Як в електроенергетиці України нарешті перейти від виживання до розвитку
Енергетична безпека – чи не найважливіша складова в життєдіяльності кожної країни. А одним із аспектів енергобезпеки є стан потужностей із виробництва електроенергії та перспективи їх розвитку на найближчу і довгострокову перспективу. Тут же, у свою чергу, надзвичайно важливо мати співвідношення джерел генерації, яке гарантуватиме надійне електропостачання країни за різних умов (день-ніч; зима-літо і т.д.). І, звичайно, енергетична безпека не може розглядатися у відриві від стану економіки країни.
Не так давно було прийнято «Оновлену енергетичну стратегію України до 2035 року». В ній визначено основні показники та напрямки діяльності з різних видів генерацій електроенергії. Однак цей об`ємний документ, як і всі попередні його варіанти починаючи з 2006 року, має занадто загальний характер, і в багатьох аспектах не виглядає досить обґрунтованим. Бракує Стратегії й конкретних завдань та критеріїв їх виконання. Значною мірою, якщо дивитися реалістично, це, швидше, протокол про наміри, аніж керівництво до дії.
Як бути? Енергетика країни сьогодні в ситуації, з якої вкрай складно знайти вихід. Але він все ж є.
СТРАТЕГІЯ БЕЗ ПЕРСПЕКТИВИ
Енергетична безпека трактується як захищеність громадян і держави в цілому від загроз дефіциту енергії та енергоресурсів, що виникають через негативні природні, техногенні, управлінські, соціально-економічні внутрішні чинники та зовнішньополітичні фактори впливу. При розгляді цього питання необхідно брати до уваги відповідність виробництва електроенергії потребам країни, наявність первинних енергоресурсів (вугілля, газу, нафти, урану, а також сонця, вітру, води). Але в Оновленій енергетичній стратегії України до 2035 року (Стратегія-35) немає оцінок ризиків, немає методів управління ними, що, як відомо, стало причиною провалу попередніх Стратегій.
Як і попередні, Стратегія-35 мало акцентує уваги на завданнях, які повинні бути реалізовані в конкретні періоди часу, особливо, в перші 3-5 років її виконання. Крім того, в документі практично немає бачення подальшого розвитку електроенергетики України, наприклад до 2050 чи 2075 років або до кінця XXI століття, адже подальший розвиток прямо пов'язаний із реалізацією Стратегії-35. Енергетична стратегія – це невід'ємна складова стратегії економічного розвитку країни, оскільки виробництво електроенергії повинне забезпечити стійкий розвиток економіки у відповідності з принципами і положеннями, обґрунтованим економічною наукою.
Як буде розвиватися економіка України, якою буде її структура? Якщо країна буде орієнтуватися на «важку» індустрію (металургія, хімія, оборонна та важка промисловість) – це одна потреба в електроенергії. Ставка на високотехнологічну продукцію – інша. Які очікуються темпи розвитку економіки і підйому життєвого рівня населення? Інформації в документі з цих питань украй мало для адекватного обґрунтування рівня електроспоживання.
Електроенергетика – це галузь із надзвичайно тривалим інвестиційним циклом. Наприклад, від ідеї побудувати ядерний енергоблок до його введення в експлуатацію потрібно від 12 до 15 років. І це при наявності згоди в суспільстві та наявності політичної волі у влади. Таким чином, рішення, прийняті сьогодні, реалізуються якраз до 2035 року. Очевидно, що стратегічне планування електроенергетики країни необхідно розглядати на період до 2050 року з оцінкою перспектив до кінця XXI століття (з безумовним уточненням показників раз у 5 років). Основні види генерації електроенергії в Україні в даний час включають: теплову і атомну енергетику, а також відновлювані джерела електроенергії (ВДЕ): гідроенергетику (гідроелектричні станції, ГЕС, і гідроакумулюючі станції (ГАЕС); сонячні електростанції (СЕС) та вітряні електростанції (ВЕС). Є й інші джерела виробництва електроенергії, але їх роль украй незначна. У кожній із цих складових є проблеми, що впливають на енергетичну безпеку країни. Важливими є питання економічно і технологічно обґрунтованого поєднання і спільної роботи зазначених джерел електроенергії. Зупинимося на стані й перспективах кожного виду генерації.
ТЕПЛОВА ЕНЕРГЕТИКА
Тут стан критичний. Встановлена потужність теплових електростанцій (ТЕС) і теплових електроцентралей (ТЕЦ) становить близько 62% загальної встановленої потужності всієї електрогенерації України, але виробляють вони лише близько 40% електроенергії в країні (39,5% в першому кварталі 2018 року). ТЕС працюють при вкрай низькому коефіцієнті використання встановленої потужності та неприпустимих екологічних показниках. Всі вони вже виробили свій розрахунковий ресурс і багаторазово його перевищили. Витрати умовного палива на вироблення однієї кіловат-години електроенергії перевищили 400 грамів, у той час як ця величина у 1991 році була на 70-80 грамів нижче.
Якщо витрати умовного палива на вироблення електроенергії зменшити до рівня 80-х років минулого століття, то теплова енергетика України витрачала б майже на третину менше вугілля, ніж вона спалює сьогодні. За різними оцінками, до 2035 року має бути остаточно виведено з експлуатації до 7000 МВт потужностей ТЕС України. Здавалося б, всі сили повинні бути кинуті на реконструкцію діючих ТЕС і будівництво нових сучасних електростанцій. Фантастичний тариф, діючий зараз для ТЕС (у 3 (!) рази перевищує тариф на електроенергію атомних електростанцій (АЕС), здавалося б, дозволяє цим займатися. Однак, реконструкція, яку виконують зараз власники ТЕС, спрямована, судячи зі всього, на вижимання з обладнання «пенсійного» віку навіть того, що вичавити з нього вже неможливо. Кількість реконструйованих блоків зростає і... зростає витрата палива на вироблення електроенергії. Резонно поставити запитання – це реконструкція чи комерція на користь, скажемо так, вузького кола олігархів та тих, хто сприяє їм із високих чиновницьких крісел? І як довго триватиме така політика? Адже без сучасної та ефективної теплової енергетики країні не вижити – не врятують ні АЕС, ні ВЕС, ні сонячні СЕС.
А які перспективи розвитку теплової енергетики? Має бути чітко сформульована її роль у поєднанні з іншими генеруючими потужностями. З огляду на високу значимість фактору маневреності, який притаманний ТЕС, найбільш розумним є використання сучасних парогазових і газових установок. Безумовно, необхідні й сучасні високоефективні теплоелектростанції, що працюють на вугіллі, але треба пам'ятати про надзвичайно жорсткі екологічні обмеження, встановлені Паризькою кліматичною угодою від 12 грудня 2015 року.
Звичайно ж, потрібна детальна оцінка ресурсної бази теплової енергетики з урахуванням багатьох, у тому числі політичних аспектів. Виконуватися ця оцінка повинна у жорсткій прив'язці до типів і місць розташування енергетичних установок, які планується побудувати. Стратегія-35 про це не говорить.
АТОМНА ЕНЕРГЕТИКА
На тлі явної деградації теплової генерації, атомна енергетика об'єктивно посіла провідне місце у забезпеченні країни електроенергією. Лише близько чверті встановлених генеруючих потужностей країни складають АЕС, але при цьому вони виробляють більше 50% електроенергії (49,4% за підсумками першого кварталу 2018 року та 56,6% за підсумками 2017 року).
У цій галузі електроенергетики також є проблеми, які потребують вирішення в найближчій і довгостроковій перспективі.
Перш за все, це забезпечення безпеки АЕС. Цьому завданню приділялася і приділяється першочергова увага, розроблені і реалізуються програми, що забезпечують прийнятний рівень безпеки та надійності діючих енергоблоків. Це щоденна турбота персоналу атомної енергетики на всіх її рівнях. Але, дивна річ, НАЕК «Енергоатом», даючи країні більше половини потрібної їй електроенергії, балансує на межі банкрутства і шукає гроші на підвищення безпеки по всьому світу. І це в країні, яка пережила Чорнобиль. Політики різного рівня, особливо до чорнобильських дат, багато просторікують про безпеку національної ядерної енергетики, але не вживають дієвих кроків, щоб створити відповідні економічні умови. Забувається наш так дорого набутий досвід – дешевше попередити аварію, ніж ліквідувати її наслідки.
Друге найважливіше завдання – продовження терміну експлуатації діючих енергоблоків. Сьогодні це, без перебільшення, програма виживання держави. Вже продовжено термін служби 7 з 15 атомних енергоблоків, які знаходяться зараз в експлуатації на українських АЕС. Є певні надії на те, що всі діючі енергоблоки наших атомних електростанцій попрацюють на Україну ще, як мінімум, років 20. Але що далі? Адже перші два «продовжених» енергоблоки Рівненської АЕС повинні бути зупинені в 2030-2031 роках. А слідом за ними повинні виводитися з експлуатації енергоблоки №1 та №2 Южно-Української АЕС. Разом майже 3000 МВт ядерних потужностей можуть бути зупинені ще до 2035 року. Тому нам вкрай потрібні заміщуючи потужності. Хочемо нагадати, що рішення про завершення будівництва енергоблоків №3 та №4 Хмельницької АЕС було прийнято у 2005 році! Минуло вже 13 років, а «віз і нині там». Згода українського суспільства на добудову цих енергоблоків давно є. Влада ж не завжди поспішає виконувати навіть власні рішення. Будувати чи не будувати заміщуючи ядерні потужності? Рішення повинно бути прийнято негайно. Чи Україна відмовляється від ядерної енергетики? Таке рішення також можливе, але що натомість?
Нарешті, є й інші принципові питання, пов'язані з будівництвом нових потужностей. Перше з них – тип ядерних енергоблоків. Очевидно, що остаточне рішення має бути прийнято в результаті тендерів. Але, в загальному плані, державі вже сьогодні треба визначити свою позицію. Україна експлуатує ядерні енергоблоки з водою під тиском, які займали, займають і будуть займати лідируючу позицію в світі у довгостроковій перспективі. Для експлуатації такого типу установок в країні є відповідна інфраструктура (наука, проектування, машинобудування, приладобудування і т.д.). Звичайно, можна обговорювати питання переходу на інші технології, але треба «сім разів відміряти, перш ніж один раз відрізати».
Спорудження нових енергоблоків краще виконати на майданчиках діючих АЕС, але можна їх будувати і на нових майданчиках. Тож країна потребує кадастру майданчиків для перспективного розміщення АЕС. І такий документ був розроблений ще у 2012 році. Але не затверджений. Відтак, затвердження кадастру є важливим, першочерговим завданням. Країні вже час мати проект тендерних документів, у яких було б відображено розуміння того, що ми хочемо побудувати, які критерії необхідно висунути до потенційного постачальника нових ядерних енергоблоків. Підготовка пакету тендерних вимог займе тривалий час.
Тож очевидно, що і для ядерної енергетики терміново потрібна конкретна програма дій. В оцінках обсягу виробництва і споживання електроенергії в короткостроковій перспективі розумно виходити з сьогоднішнього стану. Це означає, що до 2035 року сумарні потужності ядерних енергоблоків треба утримувати на рівні 15 ГВт. Ті енергоблоки, які вибуватимуть «за віком», повинні своєчасно заміщатися новими. Час не чекає. Потрібні рішення і потрібні конкретні дії.
ВІДНОВЛЮВАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА
Третім основним постачальником електроенергії є відновлювані джерела електроенергії.
Спочатку – про гідроенергетику. Сумарна потужність ГЕС та ГАЕС становить 6200 МВт. Можливе її збільшення за рахунок добудови Дністровської та Ташлицької ГАЕС, і спорудження Каховської ГЕС-2, але в сумі це дасть надбавку всього лише на 3000 МВт. Частка гідроенергетики у виробництві електроенергії становить 9-10% (9,1% за підсумками першого кварталу 2018 року). Однак, головне завдання гідроенергетиків, наскільки це дозволяють потужності й стік води в річках, підтримувати стабільність роботи енергосистеми України в змінній частині графіка навантаження. Гідроенергетика – це основні маневрені потужності енергосистеми України.
Із жалем можна констатувати, що в цьому природа обділила нашу країну – стік річкових вод України явно недостатній для того, щоб мати потужності ГЕС, достатні для гарантованого забезпечення стабільності української енергосистеми. Саме тому щодня у підтримці потужності й частоти в енергосистемі беруть участь наші «літні» ТЕС, що фактично, «добиває» ці станції, критично погіршує їхні техніко-економічні та екологічні показники.
Як позитивний факт слід зазначити, що за роки незалежності виконана серйозна модернізація ГЕС. У той же час, не слід забувати, що на горизонті вже видно сторічний ювілей Дніпровської ГЕС.
І, нарешті, ВЕС і СЕС. Останнім часом спостерігається явний ажіотаж довкола цих джерел електроенергії, який значною мірою підігрітий Паризькою угодою, згідно з якою для запобігання катастрофічним кліматичним змінам слід скорочувати вуглецеву енергетику і орієнтуватися на ядерні та відновлювальні джерела. Прогрес економічних показників ВЕС і СЕС очевидний. Не настільки очевидні його кінцеві результати, якщо врахувати, що динаміка цін на матеріали, використовувані при будівництві ВЕС і СЕС (кремній, літій і т.д.) може змінитися, що вплине на економіку цих джерел електроенергії. Мало хто звертає увагу на те, що термін служби основних елементів ВЕС і СЕС становить 10-15 років, після чого вони повинні замінюватися. Це також впливає на економіку.
Але головне – для цих джерел характерні нестабільність і, як наслідок, украй низький коефіцієнт використання встановленої потужності: 25% для ВЕС (все залежить від вітру) та ще нижче – для СЕС (хмарність, а вночі так і взагалі сонця немає). В умовах централізованого електропостачання, у тому числі в Україні, цей фактор несе ризики розбалансування енергосистеми з дуже негативними наслідками. Найбільш ефективний вихід із цієї ситуації – створення резервних потужностей. У різних країнах встановлені різні нормативи резервування: від 30 до 70% потужності ВЕС і СЕС. Функції резервування для ВЕС і СЕС бажано покладати на газові й паро-газові установки – звісно, якщо визначитись із перспективами газопостачання та видобування газу в Україні. Також можна вирішувати завдання резервування створенням акумулюючих потужностей. Є вітер і сонце – заряджаємо акумулятори. Ні сонця, ні вітру – беремо електроенергію від акумуляторів (аналогічне рішення – для ГАЕС, які виступають у ролі акумулятора, проте в Україні мало місць для їх будівництва). Разом із тим використання акумуляторів – це значні витрати, обмежені ресурси (наприклад, літій), це короткий термін служби (близько 15 років), а також проблеми поводження з вельми токсичними відходами.
Впровадження ВЕС і СЕС, безперечно, необхідне. Але не все тут однозначно, треба придивитися до світового досвіду, його плюсів і мінусів. Пошлемося на Німеччину. На частку ВЕС і СЕС тут припадає близько 31% усіє електроенергії в країні. Частка АЕС скоротилася до 13% (до 2025 року Німеччина зупинить всі ядерні енергоблоки). Частка вугільних електростанцій зросла до 55%. У результаті вартість електроенергії в Німеччині стала найбільшою в Європі й лише 43% джерел електроенергії в цій країні визнається екологічно прийнятними. А поруч, у Франції, де домінує ядерна енергетика, частка таких джерел становить 93%. Стратегія-35 передбачає, що частка СЕС і ВЕС у виробництві електроенергії в Україні до 2035 року зросте до 13% (збільшення в порівнянні з існуючим станом більш ніж у 10 разів). Йдуть розмови про те, що за межами 2035 року частка електроенергії, що виробляється СЕС і ВЕС, повинна зрости до 40% (за прикладом деяких країн Європи). Але в Стратегії-35 не йдеться про створення резервних потужностей. Відповідно, вони не враховуються в прогнозах розвитку (витрати, матеріальні ресурси, майданчики для будівництва, і т.д.) Чи є думка, що економіка країни буде функціонувати у прив'язці до швидкості вітру та кількості хмар на небі?
Перспективи ВЕС і СЕС вимагають ретельного аналізу. Необхідно врахувати всі складові, в тому числі – вплив на стійкість і надійність енергосистеми і... на економіку країни. Давайте прикинемо, скільки буде коштувати українська продукція за умов «жирного» тарифу на електроенергію СЕС і ВЕС, який планується зберегти на досить високому рівні за одночасного зростання частки цих джерел електроенергії (до речі, обов'язкової для закупівлі). Але ж треба ще враховувати будівництво резервних потужностей. Та й акумулятори електроенергії дорого коштують. Яким у результаті буде середній тариф на електроенергію в країні? Або, як завжди, будемо рятуватися за рахунок подальшого відносного зниження тарифу АЕС? Але ж так і догратися можна. На жаль, перспективи ВЕС і СЕС в умовах України – ще докладно не оцінені.
За цих умов, скажемо так, досить ризикованим є рішення про видачу дозволів на приєднання до енергосистеми будь-якої кількості ВЕС і СЕС без вивчення і підтвердження їхнього впливу на стабільність і стійкість енергосистеми, навколишнє середовище та економіку країни. За деякими даними, вже видано дозволи на приєднання до енергосистеми близько 7000 МВт ВДЕ. Але професіонали розуміють, що регулююча здатність існуючої енергосистеми більш 3000 МВт «не потягне». Куди ми йдемо? При такому підході проблеми будуть лише наростати і можуть призвести до критичних ситуацій у майбутньому.
БАЛАНС МОЖЛИВОСТЕЙ
У будь-якому випадку, гарантії енергетичної безпеки Україна зможе мати тільки тоді, коли розвиток її електроенергетики буде спиратися на результати детального аналізу сумісності й пропорцій різних видів генерації в загальному балансі виробництва електроенергії, необхідної країні. Пропорції джерел генерації в загальному парку потужностей країни повинні бути обґрунтовані також і з точки зору економіки. Це питання – не просто про тариф і скільки за це буде платити споживач електроенергії. Питання – в економіці, яка вирішальним чином впливає на майбутнє держави.
Багаторічна бездумна тарифна політика призвела до того, що тарифи на електроенергію, яка виробляється ТЕС, багаторазово вище тарифів на електроенергію, яку виробляють АЕС. Ніякими технологічними відмінностями або режимами експлуатації пояснити це неможливо. Причина в одному – жадібність олігархічно-чиновницького клану. Власники вугільних шахт і власники ТЕС – це одні й ті ж особи (олігархи і держава). Здавалося б, за таких божевільних тарифів у нас повинні бути кращі в світі шахти, найбезпечніші умови роботи шахтарів, а також найсучасніша в світі теплова енергетика. На жаль...
Безліч питань маємо і щодо наших перспектив. Треба будувати нові блоки і ТЕС, і АЕС, і реконструювати електричні мережі. Де взяти кошти? У західних партнерів кошти звичайно є, але це будуть кредити, а «за позику – віддяка». За рахунок чого віддавати борги? Підвищувати тарифи на електроенергію ТЕС? Куди вже далі. Якщо ж підвищувати тарифи на електроенергію АЕС (нагадаємо, їхня частка у виробництві електроенергії – більше 50%) без зменшення тарифів ТЕС, то середній тариф на електроенергію в країні стає неприйнятним для бізнесу, населення й економіки держави в цілому. А ще й частка ВЕС і СЕС з їх «захопливим» тарифом, який у перспективі зросте до 13%.
Але й це не все. Маємо збудувати також резервні потужності для «підтримки» ВЕС і ТЕС. Маємо провести глибоку реконструкцію мереж, без надійної роботи яких від ринку електроенергії залишиться одна назва. На які економічні розрахунки ми можемо спертись, де вони? На які хоча б орієнтовні фінансові моделі покриття витрат, необхідних для забезпечення енергетичної безпеки України в найближчій та віддаленій перспективі?
Можливо, ви скажете, що автори цих нотаток ломляться у «відкриті двері». Однак ми віримо, що волюнтаризм та безграмотність поступляться місцем істинному патріотизму та професіоналізму. А, відтак, у країні з'явиться нарешті реальний та ефективний ринок електроенергії.
Автори статті – члени Українського ядерного товариства: екс-голова Держкоматому України Григорій Копчинський, заслужений енергетик України Віктор Шендерович, екс-заступник міністра палива та енергетики України Микола Штейнберг
