Обнадійливий факт: з урахуванням світових тенденцій Україна нарешті визначилася з пріоритетами національної енергетичної політики, враховуючи швидке зростання потужностей відновлюваних джерел енергії (ВДЕ).

Об’єднана енергетична система України — основа електроенергетики держави, загальною потужністю 51,7 млн кВт, є одним з найбільших енергооб’єднань Європи.

За нинішнього стану об’єднана енергетична система з нераціональною структурою генеруючих потужностей і виробництвом АЕС близько 55 % базової електроенергії при різкому дефіциті маневрових потужностей, ГЕС та ГАЕС (близько 12 % загальної потужності ОЕС) є основним джерелом пікових і регулюючих потужностей. Функції аварійного та частотного резервів, регулювання графіка навантажень вимушено виконують також в значних обсягах вугільні блоки ТЕС. Ці блоки, які в основному відпрацювали свій проєктний ресурс, працюють в непроєктних режимах, зокрема з кількістю зупинок-запусків близько 2500 на рік, що призводить до додаткового спрацювання ресурсу, аварій, значного збільшення витрат палива та викидів забруднюючих речовин в довкілля.

За цих умов стрімке неконтрольоване зростання в останні роки потужностей СЕС та ВЕС з їх нестійким виробленням електроенергії у разі відсутності відповідальності за небаланси, з досягненням в 2021 р. 9,2 млн кВт при неготовності до цього ОЕС, створило серйозну проблему з регулювання графіків навантажень і забезпеченням стійкості об’єднаної енергосистеми країни. А вимушена необхідність залучення до регулювання додаткових блоків ТЕС зі збільшенням викидів забруднюючих речовин призвела загалом до критичної ситуації в ОЕС. Балансові обмеження призводять до примусового зниження потужностей АЕС, відключення потужностей СЕС і ВЕС.

Слід наголосити, що системна криза в електроенергетиці виникла передовсім як наслідок неефективного державного управління, системних помилок, допущених у минулі роки. У цих умовах проблема балансування та акумулювання енергії стає ключовою для забезпечення стійкості енергосистеми.

Украй важливо, щоб під час розробки довгострокової «Енергетичної стратегії України на період до 2050 р.» — складової частини стратегічного планування держави, було враховано нові тенденції, закладено інноваційний шлях розвитку з використанням сучасних підходів.

Настав момент істини

Електроенергетика України нині стоїть перед великими викликами, пов’язаними з енергетичним переходом, зі зміною пріоритетів, корінною трансформацією електроенергетичного сектору, включаючи структуру генеруючих потужностей, запровадженням новітніх енергетичних технологій. Настав момент істини, і від того, як ми скористаємося можливостями, що відкриваються, своєчасно передбачимо необхідні заходи з використанням нових підходів на основі прозорого довгострокового планування, залежить майбутнє нашої енергетики та економіки, їх місце у висококонкурентному світі.

У новій глобальній стратегії розвитку ЄС — Європейській «зеленій» угоді (ЕU Green Deal), а також «Європейській водневій стратегії», до яких приєдналась Україна, одним із провідних напрямів є декарбонізація, скорочення викидів, перехід на ВДЕ, виробництво зеленого водню, який до 2050 року може стати головним енергетичним ресурсом в Європі, а значну його частину може бути вироблено в Україні.

Крім того, реальністю стає введення Європейського механізму вуглецевого корегування на кордоні (СВАМ), що передбачає введення вуглецевого мита щодо імпорту продукції з вуглецевим слідом.

В умовах енергетичного переходу у світі набувають дедалі більшого розвитку такі напрями, як розподільча генерація та використання гібридних енерговузлів, які технологічно об’єднують у своєму складі в різних сполученнях ВЕС, СЕС, ГЕС, ГАЕС, промислові акумулятори, виробництво водню тощо. Вони мають суттєві технологічні та фінансові переваги завдяки єдиній системі експлуатації, спільному використанню інфраструктури та споруд, видачі потужності, зниженню капітальних витрат та вартості електроенергії. Енерговузли, переробляючи електроенергію всередині, видають її в систему відповідно до графіка навантажень, і можуть працювати як в умовах розподільчої генерації на локальні мережі або на окремих споживачів, так і на ОЕС, забезпечуючи покращення керованості, умов роботи, зниження перетоків, витрат електроенергії.

Такі енерговузли вже працюють у деяких країн. За оцінкою компанії Blomberg New Energy Finance (BNEF), гібридні енерговузли займуть основну долю ринку електроенергії, при цьому до 2040 року 40% світової електроенергії вироблятимуть ВЕС і СЕС. В умовах енергетичного переходу вкрай важливо, щоб ці напрями знайшли широкий розвиток в енергетичному секторі України.

Дуже важливо, що при цьому створюються не тільки нові гібридні енерговузли в складі ВЕС, СЕС, ГЕС, ГАЕС, промислових акумуляторів, заводів з виробітку водню, а й енерговузли на основі працюючих ГЕС, ГАЕС, АЕС. Енерговузли, розташовані в безпосередній близькості від споживачів, працюючи в умовах розподільчої генерації, забезпечують електропостачання місцевих споживачів: селищ, громад, міст, а також окремих підприємств.

І електроенергія, і водень

Швидке зростання розподільчої генерації на основі енерговузлів із ВДЕ може, як показує практика, стати важливим чинником місцевого розвитку, підтримки міст, громад. Так, наприклад, Житомир, Львів, Миколаїв, Кам’янець-Подільський поставили мету перейти до 100% електропостачання від ВДЕ до 2050 року. І це тільки початок.

У світі вже більше сотні великих міст, електропостачання яких забезпечується з максимальним використанням ВДЕ. До цього напряму належить проєкт Вінд Фарм зі створенням ВЕС потужністю 800 МВт біля Маріуполя, що забезпечить підвищення надійності його електропостачання, а також розвиток національного вітроенергетичного виробництва.

Під час впровадження екологічної модернізації дедалі більше підприємств, зокрема з великим обсягом споживання електроенергії, такі, як гірничо-збагачувальні комбінати, хімічні та металургійні (наприклад «АрселорМіттал Кривий Ріг»), заявляють про наміри перейти на електропостачання від ВДЕ з виробленням водню для використання в технологічному процесі. Енерговузли з ВДЕ у складі підприємств зі значним обсягом експорту їхньої продукції дають змогу значно зменшити або ліквідувати вуглецевий слід.

У Рівненській області планують будівництво ВЕС потужністю 72 МВт для виробництва водню з використанням на місці для «Рівноазоту», а на Сумщині в Білопіллі — велику ВЕС із виробництвом електроенергії та водню.

Одним із напрямів є розвиток малої розподільчої генерації. На початок 2021 року функціонували 32 тисячі домашніх СЕС, вони виробляли майже 1 млрд кВт•год. Це чудова тенденція. Адже розвиток розподільчої генерації дає змогу розвантажити ОЕС, покращити умови роботи, її стійкість та в цілому підвищити ефективність і надійність.

Під час енергетичного переходу на новий технологічний уклад Україну чекає дедалі більший відхід від централізованого виробництва та споживання електроенергії до розподільчої генерації, і це незворотний процес. Енерговузли під час роботи в складі ОЕC України видають в енергосистему збалансовану електроенергію згідно з графіком навантажень та здійснюють допоміжні послуги. Першим таким енерговузлом у Європі був Південно-Український енергокомплекс на р. Південний Буг у складі АЕС потужністю 3000 МВт і Ташлицької ГАЕС потужністю 906 МВт.

За розподільчою генерацією майбутнє

Сьогодні ПрАТ «Укргідроенерго» за підтримки Світового банку реалізує проєкт створення гібридних енерговузлів на деяких ГЕС Дніпровського каскаду з включенням до їх складу систем літій-йонних акумуляторів загальною потужністю 197 МВт, що дасть змогу розширити спектр і поліпшити якість допоміжних послуг регулювання частоти та потужності ОЕС, а також включенням СЕС потужністю 40 МВт.

Також розглядаються можливості включення ВЕС і СЕС до складу певних ГЕС та ГАЕС.

Енерговузли із системами балансування і накопичування енергії можуть відіграти ключову роль у забезпеченні гнучкості і надійності роботи ОЕС України, в інтеграції з європейською енергосистемою ENTSO-E. У складі енерговузлів отримають розвиток новітні технології, що швидко розвиваються, зокрема такі перспективні, з використанням ВЕС та плавучих СЕС на мілководних водосховищах Дніпровського каскаду та інші, також морські ВЕС на акваторії Азовського моря, які мають значну перевагу, не потребуючи вилучення земель.

Необхідно забезпечити максимальну локалізацію виробництва обладнання ВЕС, СЕС, щоб більша частина інвестицій залишалась в Україні, враховуючи наявність підприємств металургії, машинобудування, електротехнічного комплексу, включаючи створення спільних підприємств із провідними світовими фірмами.

Слід також виконати схеми розміщення енерговузлів із ВДЕ на території України, з огляду на розвиток ОЕС України та розподільчої генерації з прив’язкою до об’єктів електропостачання, узгодивши з результатами дослідів щодо водневої енергетики.

Потрібна державна підтримка розвитку розподільчої генерації, гібридних енерговузлів, в тому числі передбачати під час проведення аукціонів у комплексі з потужностями ВДЕ системи балансування та накопичення електроенергії. Електроенергетика країни потребує прагматичного, збалансованого підходу, чіткого бачення майбутнього на основі середньо та довгострокового планування, з огляду на стратегію розвитку держави.

Наше майбутнє ми створюємо сьогодні, тому в складних умовах функціонування вітчизняного електроенергетичного комплексу для ефективного та послідовного вирішення наявних проблем (згідно із сучасними вимогами) необхідні докорінні зміни, потрібне стратегічне мислення та професійний підхід.

Юрій ЛАНДАУ,
доктор технічних наук,
головний радник ПрАТ «Укргідропроект» (Харків),
спеціально для «Урядового кур’єра»