Илья Карпюк: Неидеальная энергетика

Илья Карпюк Саяно-Шушенская ГЭС Фото: rushydro.ru

Наводнение на Дальнем Востоке привлекло внимание к состоянию гидроэлектростанций и заставило вспомнить о той угрозе, которую несут эти сооружения. Общим местом стал тезис о том, что гидроэнергетика — один из самых чистых и безопасных способов получения электричества. Это, однако, не значит, что плотины при ГЭС являются идеальными соседями для людей. Практика показывает, что ошибки в расчетах или нерасторопность руководства ГЭС легко может привести к аварии, жертвами которой станут тысячи людей. Так, только чудом удалось избежать жертв во время последнего наводнения на Дальнем Востоке, хотя несколькими месяцами ранее «РусГидро» заверяло всех, что две ее плотины в бассейне Амура смогут справиться с любым паводком. Теперь руководство компании вынуждено отвергать обвинения в том, что ее электростанции поставили на первый план не спасение региона от наводнения, а увеличение выработки электричества.

Каждая большая гидроэлектростанция — произведение инженерной мысли. В свое время строительство плотин для ГЭС могло занять центральное место в госпропаганде. Так было в СССР во время возведения ДнепроГЭС, одной из первых «великих строек коммунизма», так было в Соединенных Штатах во время строительства Дамбы Гувера, витрины политики Рузвельта по борьбе с безработицей. В Северной Корее и вовсе изобразили Супхунскую ГЭС на гербе страны, хотя изначально плотина была построена японцами.

Несмотря на то, что инженеры и строители тратят миллионы человеко-часов на проектирование и возведение плотин и электростанций при них, ошибки и недочеты могут привести к авариям и на гидроэлектростанциях.

Получение энергии от течения реки — не новая идея. На этом принципе работали многочисленные водяные мельницы, известные, по крайней мере, со II века до нашей эры. Электричество при помощи плотин научились получать в конце XIX века. Первая в мире ГЭС была построена в 1878 году и питала одну дуговую лампочку в картинной галерее инженера Уильяма Армстронга на севере Англии.

Все первые десятилетия существования гидроэнергетики электростанции, по современным меркам, строились очень маленькие, но и они много значили для своего времени: просто электричества вообще производилось не очень много. Даже если на таких гидроэлектростанциях происходили аварии, то настолько незначительные, что их последствия никак не сказывались на людях и окружающей среде.

С ростом размера плотин они приобретали дополнительные функции. Через какое-то время ГЭС уже не просто вырабатывали электричество, но и боролись с наводнениями, упрощали орошение окружающих полей и отвечали за судоходность рек. В Соединенных Штатах закон 1936 года объявил Инженерный корпус армии США главным федеральным агентством по борьбе с наводнениями, потому что именно военные инженеры участвовали в строительстве нескольких крупных гидроэлектростанций.

Плотина Гувера. Фото: Антон Котцов

В начале XX века, несмотря на бурное развитие гидроэнергетики, никаких серьезных происшествий с ГЭС не случалось. Первая крупная авария на ГЭС произошли не из-за ошибок инженеров или руководства станции, плотину просто разбомбили.

В 1943 году британские летчики устроили налет на несколько немецких плотин в районе Рура — главной промышленной области Германии. До некоторых целей британские пилоты просто не долетели, на одной из плотин бомба попала чуть выше уровня воды, в результате пробоина не привела к прорыву плотины. Полным успехом закончился лишь налет на дамбу на реке Мёне. Специально сконструированная «прыгающая бомба» взорвалась под водой в нескольких сантиметрах от плотины, что привело к ее прорыву. Вот как позже описал увиденное утром рейхсминистр военной промышленности Германии Альберт Шпеер: «Электростанцию у подножия разбомбленной плотины словно стерло с лица земли вместе с ее огромными турбинами. Вода, хлынувшая из водохранилища, затопила долину Рура. Электрооборудование насосных станций оказалось под слоем воды и ила; промышленные предприятия остановились, водоснабжение населения оказалось под угрозой». Союзники больше не предпринимали попыток уничтожить немецкие плотины несмотря на то, что руководство Германии очень боялось повторения налетов: уничтожение гидроэлектростанций в Рурском районе привело бы к остановке промышленности.

Плотины еще несколько раз становились мишенью бомбежек. Так было в Корее в 1952 году, когда американская морская авиация разбомбила Супхунскую ГЭС на границе с Китаем, в результате чего 90 процентов генерирующих мощностей Северной Кореи было выведено из строя, а Пхеньян и многие другие города остались без света. В 1971 году во время очередной войны ВВС Индии разбомбили электрогенерирующее оборудование на дамбе Мангла. В январе 1993 года югославские военные попытались взорвать плотину на Перучанском водохранилище на территории современной Хорватии.

Однако ни в 1952, ни в 1971, ни в 1993 годах военные действия не привели к прорыву дамб, и находившиеся под ними села и города были спасены от затопления.

Во второй половине XX века аварии на ГЭС перестали быть редкостью, причем происходили они из-за плохих расчетов инженеров или плохой работы персонала ГЭС.

В 1963 году произошел катастрофический прорыв только что воздвигнутой плотины Вайонт на севере Италии. При сооружении плотины инженеры не рассчитали, что из-за наполнения водохранилища поднимется уровень грунтовых вод, что приведет к эрозии почвы и сходу гигантского оползня.

Вечером 9 октября 1963 года в водохранилище, максимальный объем которого составлял примерно 0,17 км³, сошел оползень. Общий объем попавших в чашу водохранилище земли и камней составил, как минимум, 0,2 км³. Вся вода, которая была в то время в водохранилище, была вытеснена, в том числе перелилась через плотину и огромной волной пошла на город. Водяной вал высотой до 90 метров снес с лица земли несколько сел и деревень. Тогда погибли от 2 до 3 тысяч человек.

Самое на данный момент страшное «рукотворное» наводнение произошло из-за прорыва плотины Банцяо ГЭС на реке Жухэ в Китае в 1975 году. Проектировщики плотины сконструировали ее из расчета на то, что она должна выдержать наводнение, которое, по статистике, происходит раз в тысячу лет. Однако в августе 1975 года произошло крупнейшее за две тысячи лет наводнение. Даже полностью раскрытые шлюзы пропускали меньше воды, чем приходило в водохранилище. В какой-то момент водохранилище переполнилось и плотину прорвало. В результате за несколько часов вылилось около 0,7 км³ воды.

Плотина Банцяо в Китае. Фото: politics.gmw.cn

Прорыв плотины привел к образование огромной волны шириной в десять километров и высотой в 3-7 метров. Вода шла со скоростью 50 км/ч и уничтожала все на своем пути. В некоторых деревнях удалось организовать эвакуацию жителей, некоторые же населенные пункты оказались под водой со всем населением. Были затоплены 12 тысяч квадратных километров. Из-за уничтожения дорог и вообще всех коммуникаций было практически невозможно проводить эвакуацию.

По официальным данным погибли 26 тысяч человек. Однако эти цифры не учитывают погибших от эпидемий и голода. По примерным оценкам, в результате наводнения погибли от 171 до 230 тысяч человек. Также было разрушено почти шесть миллионов строений.

В России крупнейшая за всю историю гидроэнергетики авария произошла в 2009 году на самой мощной ГЭС в стране — Саяно-Шушенской.

17 августа 2009 года в машинном зале ГЭС мощнейшим напором воды сорвало одну из турбин диаметром более 6 метров. В машинный зал начала поступать вода и уже скоро затопила его полностью. На работающем оборудовании произошли короткие замыкания, в результате чего крупнейшая гидроэлектростанция России, плотина которой перекрывает Енисей, оказалась обесточена. Для того, чтобы остановить неконтролируемое поступление воды в машинный зал, на плотине пришлось вручную закрывать затворы.

Саяно-Шушенская ГЭС. Фото: rushydro.ru

В момент аварии в машинном зале находились 116 человек — люди главным образом занимались ремонтом одного из гидроагрегатов. Погибли 75 человек, они практически не имели шансов спастись, так как машинный зал затопило практически мгновенно.

Только благодаря слаженной работе диспетчеров российской энергосистемы удалось избежать каскадного отключения электроэнергии по всей Сибири. Станция после аварии так и не восстановлена полностью — работы будут продолжены в 2014 году.

Комиссия Ростехнадзора пришла к выводу, что причиной аварии стала слишком сильная вибрация подшипника турбины гидроагрегата №2. Руководство станции в теории должно было вовремя остановить его работу, однако по какой-то причине система виброконтроля хоть и была смонтирована на втором гидроагрегате, не была введена в эксплуатацию и не учитывалась персоналом станции. Наверное, никто не удивился бы, если бы подобная авария произошла на частной станции: для коммерческой компании важна сиюминутная прибыль, вибрации могут подождать. Но Саяно-Шушенская ГЭС принадлежит «РусГидро», 65% акций которой находятся в собственности правительства.

Вопросы к руководству «РусГидро» появились и после последнего наводнения на Дальнем Востоке. Многим кажется подозрительным, что вода из водохранилищ не сбрасывалась перед паводком, а напротив, накапливалась. Даже когда Росгидромет уже начал выпускать предупреждения о начале ливневых дождей, сброс из водохранилищ осуществлялся далеко не самыми большими темпами. Это, конечно, позволит Зейской и Бурейской ГЭС отработать план по выработке электричества зимой 2013-2014 годов, но людям, дома которых погрузились под воду, от этого не легче.

Гидроэнергетика, и правда, достаточно безопасный и дешевый способ получения электричества. Однако каждый, кто живет в районе больших ГЭС, помнит о том, что вероятность аварии на станции все-таки существует. В том числе не исключен и прорыв плотины, который приведет к возникновению цунами посередине континента. И никто не может гарантировать, что в чрезвычайной ситуации руководство конкретной электростанции, в том числе и в России, делает все возможное для спасения живущих ниже по течению людей, а не для производства электричества.

Смотрите также: Илья Карпюк Откуда взялось наводнение на Дальнем Востоке Илья Карпюк На Приамурье обрушилось крупнейшее наводнение