Өндөр уулсад байрласан нууруудыг усны эрчим хүч гаргах зориулалтаар ашиглах боломж

Усны эрчим ХХК-ны захирал Б.Дагвадорж гуайн илтгэлийг хүргэж байна. Монгол улсад эрчим хүч үнэхээр шаардлагатай гэж олон жил ч ярьлаа. Утгыг нь мэдэхгүйч жаахан хүүхэд ч эрчим хүч шаардлагатай гэж хэлэхээр болжээ. Одоо л нэг нэгээрээ хэргэжих үе шатандаа орж байна. Сэргээгдэх эрчим хүчний өртөг бага байх ёстой ч Тайширын УЦС-аас гарч байгаа цахилгааны үнэ тийм биш байгаа нь бусад эрчим хүчний байгууллагын алдагдлыг нөхөхөд зарцуулагддаг гэж сонссон. Бага үнээр л зармаар санагддаг. Үнэхээр алдагдалтай ажилладаг зүйлсээ болих хэрэгтэй.

Өндөр уулсад байрласан нууруудыг усны эрчим хүч гаргах

зориулалтаар ашиглах боломж

Б.Дагвадорж

Монгол Улсын Зөвлөх инженер, Магистр

Монгол орны онцлог

Монгол орон Ази тивийн төвд 550-4300 м өндөрлөг хэсэгт, 1550 м дундаж өндөрт байрладаг.

 Жилийн 180 хоногт 40 хэм зарим газарт түүнээс их хүйтэрдэг бол үлдсэн дулааны улиралдаа 40 хэм хүртэл халуун болдог.

Байгаль цаг уурын энэ онцлогоос хамгийн хэцүү хүнд үе нь хүйтэн өвлийн улирал. Энэ үед ихэнх нутаг дэвсгэрт цасан бүрхүүл тогтож, гол мөрөн, нуурууд мөсөөр бүрхэгдэж , агаарын хэм 3-4 сарын хугацаанд  хасах 14-30 хэм болж хүйтэрдэгээс гадна шөнийн харанхуй байх хугацаа 12-15 цаг болдог байгалийн бэрхшээлтэй орон.

Энэ хүнд нөхцөлд хүмүүсийн тохитой амьдрах орчныг бий болгохын тулд ихээхэн дулаан үйлдвэрлэх, цахилгаан эрчим хүчээр хангах хэрэгтэй болдог.

Өвлийн улиралд нүүрсийг алс холоос тээвэрлэн ашиглаж ихээхэн зардлаар  дулааны хангалтыг явуулж байна. Харин цахилгааны хангалтад нүүрсээр дулаан, цахилгаан гаргах, гадаадаас импортлох, сэргээгдэх эрчим хүч түүнээс усны эрчим хүчийг зонхилон ашиглаж байна.

Баруун бүс нутгийн усны эрчим хүчний нөөц

Монгол орны Баруун бүс нутгийг авч үзвэл Монгол Алтайн нуруу 4374 м хүртэл өргөгдсөн байхад хамгийн доод Увс нуурын усны түвшин  759 м, Хяргас нуурын усны түвшин 1028 м –д байгаа нь өндрийн зөрүү 3615-3346 м байна.

Усны бодлогын хүрээлэнгээс тодорхойлсноор Баруун бүсийн Ховд голын савд 1 м³/с–ээс дээш урсацтай голууд дээр 825 МВт чадал буюу 7225 сая кВт-ц цахилгаан гаргах онолын потенциал нөөц тогтоогдсон нь манай орны усны эрчим хүчний 12 орчим хувийг эзэлж байна.

Ховд түүний цутгал голууд дээр байрлуулж болох УЦС-ын судалгааг манай компани 2009 онд Даян дэлхийн байгаль хамгаалах сан WWF-ийн хүсэлтээр хийж, Хар Ус нуур, Ховд гоын сав газрын ус ашиглалтын менежментийн төлөвлөгөөний баримт бичигт оруулсан болно.

Ховд гол дээр 8 газарт 240 МВт дундаж чадал буюу 480 МВт суурилуулсан хүчин чадал бүхий УЦС,  Буянт, Сагсайн голууд дээр тус бүр 3 УЦС байгуулж, 26.2 МВт, 41.7 МВт дундаж чадлыг буюу 52,4 МВт, 83,4 МВт суурилуулсан чадалтай УЦС барьж ашиглаж болохоор  байна.

Үүнээс гадна манай компаний судалгаагаар Майхан УЦС шиг том боомт байгуулалгүй УЦС-ын жилийн турш эрчим хүч гаргах нөөцийг байгалийн нуурт хуримтлуулан ашиглах замаар бага хөрөнгө оруулалтаар өндөр түрэлтийн УЦС байгуулах боломжтой газруудыг илрүүлээд байна

Ийм их усны эрчим хүчний боломж байхад түүнийг ашиглан Баруун бүс нутгийн цахилгаан эрчим хүчний хангалтыг явуулах бодлогыг баримтлах хэрэгтэй юм.

Нүүрсээр ажилдаг дулааны цахилгаан станцын хувьд Увс аймгийн Бөхмөрөн сумын Нүүрст Хотгорын Солонгосын компаний мэдлийн уурхай 109 сая т нөөцтэй, Тариалан сумын Хар Тарвагатайн орон нутгийн мэдлийн нүүрсний уурхай 23,4 сая т нөөцтэй, Ховд аймгийн Мон Эн Ко компаний Хөшөөтийн нүүрсний уурхай 85,7 сая т нөөцөөс Хятад улс руу нүүрсээ тээвэрлэж байгаа байдлаас үзэхэд  нүүрсээр ядуу, түүгээр гаргах цахилгааны үнэ өртөг өндөр болох тул сэргээгдэх эрчим хүчний УЦС байгуулж ашиглах нь чухал байна.

Баруун бүсэд байгуулагдсан Ховд аймгийн  Дөргөний 12 МВт УЦС 2010-2012 онд 23,5-30,4 сая кВт-ц цахилгаан нийлүүлж, усны хэмжээндээ тохируулан 2,7-3,5 МВт дундаж чадлаар ажиллаж байна.

Түлш эрчим хүчний яамны захиалгаар Монголын MCS групп 2008 онд Эрдэнэбүрэнгийн УЦС-ын ТЭЗҮ-ийг боловсруулсан бөгөөд Ховд гол дээр 90 ба 120 м өндөр бетон боомттой, 64 МВт ба 94 МВт чадалтай жилдээ 230 ба 400 сая кВт-ц цахилгаан гаргах, хөрөнгө оруулалт нь 268 ба 461 сая ам.доллар байхаар 2 хувилбартай юм.

Ховд гол дээрх томоохон боомт бүхий Эрдэнэбүрэнгийн УЦС-д 1 кВт чадалд ногдох хөрөнгө оруулалт 4187 $/кВт ба 5122 $/кВт байгаа бол Дөргөний УЦС-д 2208 $/кВт, Тайширын УЦС-д 3300 $/кВт байна.

 Харин боомтгүй Майхан УЦС-д 1 кВт чадалд 817 $/кВт ноогддог нь УЦС-ын байршлын сонголт, хийцээс хөрөнгө оруулалт шууд хамаардаг бөгөөд ДЦС-аас хямд өртгөөр барьж болох жишээ юм.

Гол дээрх боомт бүхий УЦС-д өвөл ажиллах усыг зунд усан сандаа хуримтлуулан жилийн турш ажиллах боломжтой болдог.

Харин бидний боловсруулж буй төслүүдэд дулааны улиралд голууд урсаж байх үед УЦС-ын өвлийн улиралд ажиллах усны нөөцийг байгалийн нуур бүхий хонхор газруудад  хуримтлуулаад түүнээс өндөр түрэлтийн УЦС-д ашиглах боломжийг олж илрүүлэх нь манай зорилт болсон юм.

Нуурууд ба түүнийг эрчим хүчний зориулалтаар ашиглах боломж

Голуудын усыг хир зэрэг өндрөөс унагааж болох хэмжээнээс хамааруулан усны урсац ба уналтын хурдасгуурын үржвэрээр хүчин чадлыг гарган авч эрчим хүчний потенциал нөөцийг тодорхойлолдог.

Голын А цэгээс В цэг хүртэл зайд өндрийн зөрүү нь А-В=Н бол усны урсацын эзэлхүүн  W  байх нөхцөлд түүний потенциал энерги нь П= g*H*W түүний усны нэмжээг урсацаар нь  тодорхойлбол Q= W/T бол хүчин чадал нь N=g*Q*H   болно. Үүнээс: П - потенциал энерги, g - уналтын хурдасгуур g=9.81м/сек², Н - өндрийн зөрүү м, W - усны урсацын эзэлхүүн м³, N - чадал кВт, Q - усны урсац м³/сек.

Өндөр ууланд байрласан нууруудын усны эрчим хүчний потенциалыг тодорхойлох

"Монгол орны гадаргын ус", 2009 он номонд тодохойлсноор 2000 метрээс дээш өндөржилтөд байрласан 3 км²-аас их талбайтай 30 гаруй нуур байдаг байна.

Өндөрт байрласан нууруудын ус нь ихээхэн эрчим хүчний потенциалыг агуулдаг боловч түүнийг ашиглахад маш хязгаарлагдмал байдаг. Харин нуур луу урсан ороод гадагшаа гаран урсдаг голуудын эрчим хүчний потенциалыг ашиглах бүрэн боломжтой. Мөн гарч байгаа усыг нуурынхаа хонхорт хадгалан өвлийн улиралд ашиглах боломж бүрддэг сайн талтай.

Нууранд оруулж хадгалсан усны эрчим хүчний потенциалыг дараах томъёогоор илэрхийлж болно. П= g*H*W, Үүнээс: П - потенциал энерги, g - уналтын хурдасгуур g=9.81м/сек², Н - өндрийн зөрүү м, W - усны эзэлхүүн м³

Өндрийн зөрүү Н нь нууранд хадгалсан усаа тодорхой зайд орших усыг хүлээн авах гол болон нуурын усны түвшний хоорондох зөрүүгээр хэмжигдэнэ.

Усыг нууранд хадгалах нөхцөлд усны эзэлхүүн нь дараах балансыг барих хэрэгтэй болдог.

Нууранд ус хураах табайгаас орж ирэх усны хэмжээ тухайн ус хураах талбайн дундаж урсацын модуль q_m ба түүний талбайн хэмжээ F-ээс хамааран жилийн дундаж урсац нь Q_m= q_{m *} F.  Үүнээс: Q_m - ус хураах талбайн жилийн дундаж урсац м³/с,  q_{m -} ус хураах талбайн дундаж урсацын модуль м³/км², F - ус хураах талбай км².

Нууранд хуримтлуулж болох усны хэмжээ: W_t = Q_m*Т. Үүнээс: W_t-усны эзэлхүүн м³, Т-Урсацыг хуримтлуулах хугацаа

Хэрэв нуураас урсан гарч байгаа усыг хааж, нууранд хуримтлуулан эрчим хүчний зориулалтаар ашиглахаар төлөвлөхөд түүний жилд хуримтлагдах усны хэмжээ дараах байдлаар илэрхийлэгдэнэ: W_е = W_t + Р - Е. Үүнээс: W_е-эрчим хүчний зориулалтаар ашиглаж болох усны хэмжээ, W_t - Нууранд хадгалсан усны эзэлхүүн м³, Р-Тунадас, Е-Нуурын усны гадаргын ууршилт

W_е  =  Q_m*Т + р_t * F_н + е_t*F_н= Q_m*Т + (р_t - е_t)* F_н . Үүнээс: р_t-Жилд унах тунадасны хэмжээ мм, F_н-Нуурын усны талбай м², е_t -Нэгж талбайгаас уурших хэмжээ мм

"Монгол орны гадаргын ус", 2009 он болон "Их нууруудын хотгорын усны нөөцийг ашиглах хамгаалах бүс нутгийн схем", 1983 он баримт бичгүүдэд тусгагдсан Монгол Алтайн нурууны хойт хэсгийн газрын өндөржилтөөс хамааран жилийн хур тунадас ба усны гадаргын ууршлын өөрчлөлтийн материалаас үндэслэн тэдгээрийн графикийг байрлуулж үзэхэд (Зураг 1) 2200 м-ээс дээш өндөржилттэй өндөр ууланд хур тунадасны хэмжээ усны гадаргын ууршлаас илүү байдаг байна.

Иймд энэ графикийг үндэслэн 2000 м-ээс 2700 м хүртэл өндөржитөд орших нууранд уг зөрүүг тооцолгүй тэнцсэн гэж үзэж нууранд оруулж хадгалсан усны хэмжээгээр эрчим хүчний нөөцийг тодорхойлж болох юм.

Зураг 1. Монгол Алтайн нурууны хойт хэсгийн газрын өндөржилтөөс хамааран

жилийн хур тунадас ба усны гадаргын ууршлын өөрчлөлтийн график

Өндөр уулын бүсэд эрчим хүчний зориулалтаар хуримтлуулах усны хэмжээг хажуугийн ус хураах талбайн усыг суваг, туннелээр нууранд нийлүүлэх замаар нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд дэлхийн олон УЦС-д энэ аргыг хэрэглэн усны нөөц, хүчин чадлыг нэмэгдүүлэн ашиглаж байна. Энэ нөхцөлд усны нөөц нь W_е = W_t1  + W_t2  + W_t3  ... гэх мэтээр нэмэгдэж, улмаар эрчим хүч гаргах хэмжээ өснө.

Жишээлбэл: Майхан УЦС

Баян-Өлгий аймгийн Цэнгэл, Улаанхус сумын нутагт байрлах Майхан УЦС-ын Цэнгэлийн Хар нуур усны түвшин 2487 м өндөржилтөд оршдог ба 56 км² ус хураах талбайн дундаж өндөр 2830 м, нуурын талбай 13,3 км² байдаг бол түүний ус хураах талбайгаас 13.84 л/с-км² модуль бүхий 0.77 м³/с урсац бүрддэг байна. Харин Хар нуур луу Харганатын голын эхний салаа Арцат ба 3 км урт сувгаар мөстлөг бүхий уулсын усыг хамж оруулснаар (Зураг 2) урсацын хэмжээ 1.67 м³/с болж, Хар нуурт оруулж хуримтлуулах усны хэмжээ 50.4 сая м³, үүнээс өвлийн улиралд зориулан 30 сая м³ -ийг хадгалахаар  болжээ.

Хар нуураас 4 км зайд орших Хотон голын усны түвшин 2069 м бөгөөд нуурын усны түвшингээс 418 м доор байна. Түүний эрчим хүчний потециал чадал нь N= g*H*Q= 9.81*418*1.67= 6850 кВт,  нөөц нь П= N*Т=6850*365*24=6000000 кВт-ц болж байна. Майхан УЦС-ыг эхний ээлжинд 12 МВт чадлаар тоноглон жилдээ 45-57 сая кВт-ц цахилгаан үйлдвэрлэнэ.

Харин 50 м гүнзгий Хар нуурын усны түвшнээс 10 м доороос УЦС-д усыг авахаар төлөвлөсөн нь нуурын 130 сая м³ усыг идэвхитэй нөөц болгон ББЭХС-ийн хамгийн хүнд нөхцөлд ашиглан их устай жилүүдэд нөхөн дүүргэж байхаар төлөвлөж байна.  Энэ идэвхитэй нөөцийн гаргах цахилгаан эрчим хүч нь 144.2 сая кявт-ц болж байгаа нь ББЭХС-ийн найдвартаай ажиллагааг хангаж байна.

Зураг 2. Майхан УЦС-ын байгууламжийн план

Майхан УЦС-ыг 18 МВт чадлаар өргөтгөхийн тул Цэнгэлхайрханы нурууны баруун хажуугийн мөсдөлөөс  эх авдаг Цагаан, Дунд Арцат, Их Арцат, Цагаан нуурын ба Цагаан Асгын голуудыг нийлүүлж, Цагаан Асгын гол дээр боомт байгуулан 60-100 сая  м³ орчим усыг хуримтлуулан түүнээс 7.2 км төмөр бетон хоолой, 5.4 км туннелээр 2.5-3 м³/с усыг Хар нуурт оруулж, УЦС-ыг өргөтгөн, тоноглож ашиглахаар төлөвлөж байна. (Зураг 2) Усны нөөцийг нэмэгдүүлэн өргөтгөх газрын ус хураах талбай 188 км², 3156 м дундаж өндөртэй, урсацын модулийг 12 л/с-км2-аар авахад 2.25 м³/с урсац гарах бөгөөд  түүнийг 418 м түрэлтээр унагаахад 9226 кВт чадал, 80.82 сая кВт-ц эрчим хүчний потециал нөөц гарах юм.

Том боомт байгуулалгүй, УЦС-ын жилийн турш эрчим хүч гаргах усны нөөцийг байгалийн нууранд бүрдүүлэх боломжтой газруудын судалгаа.

Голууд дээр томоохон боомт бүхий усан санг байгуулж цахилгаан эрчим хүч гаргахын тулд ихээхэн хөрөнгө оруулалт шаардагддаг нь дээрх Эрдэнэбүрэнгийн УЦС харуулж байна. Харин УЦС-ын жилийн турш цахилгаан эрчим хүч гаргах усны нөөцийг өндөр уулуудад байрласан нууруудад хадгалан, өндөр түрэлтийн УЦС байгуулан ажллуулах нь дулааны цахилгаан станц байгуулахаас бага хөрөнгө оруулалттай (1 кВт чадалд 800-1200 US$/кВт) байдгаас гадна  бага усаар их эрчим хүч гаргах боломж гардаг.

Майхан УЦС шиг том боомт байгуулалгүй УЦС-ын жилийн турш эрчим хүч гаргах нөөцийг байгалийн нуурт хуримтлуулан, ашиглах замаар өндөр түрэлтийн УЦС байгуулах боломжтой газрын судалгааг  Ховд гол, Булган, Дунд Цэнхэрийн голууд, Хангайн нурууны баруун хэсэгт, Дэлгэрмөрөн, Шишхэд голын эхэнд  тус тус явуулсан юм.   

Түүний үр дүнд нийтдээ  50 УЦС-ын байрлалыг илрүүлэн техникийн үзүүлэлтүүдийг урьдчилан гаргаж, зохиочийн эрх авсан бөгөөд тэдгээрийн  усны түрэлтийн хэмжээ 100-800 м юм. Өндөр түрэлтийн УЦС-ыг 1000-45000 кВт чадлаар тоноглож болох ба усны дундаж чадлын нийлбэр 162127 кВт, суурилуулж болох чадал 319500 кВт   буюу урьдчилсан байдлаар жилд 1.42 тэрбум кВт-ц цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжтой болно. Усны нөөцийг нарийвчлан тодорхойлж, Майхан УЦС шиг ус хураах талбайг өсгөх замаар усны нөөц болон эрчим хүчний үйлдвэлэлийг нэмэгдүүлэх боломжтой.

УЦС-ын байрлалыг илрүүлсэн газрууд:

Баруун 3 аймагт Ховд голын эхэнд 13 УЦС,

            Усны дундаж чадал 34314 кВт, суурилуулж болох 77400 кВт

Булган, Дунд Цэнхэрийн голын эхэнд 12 УЦС

            Усны дундаж чадал 66549 кВт, суурилуулж болох 130300 кВт

Хангайн нурууны баруун хэсэгт 12 УЦС,

            Усны дундаж чадал 19048 кВт, суурилуулж болох 35000 кВт

 Дэлгэрмөрөн, Шишхэд голын эхэнд  13 УЦС

            Усны дундаж чадал 38085 кВт, суурилуулж болох 76800 кВт

Товч дүгнэлт

1. Монгол орны өндөр уулуудад 2000 м-ээс дээш өндөрт байрласан 30 гаруй нууруудад өөрийн нь болон хажуугийн ус хураах талбайнуудаас үүсэх усны нөөцийг хуримтлуулан түүнээс жилийн туршид ажиллах өндөр түрэлтийн УЦС байгуулах боломжтой байна.

Түүний эрчим хүчний потенциал нөөцийг тодорхойлон улсын нөөцийн бүртгэлд оруулан, ашиглах нөхцлийг боловсруулах хэрэгтэй юм.

2. Урьдчилсан байдлаар 4-6 сав газарт 100-800 м түрэлттэй, 1000-45000 кВт чадлаар тоноглож болох УЦС-ын усны дундаж чадлын нийлбэр 162127 кВт, суурилуулж болох чадал 319500 кВт буюу жилд 1.42 тэрбум кВт-ц цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжтой 50 орчим газрыг нээн илрүүлсэн байна.

3. Нууранд хуримтлуулсан усыг өвлийн хамгийн хүнд нөхцөлтэй үед цахилгаан эрчим хүчийг гаргахад ашиглах боломжтой нь нийгэм, эдийн засгийн өндөр ач холбогдолтой юм.

4. Монгол Алтайн нурууны хойт хэсэгт 2000 м-ээс 2700 м хүртэл өндөржилтөд байрласан нууруудад хур тунадас нь нуурын усны ууршилтай тэнцүү буюу илүү байдаг тул усны эрчмийн тооцоонд зөрүүг нь тооцохгүй байж болно

5. Илрүүлсэн УЦС-ын байрлалд техник, эдийн засгийн үзүүлэлтүүдийг тодорхойлон, бүс нутгийн цахилгаан  эрчим хүчний хэрэгцээтэй уялдуулан барьж байгуулах дэс дарааллыг тогтоож өгөх хэрэгтэй байна.