Украина готовится к полной синхронизации своей энергетической системы с электросетями Евросоюза ENTSO-E.
В частности, правительства и энергетики должны обеспечить надежную работу государственных ТЭС и АЭС для прохождения недельного тестового периода в режиме изолированной работы, запланированного на февраль 2022 года.
Однако на электростанциях не хватает угля и происходит рекордное количество аварий. Тем временем энергоблоки атомных станций долгое время простаивали из-за задержек с ремонтами и только в декабре увеличили производство электроэнергии.
Куда это может привести энергетику и всю экономику страны, задекларировавшую амбициозные климатические цели и стремящуюся декарбонизоваться?
Зима как стресс-тест для энергосистемы
В настоящее время большинство электрических сетей Украины работает синхронно с энергосистемами Беларуси и России, с которыми все время проходят технологические перетекания электроэнергии.
Исключение – Бурштынский энергетический остров, расположенный в Закарпатской, Ивано-Франковской и Львовской областях. Он подключен к энергосистеме Евросоюза ENTSO-E, объединяющей 43 оператора в 36 странах Европы.
Министр энергетики Герман Галущенко заявлял, что Украина готова к синхронизации. Его оптимизм разделял и премьер-министр Денис Шмыгаль.
“Украина неукоснительно соблюдает взятые обязательства для реализации полной интеграции, запланированной на 2023 г., которая даст Украине реальную энергонезависимость и возможность отделиться от энергосистем России и Беларуси”, – отмечал украинский премьер.
Согласно планам оператора энергосистемы “Укрэнерго”, на прохождение тестового периода изолированной работы остров Бурштынской ТЭС отключат от ENTSO-E и объединят с основной частью энергосистемы Украины, которую физически отсоединят от России и Беларуси.
Это даст “Укрэнерго” дополнительные 600 МВт маневровых мощностей Бурштынской ТЭС, работающих на экспорт электроэнергии в ЕС. Этого должно было бы хватить для покрытия потребностей в гибкости энергосистемы на тестовый период, однако есть несколько “но”, связанных с состоянием угольных энергоблоков и доступностью топлива.
При физическом отключении от энергосистем северных соседей Украина не сможет получить аварийную помощь при внезапной и существенной потере генерирующей мощности. В таких условиях одновременный отказ нескольких угольных ТЭС при худшем сценарии станет спусковым крючком для системной аварии – блекаута.
Состояние угольных ТЭС: аварийность и нехватка топлива
Как показывает аналитика общественной организации SaveDnipro, в последние годы количество аварий на украинских ТЭС постоянно растет, что чревато надежной работой энергосистемы. На Запорожской ТЭС в 2021 г. произошли многочисленные аварийные остановки блоков, однажды произошло полное отключение станции.
Состояние других станций не намного лучше. Янтарная ТЭС в 2021 г. имела десятки технологических нарушений и аварий. Одна из них в конце ноября окончилась смертью работника станции и тяжелыми травмами еще троих.
В отчете Госэнергонадзора по итогам внеплановой инспекции Бурштынской ТЭС указывается, что на энергоблоке №7, где произошла авария, должным образом не выполнялся ремонтный цикл оборудования и нарушались требования к технологической очистке воды перед ее подачей в систему ТЭС.
Количество отказов на ТЭС и ТЭЦ в 2021 г. возросло до 472 или в 2,4 раза по сравнению с 2020 г. В начале ноября оборудование тепловой энергетики суммарной установленной мощностью 9,1 ГВт находилось в нерабочем состоянии.
Последняя надежда возлагается на государственные компании “Нефтегаз” и “Центрэнерго”.
Они должны договориться об объемах газа и расчетах, которые обеспечили бы способность маневровых энергоблоков (два по 300 МВт на Трипольской ТЭС) и других мощностей ТЭС “Центрэнерго” работать на газе и обеспечивать резерв мощности при прохождении изолированного режима работы.
Откуда берется уголь
В феврале 2021 г. при пиковом спросе на ток во время морозов из-за многочисленных неисправностей, аварийных ремонтов и нехватки топлива недоступными для работы в энергосистеме были энергоблоки ТЭС совокупной мощностью более 5 ГВт.
В июле на летнем пике потребления электроэнергии снова возник дефицит угля на складах электростанций. Значительное количество энергоблоков было на ремонте.
Импорт угля в 2021 г. вырос на 2,3 млн. т. Он включает поставки из двух шахт шахтоуправления “Обуховская” в Ростовской области РФ, принадлежащих ДТЭК, но происхождение большей части российского угля неизвестно.
Запасы угля на складах ТЭС 14 декабря составили 459,6 тыс. тонн – втрое меньше, чем год назад. На складах ТЭС “Центрэнерго” угля почти нет. Большинство энергоблоков государственных ТЭС не работают: из-за отсутствия топлива, ремонтных работ или консервации в ноябре простаивали 20 из 23-х блоков.
Импортирует уголь только компания ДТЭК, которая наряду с традиционными поставками из РФ собственного антрацита заказала морскую доставку угля из США и Колумбии.
Собственная добыча угля сокращается, несмотря на постоянное субсидирование шахт. По оценке Секретариата энергетического сообщества (СЭС), на субсидирование добычи энергетического угля Украина в 2018-2019 гг. потратила 751 млн. евро – больше всего из всех стран-членов этой организации.
За последние пять лет объемы добычи угля государственными и частными шахтами сократились с 40,9 млн. тонн в 2016 г. до 28,8 млн. тонн в 2020 г.
Разговоры чиновников с международными донорами о “справедливой трансформации” угольных регионов напоминают отпевание шахтерской отрасли. Даже сейчас правительство думает не о решении социальных и экологических проблем, а о заработке на “похоронах” шахтерского дела на средства ЕС.
По данным Государственной фискальной службы, в течение 2015-2019 гг. из РФ был импортирован уголь на 6,5 млрд. дол. Как стало известно из расследований о деятельности компаний Виктора Медведчука и Тараса Козака, часть этих средств пошла на финансирование террористических группировок на территории ОРДЛО.
Однако в 2021 г. доля импорта российского угля, по данным таможенной службы, выросла до 65% и рекордна за весь предыдущий период с 2014 г.
Что еще имеет энергосистема
2 декабря государственная компания “Энергоатом”, управляющая всеми АЭС с 15 реакторами, сообщила, что Запорожская АЭС “впервые в истории отечественной атомной отрасли работает на 100% установленной мощности – 6040 МВт”. Почему же эта станция не использовала все мощности в предыдущие зимы?
Хотя атомная энергетика производит более половины всей электроэнергии, коэффициент использования установленных мощностей (КИУМ) АЭС самый низкий в мире. В 2020 г. этот показатель опустился до рекордно низких 62,7%.
То есть более трети мощностей “Энергоатома” простаивала вместо того, чтобы производить относительно чистую, по сравнению с угольной генерацией, электроэнергию. За девять месяцев 2021 года ситуация улучшилась: КИУМ станций повысился до 68,3%, но остался самым низким в мире.
Рядом с Запорожской АЭС находится Запорожская ТЭС с четырьмя угольными блоками по 300 МВт каждый. Это чуть больше одного атомного энергоблока. Эти большие угольные блоки проектировались для работы преимущественно в режиме базовой нагрузки и не способны к быстрому и глубокому маневрированию.
Одновременно принимать электроэнергию равным графиком от шести блоков государственной АЭС и соседней частной угольной ТЭС энергосистема не могла, особенно летом ночью, когда потребление электроэнергии иногда опускалось до 11 ГВт при установленной мощности атомной энергетики 13,8 ГВт.
По данным “Укрэнерго”, ресурс двух из четырех блоков ТЭС сработан полностью и скоро они будут выведены из эксплуатации. Специалисты ожидают, что два блока, модернизированные после приватизации станции, останутся в энергосистеме, но уже не будут работать в режиме базовой нагрузки.
По сравнению с угольными ТЭС, строившимися в 1960-1970 гг. и рассчитанными на 50 лет эксплуатации, атомная энергетика ощутимо моложе.
Основная часть энергоблоков АЭС построена в 1980-1990 гг., несмотря на Чернобыльскую катастрофу и мораторий на ядерное строительство. Еще два блока были введены в эксплуатацию в 2004 г. на Хмельницкой и Ровенской АЭС.
В отличие от ТЭС, где ежедневно сгорают тысячи тонн топлива, а угольные склады занимают десятки гектаров, атомные станции могут запасаться урановыми топливными сборками (ТВЭЛ) на несколько лет, что иногда и производили. При полной погрузке на реакторы топливные сборки необходимо менять раз в год.
Важно, что топливная составляющая в себестоимости электроэнергии для АЭС незначительна, тогда как для ТЭС она составляет 80-90% себестоимости электроэнергии.
Поэтому атомные станции могут продавать электроэнергию значительно дешевле, но, в отличие от ТЭС, они не могут быстро изменять свою мощность и балансировать суточные колебания спроса и неравномерность генерации из возобновляемых источников. Только один блок Хмельницкой АЭС, благодаря техническим модификациям, может регулировать свою мощность в определенных пределах.
Основную работу по балансировке системы выполняют гидроэлектростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) государственной компании “Укргидроэнерго”.
ГАЭС, в отличие от ГЭС, могут работать в качестве потребителей электроэнергии, закачивая воду в верхний резервуар. Всемирный банк в 2021 г. предоставил “Укргидроэнерго” кредит на 212 млн. долл. для установки 197 МВт современных батарейных систем накопления электроэнергии.
С 2014 г. Украина покупает ядерное топливо не у России, а у шведского завода американской компании Westinghouse. В частности, в течение 2014-2017 гг. Westinghouse поставила 13 партий по 42 сборника ТВЗ-WR, а доля российской компании ТВЭЛ за три года сократилась с 90-95% до 60%.
В 2017 г. доля топлива Westinghouse в суммарном импорте ядерного топлива составила 41,4%. С тех пор распределение украинского рынка между ТВЭЛ и Westinghouse остается примерно на том же уровне: 60% на 40%.
В 2020 г. Украина импортировала из РФ ядерного топлива на 212 млн. долл., что составляет 62% от поставок топливных сборок. Остальные 38% поставила Westinghouse.
В случае прекращения поставок из России Украина может некоторое время работать на имеющихся запасах, а затем полностью переключиться на американское ядерное топливо. По сравнению с угольными миллиардами оно стоит в десять раз меньше.
Годовой запас ядерного топлива для всех украинских АЭС стоит около 500 млн. долл. и помещается в несколько железнодорожных вагонов.
“Зеленый курс” и декарбонизация
30 июля правительство приняло второй Национально определенный вклад Украины (НВВ2) в Парижское соглашение, в котором предусматривается незначительное, но реальное сокращение выбросов парниковых газов: на 7% к 2030 г. по отношению к уровню 2018 г.
В первом и втором периодах Киотского протокола климатические цели были виртуальными. Тогда базовым годом для счета был 1991 г., когда ТЭС, тяжелая промышленность и предприятия ВПК работали на полную мощность.
В секторе энергетики согласно НПВ2 предполагается сократить выбросы с 99 млн. тонн в 2018 г. до 68,1 млн. тонн в 2030 г. Правда, пока не ясно, как Украина будет сокращать выбросы СО2, не закрывая угольные ТЭС и не строя новые чистые генерирующие мощности им на замену.
На недавней климатической конференции ООН COP26 в Глазго украинская делегация присоединилась к международной антиугольной коалиции Powering Past Coal Alliance и пообещала к 2035 г. отказаться от угля на государственных электростанциях.
Правда, вице-премьер-министр по вопросам европейской и евроатлантической интеграции Ольга Стефанишина опровергла эту информацию. Реагируя на правительственные колебания, экологические активисты использовали фасад Минэнерго как экран, подсветив на нем призыв выполнить взятые на себя обязательства.
Накануне активисты Fridays for Future Ukraine и Exctinction Rebellion Ukraine пикетировали другое здание министерства. Они потребовали отправить в отставку Галущенко, скомпрометированного авариями на Бурштынской ТЭС и проваленной политикой в сфере регулирования тепловой энергетики.
Некоторые связанные с углем вопросы боролись 15 декабря на мероприятии по теме декарбонизации экономики, организованном Национальным советом инвестиций и юридической фирмой Kinstellar.
Как отметил заместитель министра энергетики по европейской интеграции Ярослав Демченков, в ноябре на заседании Совета министров Энергетического сообщества было согласовано, что договорные стороны будут разрабатывать конкретные планы по декарбонизации энергетики.
“Украина уже начинает готовить план декарбонизации. Мы также работаем над новой энергетической стратегией до 2050 года и над интегрированным национальным планом по энергетике и климату до 2030 года. Надеюсь, что в первом квартале (2022 г. – ЭП) мы представим эти два документа представителям общественности и экспертам”, – сказал Демченков.
Замминистра подчеркнул: в Украине проектный срок эксплуатации угольных электростанций давно истек, а предельный ресурс эксплуатации исчерпан для всех угольных энергоблоков, подтверждающих данные “Укрэнерго”.
Что делать с угольной энергетикой
В июле Верховная Рада приняла постановление, в котором рекомендовала правительству определить переходную роль ТЭС и ТЭЦ в энергообеспечении страны в условиях декарбонизации и меры по сокращению выбросов токсичных веществ.
В сентябре аналитики немецкого проекта Low Carbon Ukraine представили результаты моделирования и экономическую оценку возможных сценариев эволюции украинской энергосистемы в следующие десять лет в условиях замещения угольной генерации.
В заключении аналитики рекомендуют Украине вернуться на путь соблюдения взятых в рамках договора об Энергетическом сообществе обязательств по приведению тепловой энергетики в соответствие с требованиями директивы 2010/75/ЕС “О промышленных выбросах”. Это позволило бы предотвратить репутационные потери и возможные санкции со стороны ЕС.
В частности, Секретариат Энергетического сообщества может начать санкционную процедуру за невыполнение обязательств по имплементации “Национального плана сокращения выбросов” (НПСВ).
“Имплементация директивы 2010/75/ЕС, в частности, переход природоохранной разрешительной системы на прозрачную цифровую процедуру интегрированного разрешения, внедрение лучших технологий и методов управления в промышленности и регулярного мониторинга, является одним из ключевых экологических обязательств Украины в рамках соглашения об ассоциации с ЕС.
Эту задачу Украина должна была выполнить до 2019 г., еще до переговоров с ЕС о поддержке “зеленого курса”, которые остаются на декларативном уровне”, – комментирует руководитель отдела энергетики ОО “Экодия” Константин Криницкий.
В НПСВ вошли те энергоблоки ТЭС, в отношении которых генерирующие компании задекларировали намерения установить фильтры для очистки дымовых газов от пыли, оксидов серы и азота.
Остальные мощности тепловой энергетики получили в 2016 году от Совета министров “разрешения на смерть”: возможность работать ограниченное количество часов без установки фильтров с закрытием после их исчерпания.
Рабочие часы для части энергоблоков Бурштынской и Добротворской ТЭС уже почти исчерпаны, поскольку они получили разрешение работать только 20 тыс. часов с 1 января 2018 г. по 1 января 2023 г.
После парламентских слушаний о состоянии выполнения НПСВ в начале 2021 года стало очевидно, что Евросоюз не продолжит экспорт “угля по проводам” из этих двух станций в ЕС.
“Продление срока службы устаревших, неэффективных угольных электростанций не служит никаким целям. Это вредно для здоровья, окружающей среды и энергетической системы. Итак, мы считаем, что это действительно не путь вперед”.
Мы бы хотели принять участие в дискуссии о модернизации энергетической системы, чтобы можно было вкладываться в экологические ограничения, чтобы вам не пришлось нарушать свои международные обязательства, чтобы у нас была более надежная, более эффективная энергетическая система и чтобы Украина могла присоединиться к “зеленому курсу” “вместе с ЕС, как того желает правительство”, – отметил на слушаниях министр-советник представительства ЕС в Украине Торстен Уоллерт.
Для достижения успеха в переговорах с Энергетическим сообществом и Еврокомиссией в вопросах объединения энергетических рынков и последующей торговли электроэнергию немецкие эксперты советуют Украине начать с “озеленения” своего НПСВ: постепенного вывода из эксплуатации угольных ТЭС и их замены безуглеродными генерирующими мощностями.
“Это более выгодный вариант для Украины с экономической и экологической точек зрения”, – отмечают эксперты Low Carbon.
По их мнению, после гарантирования этого обязательства, процесс пересмотра НПСВ должен быть тщательно спланирован с привлечением национальных и международных стейкхолдеров и экспертов.
Это будет включать принятие решения о перечне тепловых станций, которые останутся в эксплуатации после 2033 г., проектирование НПСВ, его пересмотр с Энергетическим сообществом и самое главное – выполнение НПСВ.
В общем, для стремительного “озеленения” электроэнергетики Украины есть все предпосылки. Если правительство успешно проведет корпоратизацию “Энергоатома”, то производство электроэнергии на АЭС и их КИУМ значительно повысятся.
Завершение реформы рынка электроэнергии и имплементация договора об Энергетическом сообществе разблокируют развитие ВИЭ в Украине и позволят привлечь масштабные частные вложения в современные генерирующие мощности.
Тогда Украина в полной мере присоединится к единому энергетическому рынку ЕС и ускорит декарбонизацию экономики. Это позволит успешно интегрироваться в Евросоюз, который стремится к достижению нулевых выбросов СО2 к 2050 г. (Олег Савицкий, Epravda.com.ua/Энергетика Украины и мира)