Через негнучкість електросистеми розвиток нових потужностей "зеленої" енергетики призводить до потреби збільшити вугільну генерацію для балансування всієї системи. В українських реаліях це вигідно лише одній компанії - ДТЕК Р.Ахметова. Погодьтеся, не цього слід прагнути у намаганні зменшити викиди парникових газів.
Скринька Пандори української енергетики нарешті відкрито для широкого загалу. Цьогорічна весна та всесвітня пандемія COVID-19 продемонстрували болючі наслідки багаторічного, подекуди свідомого, ігнорування необхідності всеохоплюючих реформ в енергетичному секторі України.
Експерти давно вже говорять про те, що у поточному стані українська енергетика довго не протримається. Ще у 2014–2015 роках можна було натрапити на обговорення необхідності скоротити "зелений" тариф, включити вартість виведення АЕС з експлуатації в ціну атомної електроенергії, збільшити гнучкість мережі тощо.
Тому не дивно, що цієї весни ми спостерігаємо одночасний вибух усіх цих проблем. Питання "зеленого" тарифу станом на 29 травня не вирішено, переговори з інвесторами просуваються дуже повільно. Черговою ілюстрацією кризи стала гучна дискусія навколо планів відключити блоки АЕС наприкінці квітня. Служба безпеки України не забарилася з викриттям "винних" і відразу повідомила про загрозу енергетичній безпеці країни через зростання "дорогих" виробників "зеленої" енергетики, які витісняють "дешеві" потужності АЕС. Що цікаво, за останні два місяці спостерігається зростання генерації саме на ТЕС.
Деякі експерти вбачають у такому обмеженні роботи АЕС і збільшенні вугільної генерації беззаперечний доказ сумнозвісного зелено-вугільного парадоксу та б'ють на сполох, що через зростання в Україні частки сонячної та вітрової енергії залежність від теплової генерації для балансування енергосистеми також посилюється. Ми спробували розібратися, чи існують можливості уникнути цієї ситуації.
Зелено-вугільний... що?
Зараз Україна, як і кожна країна світу, переживає кліматичну кризу. Всі ми відчули відсутність метеорологічної зими цього року. Кількість найтепліших місяців у році стає дедалі більшою. А скупа на опади весна 2020-го "радувала" градом, пиловими бурями, різким похолоданням і затяжними дощами в травні.
Основна причина зміни клімату - це викиди парникових газів. В Україні за ⅔ таких викидів відповідає сектор енергетики. Вчені наголошують на необхідності повного припинення промислового видобутку та спалювання викопного палива протягом наступних 20–30 років. Це дасть змогу стримати зміну клімату на рівні 1,5–2°C відповідно до Паризької угоди, підписантом якої є й Україна.
Тому провідні країни світу почали переходити на чисті технології - відновлювані джерела енергії (ВДЕ). Для стимулювання розвитку галузі ВДЕ наша держава 2009 року запровадила так званий зелений тариф, а з квітня 2020-го мала перейти на аукціонну модель для великих сонячних, вітрових та інших ВДЕ-потужностей.
Результат такої політики можна побачити на прикладі минулого року: потужності відновлюваної енергії збільшилися втричі (з 2,3 до 6,8 ГВт), що є позитивною тенденцією на шляху боротьби зі зміною клімату. Але такий стрімкий розвиток галузі став причиною появи великої кількості обґрунтованих і не дуже страхів, у тому числі навколо зелено-вугільного парадоксу.
Поняття зелено-вугільного парадоксу 2018 року вперше став широко використовувати колишній керівник "Укренерго" Всеволод Ковальчук. Його суть полягає, зокрема, в тому, що через негнучкість електросистеми подальше будівництво нових потужностей ВДЕ призведе до потреби збільшити вугільну генерацію для балансування всієї системи. Тобто розвиток чистої генерації може призвести до збільшення викидів парникових газів.
В українських реаліях зелено-вугільний парадокс вигідний саме олігархам. Основним монополістом у вугільній галузі є приватна компанія ДТЕК, яка володіє всім ланцюжком вугільної генерації (від видобутку вугілля до його спалювання). Водночас у рамках диверсифікації власного портфоліо компанія побудувала трохи більше 1 ГВт потужностей ВДЕ. Отже, будь-яке твердження, що українська енергетика не впорається з розвитком ВДЕ та завжди потребуватиме вугільного балансування, підтримує перш за все тезу про незамінність і винятковість однієї приватної компанії.
Насправді ж, якщо окинути оком сучасний стан справ в українській енергетиці та спробувати зазирнути в майбутнє, то стає очевидним, що зелено-вугільний парадокс поступово втрачатиме свою актуальність. Це, звісно, якщо в уряді нарешті знайдеться політична воля виконати раніше озвучені обіцянки щодо реформ в енергетичному секторі.
Кінець епохи вугілля
Українські вугільні потужності було побудовано 50–70 років тому, працюючі сьогодні електростанції є фізично зношеними та подекуди перебувають в аварійному стані. Це визнає і держава. У представленій на початку 2020 року Концепції "зеленого" енергетичного переходу передбачається закриття всіх діючих ТЕС і повна відмова від використання вугілля в енергетиці до 2050 року.
Не треба також забувати, що з 2011 року Україна є членом Енергетичного співтовариства (Energy Community) і взяла на себе відповідні зобов'язання із закриття вугільних електростанцій. Так, до 2021 року повинні бути виведені з експлуатації вісім блоків Дніпродзержинської ТЕЦ і Херсонська ТЕЦ, а до 2023-го - п'ять блоків Бурштинської ТЕС, шість котлів Добротвірської ТЕС, два котли Сєверодонецької ТЕС, Миколаївська ТЕЦ і ТЕЦ "Південмашу".
Загалом за наступні десять років Україна повинна закрити 21 вугільний і 14 газових блоків. Розмови про будівництво нових потужностей викликають здоровий скептицизм, адже великі інвестори (Світовий банк, Європейський інвестиційний банк, ЄБРР, AXA, Allianz) відмовляються від інвестицій у вугільну галузь, а побудувати нові блоки чи навіть станції на гроші держбюджету є економічно невигідним. Враховуючи необхідність впровадження більш амбітної кліматичної політики, процес закриття вугільних ТЕС може тільки пришвидшитися. Така зміна планів приведе до загального зменшення генерації електроенергії з вугілля, а зелено-вугільний парадокс неможливий за відсутності одного з доданків.
Та чим же замінити виведені з експлуатації вугільні потужності?
Нас врятує атомна енергетика. Або ні?
На перший погляд, альтернативою могла б стати атомна енергетика, яка забезпечує понад 50% виробництва електроенергії в Україні. Але це неможливо, і є кілька причин того. Більш як половина - це занадто високий показник для надійної роботи енергосистеми. Через завелику потужність блоків атомних станцій зупинка одного з них означає раптову втрату 5–6% усього виробництва, яке потрібно швидко компенсувати роботою інших станцій.
Крім цього, атомні електростанції негнучкі. Попит на електроенергію змінюється протягом доби, тоді як атомні блоки спроектовані на роботу з постійною потужністю. Якщо в системі буде забагато АЕС, їм доведеться змінювати свою потужність у відповідь на зміну попиту. Тому теоретичне збільшення частки АЕС через закриття вугільних блоків ставить українську енергосистему в залежність від негнучкого виду генерації, аварія на якому може призвести до другого Чорнобиля.
Однак є ще кілька причин, чому покладатися на атомну енергію не варто.
Станом на кінець травня 2020 року, 12 із 15 діючих енергоблоків українських АЕС уже вичерпали свій 30-річний проєктний ресурс. Зараз вони працюють понаднормово, що тягне за собою додаткове підвищення ризиків аварій і збільшення обсягів накопичених радіоактивних відходів. Крім цього, радянський спадок в устаткуванні не відповідає сучасним міжнародним стандартам безпеки для нових атомних електростанцій. Тому процес поступового виведення з експлуатації старих АЕС має розпочатися в найближчі 5–10 років. Водночас через низький тариф на атомну енергію, який не враховує усіх суміжних витрат, накопичених Фондом виведення з експлуатації коштів не вистачить на безпечне закриття навіть одного блоку.
Якщо не атомка і не вугілля, тоді виникає запитання: що ж робити?
Розвивати акумулюючі та балансуючі потужності
Різке зростання частки ВДЕ обґрунтовано викликає тривогу в країнах, які завчасно не готувалися до можливих проблем із балансуванням встановлених потужностей. Адже генерація електроенергії сонячними та вітровими станціями прямо залежить від зовнішніх чинників - часу доби, пори року, погодних умов.
Про необхідність збільшити балансуючі потужності відомо давно як на рівні виконавчих органів влади, так і в "Укренерго". Щонайменше з 2017 року існував механізм для проведення конкурсу на високоманеврену балансуючу генерацію, однак уряд лише нещодавно оголосив про його проведення восени цього року, коли заплющувати очі на проблему, що насувається, стало неможливо.
Одним із очевидних рішень для України можуть стати акумулюючі потужності ВДЕ. Наразі вони швидко стають економічно доцільнішими, ніж балансування станціями на викопному паливі. Електростанції ВДЕ із встановленими батареями вже зараз конкурують із новими вугільними або газовими станціями в Німеччині, Великій Британії, США. Прогнозується, що в наступні десять років їхня вартість зменшиться вдвічі, а в наступні 30 років - учетверо. Для України особливо цікавою може бути технологія Power-to-Gas (P2G), коли з надлишкової енергії синтезується газ, який потім виробляє енергію для задоволення пікового навантаження.
Іншими важливими механізмами балансування можуть стати приєднання енергомережі України до мережі Євросоюзу, з дозволом на імпорт електроенергії, а ще впровадження розумних мереж і механізму керування попитом, коли споживачі енергії активно долучаються до балансування електромережі, наприклад, заряджаючи електромобілі в моменти надлишку потужності.
Підтримувати розвиток енергії сонця та вітру у громадах
Децентралізація - мабуть, найуспішніша реформа в Україні за останні роки - може відчинити двері реформ в енергетичному секторі. Адже саме завдяки децентралізації українські громади отримали більше повноважень і фінансових ресурсів на місцях, якими вони можуть розпоряджатися для вирішення власних нагальних проблем.
24 тисячі українських домогосподарств уже встановили сонячні електростанції загальною потужністю 618 МВт, більш як половину яких - за останні чотири роки. Така динаміка появи СЕС у простих українців - це передумова енергетичної незалежності громад. Посилення цієї тенденції та забезпечення великої кількості географічно рознесених потужностей (наприклад, малих вітропарків) також зможе зменшити нерівномірність графіку виробництва електроенергії та посилити гнучкість електромережі.
Попри те, що велика частка потужностей відновлюваної (і не тільки) енергетики дійсно перебуває в руках олігархів, саме ВДЕ - єдина можливість зменшити їхній вплив на цю галузь (див. рис.).
Держава повинна зробити малих виробників ВДЕ повноцінними гравцями на ринку енергії, які змогли б виробляти енергію для власних потреб і навіть отримувати прибуток. Іншими словами, мала генерація - це дієвий спосіб деолігархізації галузі.
Зелено-вугільний парадокс - це не фатум. Його можна уникнути, якщо перестати підтримувати брудне викопне паливо (бюджетне фінансування вугільної галузі та субсидії, державні гарантії кредитів "Енергоатому" тощо). Натомість потрібно інвестувати не в олігархів, а в майбутню безпеку та гарантію справжньої енергонезалежності держави через розвиток малих ВДЕ, їх балансуючих та акумулюючих потужностей.