На пути революционных изменений в энергосистеме Украины возник "зеленоугольный парадокс", когда увеличение доли возобновляемых источников энергии, вопреки здравому смыслу, приводит к увеличению тепловой энергии. Решение проблемы заключается в направлении масштабных инвестиций в строительство новых маневренных и складских мощностей.
Отечественная энергетика вступила в фазу революционных изменений, которые сейчас происходят во всем цивилизованном мире - "чистая" энергия из возобновляемых источников приходит на смену "грязным" тепловым электростанциям.
Однако на пути этих изменений возник так называемый "зеленоугольный парадокс", когда увеличение доли возобновляемых источников энергии, вопреки здравому смыслу, приводит к увеличению тепловой энергии.
Решением проблемы является строительство достаточного количества новых маневренных и складских мощностей, реализация которых потребует многомиллиардных инвестиций.
Темпы строительства возобновляемых источников энергии в Украине поражают. Только в прошлом году в нашей стране было введено в эксплуатацию 1,6 гигаватта новых "зеленых" генерирующих мощностей, а общая мощность увеличилась на 22 процента и достигла 8,5 гигаватта. В то же время рекордным стал 2019 год, когда было построено 4,5 гигаватта возобновляемых источников электроэнергии.
За последние два года доля возобновляемых источников энергии в общем объеме производства электроэнергии в стране увеличилась с менее чем 2 процентов до 8 процентов. И этот рост продолжается.
Однако ожидаемой замены" зеленой " генерации на устаревшую и загрязняющую окружающую среду тепловую энергию пока не произошло.
Если в 2018 году, когда бум возобновляемой энергетики в нашей стране только набирал обороты, доля тепловых электростанций в общем объеме производства электроэнергии составляла 37 процентов, то к концу 2020 года она упала всего до 35 процентов.
В то же время общее производство электроэнергии в стране в течение 2018-2020 годов сократилось почти на 7 процентов из-за падения потребления.
Дело в том, что "зеленая" энергетика плохо предсказуема, а выработка электроэнергии такими электростанциями нестабильна, так как зависит от погодных условий и времени суток. Резкое увеличение или уменьшение производства электроэнергии из возобновляемых источников должно быть компенсировано маневренными мощностями для поддержания стабильности энергосистемы.
Ключевая роль маневренных возможностей
В Украине роль маневра сегодня выполняют гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие электростанции, а также тепловые электростанции, работающие в основном на угле.
Поскольку гидроэнергетика была задействована в регулировании национальной энергосистемы практически на максимуме еще до бума "зеленой" энергетики, сглаживая вечерние и утренние пики потребления, именно тепловые электростанции взяли на себя основную роль в балансировке системы. В то же время запуск угольного энергоблока может занять от двух до девяти часов. Поэтому некоторые энергоблоки, задействованные в маневрировании, должны всегда находиться в "горячем" резерве, то есть работать недогруженными, чтобы по команде диспетчера энергосистемы в нужный момент они могли резко увеличить выработку.
Иллюстрация REUTERS
Таким образом, увеличение доли "зеленой" генерации в украинской энергосистеме приводит к использованию все большего числа тепловых энергоблоков, увеличению потребления угля и, соответственно, увеличению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, что противоречит первоначальной идее приоритетного развития возобновляемых источников энергии.
Вот национальный парадокс!
В ловушке "зеленого" парадокса
Растущая доля тепловых электростанций, участвующих в балансировке, также приводит к необходимости ограничения выработки электроэнергии атомными электростанциями, которые производят самую дешевую и экологически чистую энергию, чем тепловые электростанции.
Летом 2020 года блоки украинских АЭС уже были остановлены, чтобы национальная энергосистема могла принять весь объем" зеленой " энергии из-за резкого падения потребления, вызванного карантинными мерами.
В таких условиях дальнейшее развитие возобновляемой энергетики в Украине неизбежно приведет к росту тарифов на электроэнергию, так как дешевая атомная электроэнергия в общем балансе будет заменена более дорогой тепловой энергией, а также к увеличению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Украина-не единственная страна в мире, которая столкнулась с таким парадоксом. Эта проблема характерна для всех стран, которые активно развивают "зеленую" энергетику.
Решением проблемы является строительство новых высокоманевренных мощностей, из которых наиболее эффективными на сегодняшний день являются газопоршневые станции, время пуска которых составляет менее 15 минут, а также разработка мощных систем аккумулирования энергии.
По словам и. о. министра энергетики Украины Юрия Витренко, без стимулирования развития таких систем Украина не сможет заменить угольную генерацию.
Юрий Витренко / фото УНИАН
"Мы должны стимулировать развитие аккумуляторных батарей"зеленого" водорода, гидроаккумулирующих мощностей, способных технически сбалансировать "зеленую" энергетику. Только тогда мы сможем заменить угольную генерацию",-сказал Витренко.
Новые технологии хранения энергии
Сегодня самыми распространенными накопителями энергии в мире и в Украине остаются гидроаккумулирующие электростанции.
Однако, по прогнозам экспертов, в ближайшие десять-пятнадцать лет системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей смогут значительно вытеснить гидроэнергетику с этого пьедестала, что будет обусловлено дальнейшим совершенствованием технологии и ее значительным удешевлением.
По данным Bloomberg, цена литий-ионных аккумуляторов в 2020 году упала до 137 долларов за киловатт-час, тогда как еще в 2010 году стоимость аккумуляторов превышала 1100 долларов за киловатт-час. Ожидается, что цены продолжат снижаться и к 2023 году составят менее 100 долларов за киловатт-час.
Стоит отметить, что Украина обладает одними из крупнейших запасов лития в Европе, добыча которого, к сожалению, сегодня практически не ведется. Также в Украине нет ни одного завода по производству литий-ионных аккумуляторов, в то время как в соседних европейских странах такие предприятия уже функционируют.
Прогнозируется, что к 2040 году установленная мощность накопителей энергии в мире достигнет около 1000 гигаватт, в то время как в 2018 году общая мощность аккумуляторов составляла скромные 9 гигаватт. Лидерами в развитии систем хранения энергии являются США, Австралия, Южная Корея и Китай.
По оценкам оператора украинской энергосистемы, государственной компании "Укрэнерго", в ближайшие два года в Украине должно быть построено 2 гигаватта новых высокоманевренных мощностей с быстрым пуском, а также не менее 200 мегаватт систем хранения энергии, что потребует около 2 миллиардов долларов инвестиций.
Реализация этой масштабной задачи обеспечит стабильность национальной энергетической системы с учетом дальнейшего роста доли возобновляемых источников энергии, а также значительно снизит необходимость использования тепловых электростанций для сбалансирования системы.
"Укрэнерго" совместно с Европейским банком Реконструкции и Развития (ЕБРР) работает над проектом строительства 200-мегаваттной системы хранения энергии в Украине. Сроки реализации такого проекта пока неизвестны.
Кроме того, частный энергетический холдинг ДТЭК олигарха Рината Ахметова, которому принадлежит около 80 процентов тепловых электростанций страны, а также крупнейшие объекты возобновляемой энергетики, планирует запустить 1-мегаваттную батарею на площадке Запорожской ТЭС весной 2021 года с инвестициями около $ 1 млн. Если этот пилотный проект будет успешным, компания планирует построить более крупную систему хранения энергии уже на 50 мегаватт.
ДТЭК подчеркнул, что вопрос развития систем хранения энергии в Украине не решен / фото dtek.com ДТЭК отмечает, что из-за нерешенности вопроса развития систем хранения энергии в Украине у компании пока нет четкого понимания окупаемости таких проектов. "Рынок вспомогательных услуг в нашей стране не работает нормально. У нас нет нормальных ценовых сигналов о том, что эти проекты окупаются. Эти проекты нужны системе, но нормальной экономической базы для этого сегодня нет. Мы решили не ждать появления этой экономической базы, а попробовать проект на 1 мегаватт", - сказал журналистам генеральный директор ДТЭК Максим Тимченко.
Планы по строительству аккумуляторных батарей были также озвучены государственной компанией "Укргидроэнерго", которая управляет украинскими гидроэлектростанциями. Проект планируется реализовать совместно с USAID и Всемирным банком.
Поиск разумных стимулов
Крупные иностранные инвесторы, к сожалению, сегодня не готовы вкладывать деньги в строительство хранилищ в Украине. Во-первых, из-за того, что деятельность систем хранения энергии в нашей стране до сих пор не урегулирована на законодательном уровне, а во-вторых-украинский рынок электроэнергии только формируется и рассчитать окупаемость инвестиций практически невозможно.
Еще более туманны перспективы строительства высокоманевренных газопоршневых станций, из которых, по оценкам "Укрэнерго", к 2022 году в Украине должно быть построено около 2 гигаватт.
Без целевых субсидий со стороны государства найти инвестора в такой проект сегодня практически невозможно, учитывая нестабильную ситуацию на внутреннем энергетическом рынке и отсутствие понимания окупаемости таких инвестиций. Ведь предполагается, что такие станции будут работать только точечно, возможно, несколько десятков часов в год, а не постоянно, что делает вопрос окупаемости довольно сложным.
В Украине сегодня такой проект могла бы реализовать Национальная акционерная компания "Нафтогаз Украины", которая добывает более 80 процентов всего газа в стране, то есть имеет прямой доступ к топливу для такой электростанции. Кроме того, руководство "Нафтогаза" неоднократно заявляло, что компания рассматривает возможность выхода на рынок генерации электроэнергии.
Иллюстрация REUTERS
Однако если государство не найдет решения экономической стороны этого проекта, то и "Нафтогазу" будет крайне сложно привлечь финансирование для такого проекта.
Украина сегодня находится в мировом тренде трансформации энергетического сектора. Сейчас перед нашей страной стоит задача обеспечения энергосистемы достаточным количеством новых высокоманевренных и накопительных мощностей.
Кроме того, наша страна планирует в ближайшие два года присоединиться к европейской энергосистеме ENTSO-E, что потребует демонстрации устойчивости нашей системы в ходе стресс-тестов, что будет трудно сделать без наличия новых балансировочных мощностей.
Ближайшие два года будут решающими: либо Украина сможет развивать свою энергетическую систему синхронно со всем цивилизованным миром, либо этот процесс существенно затянется, что станет ударом как по окружающей среде, так и через рост тарифов для потребителей.
Игорь Орлов
