекса малых ГЭС на реке Малая Алматинка — «Медео» и «Просвещенец». Также были планы - и они представляются более реалистичными – по модернизации каскада ГЭС.
    – Думаю, что наряду с уделяемым вниманием новым видам возобновляемой энергетики было бы закономерно поддержать уже работающие объекты этой сферы, - говорит Болат Мукаев. – Я уверен, что рано или поздно, к нам повернутся лицом, и придут к тому, чтобы по менять оборудование, восстановить имеющиеся каналы, русла, инфраструктуру, сооружения, деривацию. Поскольку в ближайшее время проблемой станет даже не энергетика, а, как прогнозирует ЮНЕСКО, питьевая вода. А наш Каскад – это и есть охраняемый стратегический запас и подача городу самой чистой ледниковой воды.