Энергетика Украины - зарегулированная, изношенная отрасль, контролируемая олигархами. В развитых странах современная, динамично развивающаяся энергетика является драйвером экономики, стимулируя производство, занятость, технологии. Цели отечественной энергетики иные - выжать максимум возможной прибыли из почти даром доставшихся ТЭС, инвестировав в развитие минимум возможного. Менять сложившуюся систему сложно - слишком широк круг лиц, заинтересованных в сложившемся положении вещей. Но если мы действительно говорим о достижении энергетической независимости, менять нужно не только тарифы, менеджмент и собственников компаний, менять придется направление развития украинской энергетики, концептуальное виденье ее будущего.
Объединенная энергетическая система (ОЭС) с ее достоинствами и недостатками сформировалась еще в СССР. К достоинствам относится возможность передачи энергии к потребителям от отдаленных генерирующих систем, повышающая надежность энергоснабжения предприятий и других потребителей. Недостатком ОЭС являются значительные потери энергии при не очень совершенной системе электропередачи.
В перспективе необходимо сохранить достоинства ОЭС и минимизировать ее недостатки. Например, из-за низкой пропускной способности ОЭС невозможна работа на полную мощность ряда АЭС, генерирующих более дешевую электроэнергию. И наверняка дешевле расширить возможности ОЭС, чем строить новые энергоблоки на АЭС. Кроме того, на ОЭС работают практически все генерирующие установки, включая АЭС, ТЭС и установки на возобновляемых источниках энергии, - коллапс ОЭС Украины невозможен.
Опыт показывает, что для ТЭС, находящихся в одних руках, найден хороший выход из положения, а именно - тендеры на модернизацию энергоблоков, почти полностью отработавших свой ресурс. При этом в ходе модернизации предусматривается замена практически всех поверхностей нагрева, подогревателей, насосов и в отдельных случаях - лопаток турбин. В действительности только замена лопаток турбин и относится к работам по модернизации, поскольку позволяет увеличить КПД энергоблока на 3–4%. А остальная замена оборудования и поверхностей нагрева просто позволяет выполнить капитальный ремонт не за счет собственной прибыли предприятия, а за счет потребителей электроэнергии, то есть даром. Ведь в стоимость электроэнергии ранее уже были включены амортизационные отчисления.
В этом ключе целесообразно разобраться, из чего состоит стоимость потребляемой электроэнергии. Если принять стоимость киловатт-часа за 100%, то на долю стоимости теплоносителя на ТЭС, сжигающих органическое топливо, приходится около 80%, а остальные почти 20% - это амортизация оборудования, зарплата персонала, налоги и расход электроэнергии на собственные нужды. За рубежом дополнительно включаются еще и расходы на очистку дымовых газов, что в совокупности с более высокой зарплатой делает электроэнергию более дорогой.
Снижение стоимости электроэнергии возможно. Достигается оно путем повышения КПД энергоблока либо использования возобновляемых источников энергии, имеющих нулевую стоимость.
За рубежом (Германия, Япония), в отличие от нынешних украинских энергоблоков, обеспечивающих КПД 33–35%, уже эксплуатируются новые энергоблоки, имеющие КПД порядка 60%. Указанное повышение КПД достигается за счет использования суперзакритических параметров пара. Увы, данное направление развития энергетики в Украине пока невозможно из-за отсутствия жаропрочной стали, оборудования, трубопроводов, арматуры и прочего.
Альтернативный вариант развития энергетики на современном этапе - это использование возобновляемых источников энергии, к которым относятся: гидроэнергия, ветроэнергия, солнечная энергия и биомасса в виде отходов лесного или сельского хозяйства.
Гидроэнергетика Украины практически исчерпала свои возможности по строительству крупных ГЭС. Дальнейшее ее развитие возможно лишь путем модернизации или замены старого оборудования, а также более широкого использования возможностей малых рек без сооружения плотин.
Использование органических отходов при переработке древесины позволяет удовлетворять нужды некоторой части региональных потребителей энергии. Аналогичный потенциал и у отходов сельского хозяйства. Однако это направление требует более глубокой оценки, так как указанные отходы - потенциальное органическое удобрение. Чрезмерное сжигание сельхозотходов (соломы и прочего) приведет к истощению почвы.
Наиболее перспективными для Украины являются два направления - это ветроэнергетика и использование солнечной энергии. Рассмотрим их более подробно. Для рентабельной работы ветроэнергетических установок (ВЭУ) скорость ветра должна быть не менее
3 м/с. В Украине такие условия обеспечиваются на побережье Черного и Азовского морей, в Карпатах, а также в восточной части Украины.
В пользу ВЭУ говорит то, что их строительство имеет короткий срок и относительно низкие капитальные затраты на 1 кВт генерируемой энергии - до 500 евро.
Сторонники этого направления развития энергетики Украины предлагают даже ликвидировать отдельные водохранилища на Днепре и на этом месте поставить ВЭУ, которые будут генерировать больше электроэнергии, чем гидроэлектростанции, выводимые при этом из эксплуатации.
Хочется предостеречь авторов таких идей - в водохранилищах скопилось огромное количество радиоактивного ила, который лучше не трогать до полного естественного распада находящихся в нем радионуклидов.
Также очень важным вопросом, требующим объективного рассмотрения контролирующими органами, является вопрос экологической безопасности ВЭУ, так как, по мнению отдельных специалистов, в процессе работы установки генерируются низкочастотные звуки, неслышимые ухом, но отрицательно воздействующие не только на людей, но и на животных.
Пока наиболее привлекательным направлением развития энергетики Украины является использование солнечной энергии.
На сегодняшний день наибольшее распространение получили полупроводниковые фотоэлектрические станции (СФЭС), КПД которых составляет 8–12%, а также СЭС башенного типа с использованием традиционного термодинамического цикла, обеспечивающие КПД на уровне 15–16%.
К недостаткам СЭС относятся ограниченная возможность аккумулирования электроэнергии, невозможность генерирования электроэнергии в утренние и вечерние часы, являющиеся пиковыми по нагрузке, и в холодный период времени. Кроме того, от текущего состояния инсоляции зависит генерируемая СЭС мощность, а также частота генерируемой электроэнергии СЭС башенного типа.
Устранение указанных недостатков может быть достигнуто при использовании гелиоводородной электростанции (ГВЭС), в которой предусматривается разложение воды на составляющие - водород и кислород, накапливаемые в хранилищах, что позволяет генерировать электроэнергию не только в часы пик, но и в ночное время. При сооружении предлагаемой ГВЭС могут применяться все составляющие только отечественного производства, что обеспечивает полную независимость реализации этого направления в энергетике.
Расчетный КПД указанной ГВЭС, по моим оценкам, ожидается на уровне 50%, а удельные капитальные затраты - от 500 до 700 евро/кВт с последующим снижением при серийном производстве оборудования.
Большая часть территории Украины имеет уровень инсоляции 1–1,2 кВт/м2, что достаточно для рентабельной генерации электроэнергии. По оценочным данным, ГВЭС может обеспечить генерацию электроэнергии около 2 МВт с каждого гектара геополя.
Для размещения ГВЭС наиболее привлекательны районы с длительным сроком инсоляции - 2200–2500 часов/год, что позволит не только генерировать электроэнергию на текущие потребности, но и аккумулировать ее на период отсутствия инсоляции.
ГВЭС целесообразно подключать к ОЭС, что будет способствовать надежности работы всей системы. Такие станции могут быть размещены также вблизи региональных потребителей электроэнергии при наличии свободных площадей, не занятых сельским хозяйством. Энергоснабжение мелких потребителей электроэнергии целесообразно осуществлять от автономных установок, располагаемых на крышах домов, что позволит минимизировать потери энергии на ее транспортировку.
Большим преимуществом электростанций, работающих с использованием возобновляемых источников энергии, является их экологическая чистота и независимость от импортных энергоносителей, а это реальный путь к полной энергетической независимости Украины.
Впрочем, есть ряд факторов, без которых реализация этих планов будет невозможна.
Во-первых, политическая воля руководства страны в достижении энергетической независимости, а также желание обеспечить высокий уровень экономики Украины и жизни населения, а не отдельных олигархов.
Во-вторых, нужно разработать новую Стратегию развития энергетики, в которой должны быть предложены пути достижения полной энергетической независимости Украины.
В-третьих, необходимо срочно решить вопрос финансирования инновационных работ, обеспечивающих энергетическую независимость, поскольку без их выполнения невозможно достичь положительного результата в данном вопросе.
В-четвертых, необходимо укрепить (реорганизовать) Минэнергоугольпром, поскольку в нынешнем составе оно не может обеспечить выполнение поставленной задачи.
Есть ли политическая воля руководства страны? Пока не просматривается. Экс-премьер-министр в своих десяти минутах обращения к народу объявлял о достигнутой энергетической независимости, но эта "независимость" касается изменения схемы получения российского природного газа и ничего более.
Необходимость разработки новой Стратегии развития энергетики вызвана тем, что ранее предложенный Минэнерго проект стратегии даже не упоминает о необходимости достичь энергетической независимости Украины. Предложенная стратегия предусматривает две пятилетки совершенствовать внутренний рынок электроэнергии, а затем десять лет осваивать европейский рынок. Неизвестно только, с какими достижениями мы можем там конкурировать. В Европе обращают внимание на экологическую чистоту энергии, а нам тут нечем похвастаться. Кроме того, в Европе интенсивно развивают освоение возобновляемых источников энергии, но и здесь нам тоже нечем гордиться.
При положительном развитии событий (появилось осознание, решен вопрос финансирования и т.д.) будет переходный период, когда продолжат дорабатывать свой срок старые энергоблоки АЭС и ТЭС.
На АЭС серьезной проблемой будет выведение блоков из эксплуатации, поскольку это требует больших затрат на переработку радиоактивных отходов. Необходимо уже сейчас накапливать целевым порядком за счет тарифа на электроэнергию средства для этого.
В переходный период (10–15 лет) целесообразно проводить также модернизацию энергоблоков ТЭС, находящихся в эксплуатации. Целью такой модернизации должно быть повышение экономических и экологических характеристик энергоблоков. Например, газомазутные энергоблоки, находящиеся в длительном простое, еще имеют физический ресурс. Использование таких энергоблоков возможно при наличии природного газа или путем внутрицикловой газификации угля. Предварительная оценка возможной экономии на топливе при переводе, например, котлов Харьковской ТЭЦ-5 с природного газа на австралийский уголь показала, что она может составить 1,1 млрд грн/год при стоимости газа
250 долл. за 1000 нм3, а угля - 100 долл./т. Австралийский уголь (6,4 Гкал/т) использован в расчетах по причине его низкой зольности (~8%) и сернистости (0,8%).
Перевод газомазутных котлов на угольное топливо возможен, но требует от частных и государственных ТЭС решения проблемы газификации угля, а также проблемы очистки дымовых газов от золы, SO2, NOх. Кроме того, при газификации появляется возможность переработки золы в строительные материалы, что позволит решить большую экологическую проблему - поступление токсичных веществ в грунтовые воды из системы гидрозолоудаления.
Газификация угля позволит решить также еще две важные проблемы - ликвидировать механический недожиг угля из-за его высокой зольности (примерно 20% при использовании донецкого антрацита), минимизировать расход природного газа на пусковые операции (в настоящее время составляет 180 тыс. нм3/один пуск блока 300 МВт) и полностью отказаться от его использования при сжигании угля.
Учитывая возникшие проблемы с углем из-за военных действий на Востоке Украины, представляется целесообразным расширить источники топлива за счет бурого угля, запасы которого в Украине значительны. При этом нужно решать проблему сушки угля в местах его добычи, поскольку его влажность составляет 40–50%. Кроме того, в большинстве центральных районов Поднепровья уголь имеет высокое содержание серы (4–6%), что потребует при его сжигании обязательной сероочистки на ТЭС.
Чтобы выбрать оптимальные решения по сероочистке, необходимо выполнить научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Наиболее привлекательным решением представляется получение жидкого SO2 - ценного продукта для химической промышленности и сельского хозяйства. Финансировать данные работы целесообразно за счет штрафов, выплачиваемых ТЭС за выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду.
Сохранение на перспективу генерации электроэнергии на ТЭС, использующих уголь, целесообразно при условии внедрения новых энергоблоков, обеспечивающих высокие показатели - как экономические (КПД не ниже 60%), так и экологические (выбросы в окружающую среду не выше предельно допустимых концентраций новых европейских норм).
Объем генерации электроэнергии на таких ТЭС должен быть определен с учетом многих факторов - обеспечения надежного энергоснабжения потребителей, возможности резервирования других источников энергии, а также занятости населения в конкретных регионах.
Оптимальное соотношение генерации различными методами должно быть определено в Стратегии развития энергетики Украины. Необходимо еще раз подчеркнуть, что без серьезного изменения отношения руководства страны к энергетике Украины ожидать улучшения уровня жизни граждан не приходится. Надежда теперь на новое правительство и особенно на активность граждан. Энергетика Украины может и должна быть независимой.