Зелено-угольный парадокс

Из-за негибкости электросистемы развитие новых мощностей "зеленой" энергетики приводит к необходимости увеличения угольной генерации для балансирования всей системы. В украинских реалиях это выгодно только одной компании - ДТЭК Р.Ахметова. Согласитесь, не к этому надо стремиться в попытке уменьшить выбросы парниковых газов.

Ящик Пандоры украинской энергетики наконец открыт для широких масс. В этом году весна и всемирная пандемия COVID-19 продемонстрировали серьезные последствия многолетнего, иногда сознательного, игнорирования необходимости всеохватывающих реформ в энергетическом секторе Украины.

Эксперты давно уже говорят о том, что в текущем состоянии украинская энергетика долго не протянет. Еще в 2014–2015 годах можно было встретить обсуждение необходимости сокращения "зеленого" тарифа, включения стоимость вывода АЭС из эксплуатации в цену атомной электроэнергии, увеличения гибкости сети и т.п.

Поэтому не удивительно, что этой весной мы наблюдаем одновременное обострение всех этих проблем. Вопрос "зеленого" тарифа по состоянию на 29 мая не решен, переговоры с инвесторами продвигаются очень медленно. Очередной иллюстрацией кризиса стала громкая дискуссия вокруг планов отключения блоков АЭС в конце апреля. Служба безопасности Украины не замедлила с изобличением "виновных" и сразу же сообщила об угрозе энергетической безопасности страны из-за роста "дорогих" производителей "зеленой" энергетики, вытесняющих "дешевые" мощности АЭС. Что интересно, за последние два месяца наблюдается рост генерации именно на ТЭС.

Некоторые эксперты видят в таком ограничении работы АЭС и увеличении угольной генерации неопровержимое доказательство печально известного зелено-угольного парадокса и предупреждают, что из-за роста в Украине доли солнечной и ветровой энергии зависимость от тепловой генерации для балансирования энергосистемы тоже усиливается. Мы попытались разобраться, существуют ли возможности избежать этой ситуации.

Зелено-угольный... что?

Сейчас Украина, как и каждая страна мира, переживает климатический кризис. Все мы ощутили отсутствие метеорологической зимы в этом году. Количество самых теплых месяцев в году становится все больше. А скупая на осадки весна 2020-го "радовала" градом, пылевыми бурями, резким похолоданием и затяжными дождями в мае.

Основная причина изменения климата - это выбросы парниковых газов. В Украине за ⅔ таких выбросов отвечает сектор энергетики. Ученые подчеркивают необходимость полного прекращения промышленной добычи и сжигания ископаемого топлива на протяжении следующих 20–30 лет. Это позволит сдержать изменения климата на уровне 1,5–2°C согласно Парижскому соглашению, подписантом которого является и Украина.

В связи с этим ведущие страны мира начали переходить на чистые технологии - возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Для стимулирования развития сферы ВИЭ наше государство в 2009 году ввело так называемый зеленый тариф, а с апреля 2020-го должно было перейти на аукционную модель для крупных солнечных, ветровых и других ВИЭ-мощностей.

Результат такой политики можно увидеть на примере прошлого года: мощности возобновляемой энергии увеличились втрое (с 2,3 до 6,8 ГВт), что является положительной тенденцией на пути борьбы с изменением климата. Но такое стремительное развитие отрасли стало причиной появления большого количества обоснованных и не очень страхов, в том числе вокруг зелено-угольного парадокса.

Понятие зелено-угольного парадокса в 2018 году впервые стал широко использовать бывший руководитель "Укрэнерго" Всеволод Ковальчук. Его суть состоит, в частности, в том, что из-за негибкости электросистемы дальнейшее строительство новых мощностей ВИЭ приведет к потребности увеличить угольную генерацию для балансирования всей системы. То есть развитие чистой генерации может привести к повышению выбросов парниковых газов.

В украинских реалиях зелено-угольный парадокс выгоден именно олигархам. Основным монополистом в угольной отрасли является частная компания ДТЭК, владеющая всей цепочкой угольной генерации (от добычи угля до его сжигания). Вместе с тем в рамках диверсификации собственного портфолио компания построила немногим более 1 ГВт мощностей ВИЭ. Следовательно, любое утверждение, что украинская энергетика не справится с развитием ВИЭ и всегда будет нуждаться в угольном балансировании, поддерживает прежде всего тезис о незаменимости и исключительности одной частной компании.

В действительности же, если посмотреть на современное положение дел в украинской энергетике и попытаться заглянуть в будущее, то становится очевидным, что зелено-угольный парадокс постепенно утратит свою актуальность. Это, конечно, если в правительстве наконец найдется политическая воля выполнить ранее озвученные обещания о реформах в энергетическом секторе.

Конец эпохи угля

Украинские угольные мощности были построены 50–70 лет назад, работающие сегодня электростанции физически изношены и порой находятся в аварийном состоянии. Это признает и государство. В представленной в начале 2020 года Концепции "зеленого" энергетического перехода предполагается закрытие всех действующих ТЭС и полный отказ от использования угля в энергетике к 2050 году.

Не надо также забывать, что с 2011 года Украина является членом Энергетического сообщества (Energy Community) и взяла на себя соответствующие обязательства по закрытию угольных электростанций. Так, до 2021 года должны быть выведены из эксплуатации восемь блоков Днепродзержинской ТЭЦ и Херсонская ТЭЦ, а до 2023-го - пять блоков Бурштынской ТЭС, шесть котлов Добротворской ТЭС, два котла Северодонецкой ТЭС, Николаевская ТЭЦ и ТЭЦ "Южмаша".

В целом за следующие десять лет Украина должна закрыть 21 угольный и 14 газовых блоков. Разговоры о строительстве новых мощностей вызывают здоровый скептицизм, ведь крупные инвесторы (Всемирный банк, Европейский инвестиционный банк, ЕБРР, AXA, Allianz) отказываются от инвестиций в угольную отрасль, а построить новые блоки или даже станции на деньги госбюджета экономически невыгодно. Учитывая необходимость внедрения более амбициозной климатической политики, процесс закрытия угольных ТЭС может только ускориться. Такое изменение планов приведет к общему уменьшению генерации электроэнергии из угля, а зелено-угольный парадокс невозможен при отсутствии одного из слагаемых.

И чем же заменить выведенные из эксплуатации угольные мощности?

Нас спасет атомная энергетика. Или нет?

На первый взгляд, альтернативой могла бы стать атомная энергетика, обеспечивающая свыше 50% производства электроэнергии в Украине. Но это невозможно, и есть несколько причин этого. Более половины - это слишком высокий показатель для надежной работы энергосистемы. Из-за слишком большой мощности блоков атомных станций остановка одного из них означает внезапную потерю 5–6% всего производства, которое надо быстро компенсировать работой других станций.

Кроме этого, атомные электростанции негибкие. Спрос на электроэнергию меняется в течение суток, в то время как атомные блоки спроектированы на работу с постоянной мощностью. Если в системе будет много АЭС, им придется менять свою мощность в ответ на изменение спроса. Поэтому теоретическое увеличение доли АЭС из-за закрытия угольных блоков ставит украинскую энергосистему в зависимость от негибкого вида генерации, авария на котором может привести ко второму Чернобылю.

Но есть еще несколько причин, почему полагаться на атомную энергию не следует.

По состоянию на конец мая 2020 года, 12 из 15 действующих энергоблоков украинских АЭС уже исчерпали свой 30-летний проектный ресурс. Сейчас они работают сверхурочно, что влечет за собой дополнительное повышение рисков аварий и увеличение объемов накопленных радиоактивных отходов. Кроме этого, советское наследие в оборудовании не соответствует современным международным стандартам безопасности для новых атомных электростанций. Поэтому процесс постепенного вывода из эксплуатации старых АЭС должен начаться в ближайшие 5–10 лет. Вместе с тем из-за низкого тарифа на атомную энергию, не учитывающего все смежные затраты, накопленных Фондом вывода из эксплуатации средств не хватит на безопасное закрытие даже одного блока.

Если не атомка и не уголь, тогда возникает вопроса: что же делать?

Развивать аккумулирующие и балансирующие мощности

Резкий рост доли ВИЭ обоснованно вызывает тревогу в странах, заранее не готовившихся к возможным проблемам с балансированием установленных мощностей. Ведь генерация электроэнергии солнечными и ветровыми станциями прямо зависит от внешних факторов - времени суток, времен года, погодных условий.

О необходимости увеличить балансирующие мощности известно давно как на уровне исполнительных органов власти, так и в "Укрэнерго". По меньшей мере с 2017 года существовал механизм для проведения конкурса на высокоманевренную балансирующую генерацию, но правительство только недавно объявило о его проведении осенью этого года, когда закрывать глаза на надвигающуюся проблему стало невозможно.

Одним из очевидных решений для Украины могут стать аккумулирующие мощности ВИЭ. Сейчас они быстро становятся экономически более целесообразными, чем балансирование станциями на ископаемом топливе. Электростанции ВИЭ с установленными батареями уже сейчас конкурируют с новыми угольными или газовыми станциями в Германии, Великобритании, США. Прогнозируется, что в следующие десять лет их стоимость уменьшится вдвое, а в следующие 30 лет - вчетверо. Для Украины особенно интересной может быть технология Power-to-Gas (P2G), когда из избыточной энергии синтезируется газ, который потом производит энергию для удовлетворения пиковой нагрузки.

Другими важными механизмами балансирования могут стать присоединение энергосети Украины к сети Евросоюза, с разрешением на импорт электроэнергии, а еще внедрение умных сетей и механизма управления спросом, когда потребители энергии активно приобщаются к балансированию электросети, например, заряжая электромобили в моменты излишка мощности.

Поддерживать развитие энергии солнца и ветра в громадах

Децентрализация - видимо, самая успешная реформа в Украине за последние годы - может открыть двери реформам в энергетическом секторе. Ведь именно благодаря децентрализации украинские громады получили больше полномочий и финансовых ресурсов на местах, которыми они могут распоряжаться для решения собственных неотложных проблем.

24 тысячи украинских домохозяйств уже установили солнечные электростанции общей мощностью 618 МВт, более половины которых - за последние четыре года. Такая динамика появления СЭС у простых украинцев - это предпосылка энергетической независимости громад. Усиление этой тенденции и обеспечение большого количества географически разнесенных мощностей (например, малых ветропарков) также сможет уменьшить неравномерность графика производства электроэнергии и усилить гибкость электросети.

Несмотря на то, что большая доля мощностей возобновляемой (и не только) энергетики действительно находится в руках олигархов, именно ВИЭ - единственная возможность уменьшить их влияние на эту отрасль (см. рис.).

Елизавета Чижик, ZN.UA

Государство должно сделать малых производителей ВИЭ полноценными игроками на рынке энергии, которые смогли бы производить энергию для собственных потребностей и даже получать прибыль. То есть малая генерация - это действенный способ деолигархизации отрасли.

Зелено-угольный парадокс - это не фатум. Его можно избежать, если перестать поддерживать грязное ископаемое топливо (бюджетное финансирование угольной отрасли и субсидии, государственные гарантии кредитов "Энергоатома" и т.п.). Вместо этого надо инвестировать не в олигархов, а в будущую безопасность и гарантию настоящей энергонезависимости государства путем развития малых ВИЭ, их балансирующих и аккумулирующих мощностей.