Раздел 2. Гидроэнергетические ресурсы, их использование. Принципиальные схемы, параметры, режимы работы ГЭС и ГАЭС

У грудні 2005 р. виповнилося 85 років з дня ухвалення плану ГОЕЛРО, який визначив механізми і параметри розвитку народного господарства післяреволюційної Росії і заклав основи державного планування та стратегії економічного розвитку на віддалену перспективу.

Кожній освіченій людині знайоме словосполучення «План ГОЕЛРО», але далеко не кожен знає, що являв собою цей план, наскільки масштабним і грандіозним був цей про ект у той час не тільки для Росії, але і для світової спільноти в цілому. Сьогодні, після багатьох років, цей проект вважається єдиним реалізованим на території Радянсько го Союзу державним перспективним планом відновлення і розвитку всього промислово господарського комплексу на базі розвитку електроенергетики, причому реалізованим блискуче.

Після Жовтневої революції народне господарство країни знаходилося в стані важкої розрухи. Постачання паливом промисловості, транспорту і населення було цілком пору шено, через відсутність палива простоювали заводи і фабрики. Лютували епідемії, про цвітали неписьменність і безпритульність. Продовольча криза викликала надзвичайне зниження продуктивності праці. Промислове виробництво в порівнянні з 1913 р. скоро тилося в 7 разів, вироблення електроенергії зменшилося майже в 4 рази, об'єм продукції сільського господарства складав 2/3 довоєнного рівня.

У таких умовах з величезною актуальністю постало питання про відновлення народ ного господарства і створення передумов подальшого соціально економічного розвитку країни. В.І. Ленін був одним з тих політичних діячів, хто вірно оцінив роль електрифіка ції народного господарства. Базуючись на тезі Маркса про капіталізм як епоху пари, Ленін вважав, що соціалізм стане епохою електрики.

Погляди Леніна на електрифікацію почали складатися ще задовго до революції. У своїх працях (1896–1913 рр.) він з особливою увагою зупинявся на питанні щодо застосування електричної енергії в різних галузях народного господарства, сформулював положення, що електрифікація є основою сучасного технічного прогресу завдяки ряду переваг електроенергії перед іншими видами енергії.

Ще в 1901 році він писав: «... у теперішній час, коли можлива передача електричної енергії на відстань ..., немає зовсім ніяких технічних перепон тому, щоб скарбами науки і мистецтва, віками накопиченими, користувалося все населення, розміщене більш або менш рівномірно по всій країні». При вирішенні виниклої після жовтня 1917 р. проблеми відбудови і розвитку господарства країни за єдиним державним планом Ленін взяв за основу саме електрифікацію. Він став, за висловом Кржижановського, «великим підштовхувачем справи електрифікації». На кінець 1917 року в країні (особливо в Москві та Петрограді) склався катастрофічний стан з паливом: бакинська нафта і донецьке вугілля виявилися недоступними. І вже в листопаді Ленін за пропозицією інженера І.І. Радченко, який мав 5-річний досвід роботи на торф'яній електростанції «Електропередача», дав вказівку щодо будівництва під Москвою Шатурської – теж торф'яної – електростанції. Тоді ж він виявив зацікавленість і до робіт Г.Й. Графтіо з проектування Волховської гідростанції під Петроградом.

А в січні 1918 р. відбулася I Всеросійська конференція працівників електропромисловості, яка запропонувала створити орган для керівництва енергетичним будівництвом. Такий орган – Електробуд – з'явився в травні 1918 р., а одночасно з ним була створена ЦЕР (Центральна електротехнічна рада) – наступник і продовжувач всеросійських електротехнічних з'їздів. До складу її увійшли найкращі російські енергетики: І.Г. Александров, О.В. Вінтер, Г.Й. Графтіо, Р.Е. Классон, А.Р. Коган, Т.Р. Макаров, В.Ф. Міткевич, Н.К. Поливанов, М.А. Шателен та інші.

Мал. 14.1. Засідання комісії під головуванням Г.М. Кржижановського з підготовки плану ГОЕЛРО (зліва направо: К.А. Круг, Г.М. Кржижановський, Б.І. Угрімов, Р.А. Ферман, Н.Н. Вашков, М.А. Смірнов).

Що ж змусило їх – цвіт російської електротехнічної науки і зовсім не учасників і навіть не прихильників революційних подій – взаємодіяти з більшовиками? Причин тому були декілька. Першою і, напевно, головною з них став, мабуть, патріотизм – турбота про благо країни і народу, віра у те, що розвиток науки і техніки зможе привести до прогресу суспільства. Скептично ставлячись до ідеології нової влади і категорично відкидаючи її методи, вони, проте, приходили до висновку, що протидія їй завдала б Росії шкоди.

Мал. 14.2. Перший лист плану електрифікації РРФСР (плану ГОЕЛРО)

Інша причина теж була немаловажною. Технократи, які протягом довгих років не мали можливості втілити свої ідеї в життя, дістали тепер цю можливість. Нова влада послідовно і твердо демонструвала свою в цьому зацікавленість і політичну волю.

І, нарешті, не останню, вочевидь, роль грали суто прагматичні міркування. В умовах розрухи, відсутності найнеобхідніших продуктів і побутових умов, а також переслідувань, обшуків і конфіскацій енергетики, які співробітничали з радянською владою, потрапляли в зовсім інший світ. Їх забезпечували житлоплощею, пайками, соціальними пільгами, а Г.Й. Графтіо, наприклад, завдяки особистому заступництву Леніна був позбавлений від надмірно пильної уваги чекістів.

По суті концепцію плану ГОЕЛРО Ленін виклав в праці «Начерк плану науково-технічних робіт» (квітень 1918 р.). У січні 1920 р. Г.М. Кржижановський представив В.І. Леніну проект статті «Задачі електрифікації промисловості» і одержав на неї захоплений відгук, а також прохання написати про цю проблему популярно, щоб захопити нею «масу робітників і свідомих селян». А вже 24 березня того ж року Рада Робочої і Селянської Оборони прийняла положення про Державну комісію з електрифікації Росії.

Мал. 14.3. Ленін біля карти ГОЕЛРО. VIII Всеросійський з’їзд Рад. Грудень 1920 р. (з картини худ. А. Шматько)

Комісію у складі 22 учених (мал. 14.1) очолив Г.М. Кржижановський. До роботи зі створення плану залучалося більше 200 фахівців з різних галузей народного господарства. Для успішної роботи комісії був виділений спеціальний кредит, приміщення, необхідні технічні засоби і транспорт. У листопаді 1920 р. складання плану було в цілому завершено.

21 грудня 1920 р. Леніну на стіл поклали том плану ГОЕЛРО (мал. 14.2), який ще пахнув типографською фарбою. А наступного дня, виступаючи перед делегатами VIII Всеросійського з'їзду Рад у Великому театрі, Ленін підняв над собою товсту книгу в сірій оправі й вимовив знаменні слова, що точно характеризують суть плану ГОЕЛРО: «Ми маємо перед собою результати праці Державної комісії з електрифікації Росії у вигляді цього томику, який всім вам сьогодні чи завтра буде роздано. Я сподіваюсь, що ви цього томику не злякаєтесь. Я думаю, що мені не важно буде переконати вас у особливому значенні цього томика. На мій погляд, це – наша друга програма партії» (мал. 14.3). План ГОЕЛРО – не застигла незмінна схема. «Ні, – казав Ленін, – ця програма кожний день, у кожній майстерні, у кожному повіті буде поліпшуватися, розроблятися, вдосконалюватися й видозмінюватися».

План дістав схвалення з'їзду, а 21 грудня 1921 року Раднарком прийняв ухвалу «Про план електрифікації Росії», в якій були встановлені конкретні терміни виконання програми електрифікації країни: 10 – 15 років. IX Всеросійський з'їзд Рад затвердив цю ухвалу і план ГОЕЛРО набув сили державного закону.

У 1920 р. Росію відвідав англійський письменник Герберт Уеллс. Після повернення на батьківщину він випустив книгу «Росія в імлі», в якій, зокрема, писав: «Росія, котра займає одне з останніх місць в світі з вироблення електроенергії, впала в утопію. Здійснити такий дерзновенний проект в країні, вкритій лісами, населеній неграмотними селянами, можна тільки за допомогою надфантазії».

 «План електрифікації РРФСР», який надалі став відомий як «План ГОЕЛРО», – це об'ємний том, що налічує понад шістсот сторінок, а також карта електрифікації Росії. Простий перелік назв шести глав плану свідчить про численність і складність розглянутих проблем:

1. Електрифікація і план державного господарства.

2. Електрифікація і паливопостачання.

3. Електрифікація і водна енергія.

4. Електрифікація і сільське господарство.

5. Електрифікація і транспорт.

6. Електрифікація і промисловість.

Далі в плані йде «Пояснювальна записка до схематичної карти електрифікації Росії» і, власне, карта. У цій частині книги аналізувалося господарство країни як єдине ціле, а результати цих досліджень і висновки щодо перспективного розвитку електроенергетики схематично були зображені на карті.

У грудні 1920 року макет цієї карти стояв у Великому театрі. Численні лампочки горіли в точках будівництва майбутніх електростанцій, вогненні смуги прокреслили її у різних напрямах, позначаючи лінії електропередачі, електрифіковані водні та залізничні магістралі. Карта наочно демонструвала делегатам VIII з'їзду Рад як йтиме будівництво, яким чином Росія вся, і промислова, і землеробська, стане електричною.

У першому розділі плану ГОЕЛРО неспростовно доводиться, що «для нас немає виходу поза цілком визначеним, жорстким і разом з тим позбавленим педантизму державним планом народного господарства». Але яким шляхом йти вперед? У плані наголошувалося, що розрахунки відновити економіку тільки шляхом реконструкції і модернізації паросилового господарства і цим компенсувати брак енергії не приведуть до бажаного результату. Багато хто вважав тоді: немає сил, які здатні відновити підірване війнами господарство, і розруха, що вразила транспорт, промисловість та інші області виробничої діяльності, й далі прогресуватиме «семимильними кроками».

У цих умовах висновок комісії ГОЕЛРО, який свідчив, що тільки електрифікація країни вирішує задачу механізації і раціоналізації праці, дає можливість підняти її продуктивність і в найкоротший строк покінчити з розрухою, здавався зухвалим і фантастичним. Але розрахунки неспростовно доводили, що програма є здійсненною і досягнення довоєнного (1913 р.) рівня – це лише перший крок, а надалі Росія перевершить в промисловому виробництві розвинені капіталістичні країни. «Тому, – стверджується в плані ГОЕЛРО, – електрифікація і повинна бути основною ідеєю нашого господарського будівництва». Окрім згаданих розділів, в плані ГОЕЛРО є вісім «Записок з планів електрифікації району»: на таке число економічних округів була розділена частина Росії, що електрифікувалася. Ці економічні райони охоплювали величезну територію від Льодовитого океану до Чорного моря і від західних границь до Уральських і Кавказьких гір. Вони підрозділялися на Північний, Центральнопромисловий, Південний, Приволжський, Уральський, Кавказький, Західно-Сибірський і Туркменський райони.

Така районізація, виконана на основі ретельного аналізу економічного стану країни, з урахуванням наявності корисних копалини, стану транспортних артерій і географічних особливостей цих територій, вже сама по собі була видатним науковим досягненням. Весь план був розбитий на дві частини, які відрізнялися одна від одної характером майбутніх робіт.

У першій частині (програмі А) намічалися шляхи використання вже діючих електричних станцій, а в другій частині (програмі Б) обґрунтовувалася необхідність будівництва нових електроцентралей і ліній електропередачі.

План ГОЕЛРО був першим державним планом розвитку народного господарства на основі електрифікації. У ньому детально розглядався вплив електрифікації на зростання продуктивності праці в народному господарстві, розкривалася роль електрифікації в розвитку промислового виробництва, будівництва, транспорту і сільського господарства. Цей план не тільки являв собою програму створення протягом 10–15 років матеріально-технічної бази нового суспільства, але і визначив основні напрями науково-технічного прогресу в електроенергетиці, зокрема, такі, як концентрація генеруючих потужностей на крупних електростанціях, послідовна централізація електропостачання на основі створення енергосистем.

Мал. 14.4. Волховська ГЕС

Програма А. Вона передбачала посилення електрифікації окремих місцевостей шляхом кращого використання вже існуючих міських, фабрично-заводських та інших станцій. Обліку підлягали лише генераторні установки змінного струму потужністю 1000 кВт і вище.

Хоча дрібні електростанції планом ГОЕЛРО безпосередньо не враховувалися, передбачалося, що всі роботи щодо їх реконструкції, розширення, а також будівництво нових станцій подібного типу координуватимуться з основними завданнями з крупного енергобудівництва, накресленого програмою Б.

Таблиця 14.1. Основні результати виконання плану ГОЕЛРО

Показники	План ГОЕЛРО	1931 р.	1935 р.	Відсоток до плану ГОЕЛРО
				1931 р.	1935 р.
Валова продукція промисловості, у % до 1913 р.	180-200	233	411	129-116	228-205
Потужність районних електростанцій, МВт	1750	2560	4338	146,0	247,9
Видобуток, млн. тонн:
вугілля	62,3	56,7	109,4	91,5	175,9
нафти	11,8-16,4	22,4	25,2	190-137	213-153
торфу	16,4	12,4	18,5	75,5	112,8
Виробництво, млн. тонн:
чавуну	8,2	4,9	12,5	60,5	152,4
сталі	6,5	5,6	12,6	90,0	193,8
цементу	3,7	3,3	4,5	89,0	121,3

Використання недосконалих і різнотипних станцій було вимушеною мірою початкового періоду. Будівництво крупних теплоелектростанцій вимагало багато часу і великих капітальних вкладень, а електроенергія кожній губернії була потрібна невідкладно. Програмою А і намічалося здійснити такі роботи, які могли хоча б частково «послабити наявну гостру кризу нестачі енергії».

У міру пуску районних теплоелектростанцій і розвитку від них ліній електропередачі дрібні станції підлягали ліквідації як неефективні, за винятком тих, необхідність роботи яких обумовлювалася вимогами фабрично-заводської технології.

Програма А плану ГОЕЛРО, що передбачала відновлення зруйнованого енергетичного господарства країни, була виконана вже в 1926 р. А до 1931 р. – мінімального десятирічного терміну плану – були перевиконані всі планові показники, передбачені програмою Б з енергобудівництва.

Программа Б. Це найбільш відома частина плану ГОЕЛРО. У ній глибоко розроблені і блискуче вирішені основні проблеми електрифікації кожного економічного району Росії. Для цього протягом 10–15 років намічалося будівництво 30 нових районних електростанцій на різних видах енергії загальною потужністю 1750 МВт (Дніпровська, Волховська, Каширська, Шатурська, дві сибірські, Чирчикська в Туркестані, Чусовська на Уралі та інші), а також спорудження електричних мереж напругою 35 і 110 кВ для передачі електроенергії до вузлів навантаження і з'єднання електростанцій на паралельну роботу. Планом було передбачене використання винятково місцевого вугілля, торфу і гідроенергії.

Планом передбачалося подвоєння випуску промислової продукції в порівнянні з 1913 р., збільшення потужності електростанцій в 10 разів. Планувалося в 1935 р. довести виробництво електроенергії до 8,8 млрд. кВт·год (у 1920 р. було вироблено 0,5 млрд. кВт·год, в 1913 р. – 2,0 млрд. кВт·год). Розвиток промисловості був орієнтований на створення власного енергетичного устаткування.

Мал. 14.5. Виконання плану ГОЕЛРО (Кашира, 1925 р.)

На ті часи в умовах розрухи, голоду та епідемій план ГОЕРЛО здавався просто фантастичним і в реальність його не вірили не тільки за кордоном, але і багато російських фахівців, проте всі показники, намічені в плані, були досягнуті, й не за 10–15 років, а значно швидше.

В основному план був реалізований вже на початок 1931 р., саме тоді виробництво електроенергії зросло вдесятеро, відбулося подвоєння довоєнного рівня промислового виробництва.

А на 1935 р. було побудовано 40 крупних районних електростанцій (на 10 більше, ніж було передбачено планом); встановлена потужність всіх електростанцій склала 6,8 млн. кВт (1913 р. – 1,1 млн. кВт), а вироблення електроенергії досягло 26,3 млрд. кВт·год замість намічених 8,8 млрд. кВт·год.

Урочистий пуск Волховської ГЕС, будівництво якої очолював Г.Й. Графтіо, відбулося 19 грудня 1926 р. (мал. 14.4), а повної проектної потужності (58 МВт) Волховська ГЕС досягла в 1927 р. Одночасно зі станцією були здані в експлуатацію лінія електропередачі напругою 110 кВ протяжністю 130 км, головна знижувальна підстанція 35/10 кВ, п'ять вторинних підстанцій 35/6 кВ, а також кабельне кільце напругою 35 кВ загальною протяжністю 71,6 км.

Разом з будівництвом електростанцій план ГОЕЛРО передбачав спорудження мережі високовольтних ліній електропередачі (мал. 14.5). Вже в 1922 р. була введена в дію перша в країні лінія електропередачі напругою 110 кВ «Каширська ДРЕС – Москва», а в 1933 р. прийнята в експлуатацію ще потужніша лінія 220 кВ «Нижньосвірська ГЕС – Ленінград». У той же період почалося об'єднання по мережах електростанцій Горького та Іваново, створення енергетичної системи Уралу. Відповідно до плану в 1926 р. в Москві була створена перша в історії російської енергетики диспетчерська служба. Трохи пізніше подібні служби з'явилися в Ленінграді, на Донбасі та Уралі.

Таких темпів не знала жодна країна світу. З виробництва електроенергії і встановленої потужності електростанцій в 1935 р. СРСР вийшов на друге місце в Європі, а споруджена в ці роки Дніпропетровська гідроелектростанція потужністю 560 тис. кВт була найпотужнішою в Європі. Замість запроектованих 1750 кВт нових потужностей ввели в експлуатацію 2560 кВт, а виробництво електроенергії тільки за один останній рік збільшилося майже вдвічі. На кінець же п'ятнадцятирічного терміну – в 1935 р. – радянська енергетика вийшла на рівень світових стандартів і зайняла третє – після США і Німеччини – місце в світі.

Кондолозька ГЕС, побудована за планом ГОЕЛРО у 1929 р. (Карелія)

Найяскравіше успіх виконання плану виявлявся в поступовому виключенні імпортних поставок устаткування за рахунок зростання енергомашинобудування в цій галузі. Якщо в 1923 р. завод «Електросила» виготовив всього чотири перші гідрогенератори потужністю по 7,5 МВт для Волховської ГЕС, то на середину 30-х років у СРСР функціонували такі крупні підприємства, як «Електрозавод» і «Динамо» (Москва), «Червоний котельник» (Таганрог), Турбогенераторний завод імені С.М. Кірова (Харків). І починаючи з 1934 р. в імпорті устаткування для енергобудівництва СРСР вже не мав потреби.

Здійснення цього грандіозного плану буквально перетворило країну. Результатом його реалізації стало не тільки промислове оновлення країни. Реалізація плану спричинила ліквідацію неписьменності та безпритульності, масовий призов молоді в професійно-технічні й вищі учбові заклади.

Основні результати виконання плану ГОЕЛРО наведено в табл. 14.1.

План ГОЕЛРО відіграв у житті країни величезну роль: без нього навряд чи вдалося б вивести СРСР в такі короткі терміни в число найрозвиненіших в промисловому відношенні країн світу. Реалізація цього плану сформувала по суті справи всю вітчизняну економіку і дотепер значною мірою її визначає.

Складання і виконання плану ГОЕЛРО стали можливими винятково завдяки поєднанню багатьох об'єктивних і суб'єктивних чинників: чималого промислово-економічного потенціалу дореволюційної Росії, високого рівня російської науково-технічної школи, зосередження в одних руках всієї економічної і політичної влади, її сили і волі, а також традиційного соборно-общинного менталітету народу і його слухняно-довірчого ставлення до верховних правителів.

Як в теоретичному, так і в практичному аспекті план ГОЕЛРО оригінальний і аналогів в світовій практиці не мав. Навпаки, його унікальність, привабливість і практична реальність стали причиною спроб копіювання його провідними країнами світу. У період 1923–1931 рр. з'явилися програми електрифікації США (розробник Фран Баум), Німеччини (Оскар Міллер), Англії (так звана комісія Вейера), Франції (інженери Велем, Дюваль, Лаванши, Матіве і Моляр), а також Польщі, Японії та ін.

План ГОЕЛРО і його реалізація довели високу ефективність системи державного планування в умовах жорстко централізованої влади і зумовили розвиток цієї системи на довгі десятиліття.

У Москві, на вул. М’ясницькій, 24, на стіні будівлі, спорудженої за проектом архітектора Ф.О. Шехтеля, в якому в 1920 р. засідала комісія з розробки плану ГОЕЛРО, встановлена пам'ятна дошка (мал. 14.6).

Мал. 14.6. Будівля в Москві на вул. М’ясницькій, 24, в якій в 1920 р. засідала комісія з розроблення плану ГОЕЛРО