Украинские инвесторы в возобновляемую энергетику и экологические активисты вскоре могут попасть под осуждение местной общины, потому что стали одним из главных факторов повышения цен на электроэнергию. Ценителям “чистой” энергии придется публично признать недостатки работы современной “зеленой” генерации и то, что украинский закон о развитии возобновляемой энергетики является откровенно лоббистским – в пользу самих инвесторов.
Переписывать закон или принимать меры, чтобы ограничить рост цен на электроэнергию, по собственной инициативе инвесторы не хотят. Зато ускоренными темпами строят новые солнечные и ветровые мощности, проекты которых годами пылились на полках. А множество новых компаний подают документы в НЭК “Укрэнерго” для получения разрешений на присоединение к электросетям и продажу электроэнергии из “зеленых” источников.
Дело в том, что государство обязано до 2029 года закупать всю возобновляемую энергию альтернативных станций, которые подключились до 2020 года. “Укрэнерго” уже выдал “зеленых” разрешений более чем на 7500 МВт и продолжает рассматривать документы, потому что не имеет права их не принимать. Сейчас такие условия работы “зеленой” энергетики в мире считаются просто “каменным веком” – но не в Украине.
Недавно глава “Укрэнерго” Всеволод Ковальчук провел презентацию исследования, как могут вырасти цены на электроэнергию уже с середины 2019 года, когда заработает свободный рынок электроэнергии. Чиновник также предложил “зеленым” энергетикам принять участие в формировании нового бизнеса – создании системы вспомогательных услуг на рынке электроэнергии, чтобы сдержать рост цен. Самая главная из услуг – регулирование мощностей в общей сети, ведь чем больше в балансе “зеленой” генерации, тем менее надежной становится ее поставка потребителям. Mind решил разобраться, чего именно опасается “Укренерго” и какие шаги для решения проблем предлагает.
О чем предпочитают не говорить экологи и инвесторы “зеленой” энергетики?
Ни солнце, ни ветер не являются постоянными источниками энергии. Солнечные станции работают только в светлое время суток. Любые облака – и производство падает, а уже перед вечерним максимумом потребления (около 18.00-19.00 часов) станции вообще выпадают из общего баланса. Ночью они ничего не производят.
Сколько времени, в какую сторону и с какой скоростью будет дуть ветер – тоже трудно определить. Более того, при достижении определенной скорости ветра турбины вообще выключают, чтобы их просто не снесло. Поэтому сильный ветер вовсе не показатель высокого производства электроэнергии.
Впрочем, каждый день производители “зеленой” энергии подают в центральную диспетчерскую “Укрэнерго” прогнозные графики производства. На презентации Всеволод Ковальчук показал один из таких графиков: заявили 620 МВт, а по факту выдали 440 МВт. “Общий сравнительный анализ данных за 2016-2017 годы дает основания говорить, что “альтернативщики” завышают свои ожидания минимум на 30%. Самая сложная ситуация с ветровыми станциями: они завышают плановый график от 20 до 90%”, – констатировал глава НЭК.
Никакой ответственности за прогнозирование производители “зеленой” энергии не несут, поэтому и продолжают рисовать свои графики “с потолка”. А значит, кто-то должен “стоять и ждать”, чтобы в случае провала мощности быстро подключиться и выработать дополнительную электроэнергию вместо “альтернативщиков”. Иначе придется отключать потребителей.
Кто страхует “альтернативщиков”?
Общая установленная мощность украинской генерации составляет 55 000 МВт. Мощности не работают все вместе, а включаются при необходимости. В холодный период потребление растет и в пиковые часы достигает 26 000-27 000 МВт. Сейчас пиковое потребление – 16 000-17 000 МВт, летом оно будет еще меньше. При этом в общей сети периодически фиксируются краткосрочные – от 15 минут до одного часа – отклонения мощности, примерно в 450 МВт, плюс-минус несколько сотен в зимние и летние максимумы. Чтобы их нивелировать, НЭК “Укрэнерго” держит в резерве более 1000 МВт генерации.
Полностью базовой, то есть работающей круглосуточно с одинаковой мощностью, можно назвать только атомную генерацию, ее проектные мощности – 12 000 МВт, а обычно работает 7000-9000 МВт. Другие составляющие, такие как тепловая генерация ТЭС и ТЭЦ, гидроэнергетика ГЭС и ГАЭС, можно отнести к регулирующим мощностям, которые и страхуют всю объединенную энергосистему страны. В каком соотношении формируются эти регулирующие мощности, зависит от сезона, а также от экономической целесообразности. Например, сейчас почти вся гидрогенерация из-за половодья работает в базовом режиме, так как куда-то эту воду надо девать. А в резерве стоят угольные блоки ТЭС – самые дорогие и экологически опасные.
Альтернативная генерация в резервировании не участвует, наоборот, она только создает дополнительные нагрузки на сеть. Сейчас ее доля в общем балансе производства составляет менее 3%, но под нее формируется до 50% регулирующих мощностей.
“Штрафов за то, что они не выполняют заявленные графики, нет. Даже больше, нормативом в законе предусмотрено, что они могут отклоняться на 50%. Их безответственность приводит к тому, что оптовый рынок электроэнергии, по нашим заявкам, увеличивает бронирования мощностей на каждый конкретный момент времени. А увеличение этих резервов автоматически ведет к уменьшению базы атомных станций, дешевой энергии”, – объясняет ситуацию Виталий Зайченко, главный диспетчер “Укрэнерго”.
К тому же применение угольных мощностей как резервных оплачивается по более высоким тарифам, чем тепловые станции работают в базе (1,98 грн. за 1 кВт. – Mind). То есть такой подход способствует повышению цен на электроэнергию.
В чем заключается социальная безответственность “зеленого” лобби?
В августе 2017 года в Дымерке открылась первая очередь крупнейшей солнечной станции в Киевской области. Автор Mind тогда поинтересовался у инвесторов, как быть с проблемой регулирования и ответственности “зеленых” энергетиков?
“Если вопросы регулирования внесут в законодательство, будем искать решение через смарт-регулирование или установку батарей. Мы готовы работать в новых условиях, но хотим, чтобы такое регулирование стало бизнесом”, – ответил тогда Сергей Евтушенко, управляющий партнер инвестора UDP Renewables. На самом деле, это позиция всех “зеленых” инвесторов: они ждут инициатив и предложений от государства.
Всеволод Ковальчук во время своей презентации призвал бизнесменов срочно строить высокоманевренные мощности и системы накопления энергии, такие как газопоршневые блоки и мощные литиевые батареи, вроде тех, что строит Илон Маск.
При нынешних темпах развития генерации из возобновляемых источников к 2025 году Украина будет иметь 7500 МВт, а то и больше “зеленых” мощностей. И только для их регулирования необходимо будет иметь 2500 МВт высокоманевренных мощностей, из которых 2000 МВт должны составить газопоршневые станции, и 500 МВт – накопители энергии, так называемые energy storage.
Общая стоимость строительства таких мощностей составит 55 млрд. грн. (по ценам 2017 года), а срок строительства – 1,5-2 года. При этом первые 500 МВт должны появиться уже к 2020 году, а в 2021-м их должно быть 800 МВт.
Почему “Укрэнерго” требует строительства современных регулирующих мощностей? График работы солнечной электростанции показывает колебания мощности ежеминутно. Периодически происходят пиковые падения, когда станция просто отключается от общей системы. Ведущие энергетики мира создали литиевые аккумуляторные батареи, которые “подстраховывают” солнечные станции и поддерживают необходимую мощность, это так называемое первичное регулирование. Самым известным примером является система батарей на 100 МВт, построенная Илоном Маском в декабре 2017 года в энергодефицитном районе Австралии.
При колебании мощности батарея подключается к общей системе за 0,6 секунды и выдает свои запасы в общую сеть. У австралийских диспетчеров возникла курьезная проблема: они не могут точно посчитать, сколько же энергии батарея отдала в сеть, потому что их системы подсчета слишком медленные.
Подобные батарейные комплексы при станциях альтернативной генерации предлагает устанавливать и “Укрэнерго”: станции могли бы работать по два цикла “заряд-разряд” в сутки, используя до 70% емкости своих батарей. Пример уже есть. А цены на батареи ежегодно снижаются: в 2018-м ожидается падение еще на 10-12% по сравнению с 2017 годом.
“К сожалению, имеющиеся технологии не позволяют максимально аккумулировать энергию, которая производится по солнечному графику, чтобы потом отдать ее в общую энергосистему во время вечерней нагрузки. Это так называемое вторичное регулирование. Сейчас такие батареи очень дороги, и для компаний они экономически нецелесообразны. Хотя могут быть и исключения, как в любой структуре, когда самый дорогой вариант оказывается самым оптимальным”, – объясняет Виталий Зайченко.
Почему старые технологии могут выиграть у новых?
Вообще-то, сегодня любые проблемы регулирования мощности может покрыть тепловая генерация – угольные блоки ТЭС. Диапазон большинства блоков составляет около 30%: любой блок при необходимости можно поднять или снизить на треть. При этом тот же блок на 300 МВт изначально спроектирован так, что имеет запас первичного регулирования до 5 МВт: если частота отклонилась, он без всякого ручного вмешательства выравнивает отклонение при подаче энергии в энергосистему.
Если провалы общей сети больше – 300-400-500 МВт, диспетчер “Укрэнерго” дает команду включить дополнительные мощности угольных блоков. И через некоторое время тепловые блоки увеличивают свои мощности – для блоков различной мощности он разный. А потом снижают или выключают их, после решения проблемы. Эта услуга, во-первых, оплачивается по повышенному тарифу. Во-вторых, вызывает дополнительные экологически опасные выбросы СО2, серы, пыли. Как и писал Mind – углеродно-зеленый казус.
Зато газопоршневые станции позволяют решить проблему регулирования “меньшими жертвами”. Они запускаются по команде диспетчера, время запуска – 10 минут, а мощность определяется необходимым резервированием. И их не надо постоянно держать в состоянии “горячей готовности”, как угольные блоки, так и расхода топлива значительно меньше. Хотя речь и идет о газе, но его объемы и время потребления минимальные, поэтому для временного регулирования они экономически целесообразны.
В Эстонии работает подобная газовая станция мощностью 300 МВт. В Финляндии есть несколько таких станций общей мощностью 1100 МВт, и они надежно балансируют энергосистемы этих стран, поскольку имеют возможность быстро включаться. Газопоршневые станции в этих странах работают от 50 до 400 часов в год (при покрытии провалов энергосистемы в 15-60 минут).
Для Украины подобные станции – оптимальная поддержка работы общей энергосистемы. Атомные блоки работают в базе. Тепловые блоки тоже в основном в базе, и у них нет перерасхода топлива, а значит, и заоблачных цен. А новые, газопоршневые, станции работают до 200 часов в год, согласно модели, которую “Укрэнерго” закладывает для Украины в ближайшие годы.
Как предотвратить рост стоимости электроэнергии?
Руководителю “Укрэнерго” Всеволоду Ковальчуку сейчас приходится туго – на него обижены все производители энергии. Представители классической генерации ждали презентацию для решения проблем регулирования еще два года назад. А “зеленые” инвесторы считали, что два года назад, после дискуссий с “Укрэнерго”, выиграли “битву” ответственности за небаланс. Но теперь проблема “небаланса” оказалась еще более трудной и запутанной. И может обернуться проотив “зеленых” – поскольку допекли публичной безответственностью.
В “Укрэнерго” уже готовят документы для НКРЭКУ и Минтопэнерго, которые на законодательном уровне должны обязать внедрить ответственность для возобновляемой генерации за четкое выполнение заявленного графика. “Зеленые” должны сделать определенные капиталовложения в структуру и обеспечить систему точного прогнозирования погоды, ведь чем более точным будет их график, тем меньше надо будет резервировать регулирующих мощностей в энергосистеме.
В качестве примера Ковальчук привел результаты работы “зеленой” генерации Германии и Австрии, где самый высокий уровень работы с возобновляемыми источниками. Их система прогнозирования делает ежесуточную погрешность в 3в10%, а если они ставят уровень корректировки “5 минут вперед”, то сводят свою ошибку до 0,7%, что позволяет максимально экономить на услугах резервирования.
Стоимость систем прогнозирования, которые могут покрыть наши территории, плюс лицензия на использование программного обеспечения и компьютеры для климатического моделирования, оцениваются примерно в 800 млн. грн. Ежегодные дивиденды от ее использования составят около 50 млн. грн. В то же время покупка дополнительных резервов путем завышения прогнозных графиков возобновляемой генерации на 20-25% будет стоить потребителям 500 млн. грн. ежегодно, начиная с 2020 года.
Для Украины создание таких систем прогнозирования является критически важным. Они могут быть централизованные – на базе оператора системы передачи электроэнергии. А могут быть децентрализованные: созданы как отдельный бизнес и привязаны к каждой станции. Главное, чтобы они появились к концу 2019 года.
Рост стоимости электроэнергии для потребителей не нравится любой власти, независимо от политического окраса. “Укрэнерго” уже подготовила предложения по стимулированию строительства высокоманевренных мощностей и накопительных батарей. Какими могут быть эти стимулы, более подробно в ближайшее время пойдет речь в другом нашем материале. Также Mind будет отслеживать продвижение этого вопроса по министерским кабинетам. (Инна Коваль, Mind/Энергетика Украины и мира)