Гидроэнергетика является важнейшей частью электроэнергетики России. Общая мощность гидроэлекростанций Российской Федерации 52,8 ГВт, что составляет около 20% общей мощности всех электростанций страны. Самые мощные гидроэлектростанции нашей страны: Саяно-Шушенская (6,4 ГВт), Красноярская (6 ГВт) и Братская (4,5 ГВт).
Общий валовой (теоретический) гидроэнергопотенциал РФ определен в объеме 2900 млрд кВт ч годовой выработки электроэнергии, или 170 тыс. кВт ч на 1 км территории. Потенциал крупных и средних рек составляет 2400 млрд кВт ч, или 83% гидропотенциала. Это основной фонд гидроэнергетических ресурсов, на котором базируется строительство ГЭС как важный элемент развития электроэнергетики.
В ряде регионов России (Магаданской области, большинстве республик Северного Кавказа) гидроэнергетика обеспечивает более 90% всей вырабатываемой электроэнергии. Около половины всех мощностей гидроэлектростанций России сосредоточено на реках Сибири, в первую очередь на Енисее и его крупнейшем притоке — Ангаре. Концентрация мощных гидроэлектростанций позволила создать здесь крупные территориально-промышленные комплексы с энергоемкими предприятиями, такими как алюминиевые заводы, химические и горно-обогатительные комбинаты и др.
Экономический потенциал как приемлемая для практического использования часть гидроэнергоресурсов (с учетом экономической целесообразности, условий хозяйственного освоения территорий и природоохранных факторов) был оценен в начале 1960-х гг. на основе обобщения многочисленных проектных материалов предыдущих лет и определен в 852 млрд кВт ч годовой выработки в целом по России (без малых рек). При этом размещение экономических гидроресурсов по территории РФ резко неравномерно: порядка 80% приходится на восточные регионы страны (Сибирь, Дальний Восток) и только 20% — на европейские. Из потенциала европейской части России 30% — это районы Поволжья, 40% — районы Севера и Северного Кавказа.
Развитие гидроэнергетики России имеет значительные перспективы — в целом в стране освоено около 20% экономического гидроэнергетического потенциала, в том числе на Дальнем Востоке — 5%. Особенностью гидротехнических объектов, строительство которых предполагается в обозримой перспективе, является их перемещение в малоосвоенные регионы страны: в Сибирь, на Дальний Восток, на Север Европейской части, в горные и предгорные районы Кавказа.
В Европейской части страны наиболее перспективным видится строительство новых ГЭС в Северо-Кавказском регионе, где имеющийся значительный и хорошо изученный гидроэнергетический потенциал может быть использован преимущественно деривационными гидроэлектростанциями, без затопления значительных площадей земель и переселения жителей. В Сибири возможно освоение потенциала верховьев Оби и Енисея, а также Нижней Ангары.
Определена техническая возможность строительства гидроэлектростанции мощностью не менее 12 ГВт с крупнейшим в мире по полезному объему водохранилищем на реке Нижняя Тунгуска. На Дальнем Востоке со времен СССР существуют проектные проработки строительства крупных гидроэлектростанций на реках Витиме, Алдане и его правобережных притоках Учуре, Тимптоне, Мае и притоках Амура.
С 1970-х гг. прорабатываются проекты строительства ряда гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), в первую очередь в Европейской части России. Можно ожидать, что запланированный на ближайшие 10-15 лет ввод в эксплуатацию значительных мощностей маломаневренной тепловой и атомной генерации, а также ветряных и солнечных электростанций повысит востребованность накопителей энергии для регулирования и обеспечения надежной работы энергосистемы, прежде всего ГАЭС. Строительство ГАЭС является сегодня одним из очевидных мировых трендов развития энергетики.
В последние годы повысился интерес к малой гидроэнергетике (гидроэлектростанциям мощностью менее 50 МВт) как генерации, оказывающей минимальное воздействие на окружающую среду. Государством приняты специальные меры по повышению инвестиционной привлекательности и стимулированию строительства малых ГЭС, обеспечивающие окупаемость их сооружения.
Гидроэлектростанции в зависимости от водности вырабатывают в последние годы 17-19% всей электроэнергии России, что составляет более 99% от всего объема электроэнергии, выработанной на основе возобновляемых источников электроэнергии в Российской Федерации.
По сути технологического процесса производства электроэнергии гидроэлектростанции являются экологически чистыми источниками: не загрязняют водную среду и атмосферу вредными веществами, не потребляют атмосферного кислорода. От показателей выработанной на ГЭС электроэнергии непосредственно зависят объемы выработки тепловых электростанций, что ежегодно предотвращает сжигание больших объемов органического топлива (около 60 млн тонн условного топлива в год), а также выбросы в атмосферу большого количества парниковых газов и загрязняющих веществ.
Углеродный след электроэнергии ГЭС является одним из самых низких среди других видов генерации. Оценки варьируются в диапазоне 10-80 г СО2-экв./кВт-ч , со средними значениями 23-24 г СО2-экв./кВт-ч (IPCC). Это примерно соответствует аналогичным показателям атомной и ветровой энергетики, но значительно ниже аналогичных показателей в других видах генерации: в 2-3 раза чем в солнечной энергетике (40-80 г , в 20-30 раз чем в газовой генерации (400-700 г) и в 40-50 раз чем в угольной генерации (900-2000 г).
Себестоимость производства электроэнергии на ГЭС значительно ниже, чем на тепловых и атомных электростанциях, что способствует снижению цен на электроэнергию.
Очень важна общесистемная роль гидроэлектростанций. Благодаря способности гидроагрегатов ГЭС и ГАЭС быстро сбрасывать и набирать мощность они обеспечивают в энергосистемах условия для наиболее экономичной и безопасной работы тепловых и атомных станций, покрывая пиковую часть графиков нагрузки с наиболее высокой стоимостью электроэнергии и обеспечивают надежность энергоснабжения в энергосистемах со значительными генерирующими мощностями СЭС и ВЭС, характеризующихся стохастическим приходом первичной энергии, а также в случаях аварийных ситуаций.
Помимо перераспределения речного стока во времени для выработки электроэнергии водохранилища гидроэлектростанций обеспечивают надежное водоснабжение большого числа населенных пунктов и промышленных предприятий, орошение засушливых земель, защиту от наводнений. Чрезвычайно важна роль водохранилищ ГЭС для обеспечения работы водного транспорта. Только благодаря построенным гидроэлектростанциям существует крупнотоннажное судоходство на реках Волге и Каме, обеспечивающее самую существенную долю грузооборота речного транспорта в России.
В то же время с учетом существующего состояния электроэнергетической отрасли и сложившихся тенденций в экономике страны приоритетом для российской гидроэнергетики на ближайшие годы является не только строительство новых ГЭС, но и модернизация существующих энергообъектов, возраст большинства из которых превышает 50 лет.
Ведущие российские компании, имеющие в своем составе ГЭС, в настоящее время осуществляют масштабные программы по их техническому перевооружению и ремонту оборудования, что в свою очередь увеличивает надежность и установленную мощность гидроэлектростанций.
В Российской Федерации производится все основное оборудование для гидроэлектростанций и критической зависимости от зарубежных поставок не отмечается. Вместе с тем, доля заказов гидроэнергетического оборудования (индивидуально для каждой ГЭС) в портфелях заказов ведущих отечественных производителей составляет всего 5-8% об общего объема заказов.
По данным Росстата, за последние 15 лет в стране произведено турбин гидравлических в объеме 26,3 ГВт.
Информация о гидроэнергетических станциях различных типов лаконично и профессионально представлена в видеоматериале автора образовательного проекта «Энерголикбез» видеохостинга YouTube Александра Малькова.