С нашего офиса в Хьюстоне, штат Техас, процессы в украинской электроэнергетике, наверное, выглядят иначе, чем изнутри. Украина является лишь одной из 177 стран, где мы ведем дела, и поэтому должны с чем-то сравнивать. Таким образом, изменения, которые здесь происходят, это, как говорят украинцы, предательство, или победа?
Хочу сразу заверить, что наши оценки базируются на математике, а не риторике. Мы выполнили анализ более 50 энергосистем в мире и с помощью математического моделирования определили оптимальный дизайн этих энергосистем при различных сценариях развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ).
Задача моделирования и сценарного планирования стала актуальной для многих стран именно через бурное развитие ВИЭ – впервые со времен электрификации меняются принципы функционирования энергетических систем.
Гигантские централизованные электростанции, которые считались (и были раньше) наиболее эффективными, уступают место комбинации ВИЭ и средств их балансировки.
Наши исследования, так же как и опыт других исследователей, указывают на то, что провозглашение курса на 100% возобновляемую энергетику будущего не является пустым лозунгом.
Существуют реалистичные и экономически обоснованные сценарии такого перехода для каждой страны. Поиск оптимальной конфигурации энергосистемы на каждом из этапов этого перехода (т. е. дорожной карты) – это уже практическая задача для правительства и оператора системы передачи.
Что является движущей силой таких тектонических изменений? Конечно, запрос общества на сохранение окружающей среды. Этот фактор был определяющим, когда западные демократии создавали стимулы для инвестиций в ВИЭ.
Технологии были дорогими, но общество соглашалось на высокую плату, то тариф на киловатт час произведенной энергии, или прямые субсидии производителям из бюджета.
Однако сейчас к общественному интересу добавился другой мощный драйвер. Удешевление технологий привело к тому, что, например, в прошлом году солнечные станции стали экономически жизнеспособными без субсидий.
На способность энергосистемы принять значительные объемы ВИЭ влияет гибкость, то есть способность системы компенсировать колебания мощности ВИЭ, вызванные изменениями погодных условий
В Китае и США достигнуты так называемые “точки перелома”, когда стоимость электроэнергии новых ветровых и солнечных станций сравнялась со стоимостью электроэнергии новых тепловых (угольных и газовых) станций. Япония и Индия пересекут эту точку в последующие несколько лет.
Но настоящая революция начнется, когда стоимость энергии новых ВИЭ сравняется со стоимостью энергии существующих тепловых станций. В Германии это ожидается после 2025 года.
С учетом этого фактора политические решения многих стран о закрытии угольных ТЭС уже не выглядят популистскими. Более дешевые ВИЭ начнут вытеснять ТЭС просто цене.
И это уже происходит там, где действует настоящий рынок и где есть минимум государственного регулирования. Например, в США, несмотря на риторику президента, громко высказывается в поддержку угольной отрасли и угольной генерации, массово закрываются угольные ТЭС.
Только в прошлом году и только одна компания Vistra Energy вывела из эксплуатации в штате Техас 4,1 ГВт угольной генерации – это эквивалент мощности двух Хмельницкой АЭС.
Итак, постепенный переход на возобновляемые источники энергии – это экономически оправдана идея, которая доказала свою жизнеспособность.
Где в этом процессе находится Украина?
Бесспорно, Украина является региональным лидером по темпам роста ВИЭ. Стратегически – это движение в правильном направлении, нахождение в современном тренде и потенциально – возможность получить конкурентные преимущества в экономическом соревновании стран как региона, так и глобально.
Однако, внимание профессиональной энергетического сообщества, инвесторов и общественности сегодня приковано к тарифам на зеленую энергию.
Существующие зеленые тарифы неоправданно высокими и несут угрозу изменения отношения общества к прогрессивным в целом процессов. Это очень серьезный вызов для политического и отраслевого руководства, для тех, кто формирует энергетический повестку дня в стране.
Переход к формированию тарифов для ВИЭ через аукционы должен снять напряжение в обществе благодаря конкурентной модели тарифообразования.
Доказательств успешности этого пути – множество. Аукционы в Аргентине, Индии, Канаде, десятках других стран уменьшили стоимость киловатт-часа в разы.
На основании результатов первых аукционов Южно-Африканская Республика (ЮАР), что по конфигурации энергосистемы является очень похожей на Украине, даже приняла решение изменить перспективный план развития электроэнергетики.
Там решили отказаться от строительства новых АЭС и угольных ТЭС, зато базовую потребность в электроэнергии страна будет удовлетворять с помощью ВИЭ.
Наше моделирование продемонстрировало руководству государственной энергетической компании ESCOM, что дешевой для потребителей будет электроэнергия, обеспечена комбинацией трех факторов:
* наращиванием мощности ВИЭ,
* сокращением угольной генерации,
* и созданием балансирующей мощности на базе газовой генерации.
Интересно отметить, что в ЮАР нет значительных запасов собственного газа, но маневренная генерация даже на дорогом импортном газе является экономически выгодной, если используется для балансировки ВИЭ.
Похожие события происходят и в Бразилии. В стране внедрена система аукционов ВИЭ, преимущественно ветровых электростанций (ВЭС), и маневренной генерации. А также принята государственная программа построения 24 ГВт ВЭС и 12 ГВт маневренных станций.
Какое оптимальное соотношение различных видов генерации?
Универсального ответа нет. Это зависит от текущего состава оборудования, который является уникальным для каждой страны.
На способность энергосистемы интегрировать значительные объемы ВИЭ влияет гибкость этой системы, то есть ее способность компенсировать колебания мощности ВИЭ, вызванных изменениями погодных условий.
В отличие от традиционных суточных колебаний нагрузок очень хорошо балансируются существующими тепловыми станциями, погрешности в прогнозировании ветровых и солнечных нагрузок требуют других, более динамичных технологий.
По нашему убеждению, энергосистема Украины в нынешнем виде является одной из самых негибких в мире. Может даже самые негибкой. Что это значит?
При быстром росте доли возобновляемой энергии и поддержания на том же уровне производства атомной энергии для обеспечения надежного и дешевого энергоснабжения, энергосистема будет не в состоянии компенсировать колебания ВИЭ.
Единственным способом гарантировать устойчивость системы будет ограничение потребления энергии ветра и солнца.
Из-за высоких зеленых тарифов уже сейчас плата за использование ВИЭ непропорционально высокая для потребителей. Дальнейший рост доли ВИЭ усложнить ситуацию.
Если часть энергии ВИЭ будет ограничена из-за системных требований, потребители эту не потребленную энергию все равно должны коллективно оплатить. Потому что такие условия зеленого тарифа. Масштаб этих неоправданных потерь является большим.
Моделирование Объединенной энергосистемы Украины в программном комплексе Plexos доказывает, что без изменения конфигурации существующей системы около трети всей энергии ВИЭ будет потеряно уже за достижения 7,5 ГВт установленной мощности ВЭС и СЭС. А это произойдет, вероятно, уже через пару лет, учитывая темпы роста ВИЭ.
Дальнейшее наращивание установленной мощности ВИЭ почти не приводит к увеличению потребления этой чистой энергии, но существенно повышает ценовую нагрузку для потребителей.
Таким образом, очень прогрессивное движение к возобновляемой энергетики будущего не сводится только к построению новых мощностей ВИЭ.
Как мы показали на этих расчетах, положительный экологический эффект может быть легко нивелирован экономическими потерями и подрывом доверия к идее.
Какие наши рекомендации?
Универсальный принцип, мы поддерживаем для применения везде, – это введение рыночных, конкурентных условий. Аукционы ВИЭ уже является шагом в правильном направлении по сравнению с неконкурентной процедуре стимулирования с помощью зеленых тарифов. Но этого не достаточно.
Правильно настроенный рынок электрической энергии должен создать ценовые сигналы для инвесторов, построят необходимые для энергосистемы мощности балансировки или другие активы. Например, вернусь в Техас.
Благодаря вполне либерализированному дизайну рынка со свободным доступом к сетям, частные инвесторы построили 22 ГВт ветровых станций – и это без гарантий любого зеленого тарифа.
Без изменений конфигурации существующей энергосистемы в Украине около 1/3 зеленой энергии будет потеряно при достижении 7,5 ГВт установленной мощности, то есть уже через несколько лет
В энергосистеме ERCOT , что покрывает потребности 90% потребителей Техаса, в целом установлено 80 ГВт мощности различных видов генерации, а пиковое потребление – 73 ГВт.
В прошлом году ВЭС обеспечили 18,6% произведенной энергии, а благодаря ценовой конкурентоспособности в отдельные периоды доля ВЭС достигала 55% в общем производстве.
Средняя цена электроэнергии на оптовом рынке “реального времени” была $28 за МВт-ч (примерно 79 коп. за кВт-ч), не самой низкой в США.
Что стало залогом такой эффективности? Дизайн рынка в Техасе формировался на протяжении десятилетий и, в конце концов, стал, наверное, самым передовым в мире. Его отличия:
* отсутствие регулируемых тарифов,
* свободное ценообразование,
* короткие торговые периоды на рынке реального времени – 5 минут, отображающий фактический баланс спроса и предложения в каждый момент времени,
* нодальное (узловое) ценообразование показывает, где именно есть потребность в дополнительных инвестициях в генерирующую мощность или систему передачи,
* высокая планка ценового ограничения – $9000 за МВт-ч (230 грн. за кВт-ч),
* свободный доступ к сетям для потребителей и генераторов, частная собственность сетей не только распределения, но и передачи.
Эти особенности рынка дают возможность инвесторам видеть бизнес-возможности. Скажем, рост доли ВИЭ приводит к волатильности снабжения, отображается на оптовых ценах в коротких периодах.
Цена может расти до астрономических $9000 за МВт-ч. Это стимулирует к инвестициям в соответствующие маневренные мощности или линии электропередач.
По данным авторитетной аналитической компании Greentech Media, благодаря правильному настройке рынке объем ограничений ветровой энергии сократился с 17% в 2009 году до нынешних 0,5%. А цены для потребителей являются одними из самых низких в стране.
Сможет ли рынок электроэнергии в Украине дать подобные результаты?
Наверное, не сразу. После введения рынка его правила еще будут корректироваться несколько лет. Низкая стартовая позиция страны с негибкой энергосистемой и недофинансированными активами потребует принятия административных решений для прохождения переходного периода.
Но ключевыми на этом пути должны быть осознание стратегических целей, четкое видение будущего энергетики Украины и осведомленность о месте украинской электроэнергетики в мировом и европейском энергетическом переходе.
Залогом этого должно быть активная позиция государственных органов и участников рынка, изучение мирового опыта и применения этой экспертизы для создания экологической и экономически выгодной энергосистемы. (Юсси Хейкинен, директор по росту и развитию Wartsila Energy Business, Americas, БизнесЦензор/Энергетика Украины и мира)