Чому вимикають світло влітку: спека створює новий дефіцит
Велика кількість сонця ще не гарантує стабільного електропостачання. У спекотні дні ефективність частини генерації знижується, споживання зростає, а імпорт із Європи може стати надто дорогим або фізично недоступним. Про причини літніх відключень і перспективи української енергетики розповів інженер, член Ради оптового ринку електроенергії у 2011–2019 роках Дмитро Маляр на YouTube-каналі «Говори по справах».
Чому відключення світла можливі навіть у сонячну погоду
Енергосистема повинна постійно підтримувати рівновагу між виробництвом і споживанням. Якщо доступної потужності не вистачає або електроенергію неможливо передати до окремого регіону, доводиться застосовувати обмеження.
Сонячна генерація частково зменшує дефіцит, однак не вирішує проблему повністю. Україна вже входить до десятки європейських країн за встановленою потужністю сонячних електростанцій. Панелі встановлюють домогосподарства, окремі підприємства та промислові станції потужністю в десятки мегаватів.
Водночас сонячна енергетика залежить не лише від кількості світла, а й від температури обладнання. У спеку сама панель нагрівається приблизно на 20–25 градусів вище за температуру повітря. Якщо надворі понад 30 градусів, температура її поверхні може наближатися до 60 градусів.
За таких умов ефективність виробництва електроенергії може знижуватися приблизно на 17%. Тому ясна погода одночасно дає багато сонячного ресурсу і погіршує здатність обладнання перетворювати його на електроенергію.
Як обстріли послаблюють енергосистему України
На загальнодержавному рівні окремі пошкодження можуть не створювати критичного дефіциту генерації, однак їхній вплив особливо помітний у регіонах поблизу лінії фронту.
Обстріли руйнують трансформатори та лінії електропередачі, які з’єднують велику генерацію зі споживачами. Навіть за наявності достатнього виробництва система може втратити можливість передати необхідний обсяг електроенергії до конкретної області, міста або району.
У таких випадках обмеження можуть діяти протягом усієї доби або лише в години найбільшого навантаження. Зі збільшенням глибини ударів по енергетичному обладнанню загальна надійність системи розподілу електроенергії знижується.
Хто вирішує, коли вимикати світло
Рішення про обмеження ухвалюють розрахунковим шляхом, виходячи з балансу енергосистеми. НЕК «Укренерго» бачить обсяг виробництва і споживання електроенергії в масштабах країни та оцінює доступність кожного виду генерації.
Диспетчери враховують роботу атомних, сонячних, вітрових і газових електростанцій, стан мереж, прогноз погоди, очікуване споживання та можливий імпорт. Якщо сукупного ресурсу недостатньо, в енергосистемі виникає потреба в обмеженнях.
Спека впливає не лише на сонячні панелі. Вона може зменшувати потужність атомних електростанцій, які потребують води для охолодження технологічного контуру. Коли температура води та повітря зростає, відведення тепла ускладнюється, тому енергоблоки іноді доводиться розвантажувати.
Подібні ситуації виникають і в інших європейських країнах. Зокрема, під час спеки до 40 градусів потужність атомних станцій знижували у Франції.
Підписуйтеся на наші соцмережі
Додатковий фактор — планові ремонти АЕС. Їх переважно проводять улітку, оскільки середнє споживання електроенергії в цей сезон приблизно на 20% нижче, ніж узимку. Проте одночасне зростання попиту та падіння ефективності іншої генерації може швидко скоротити резерв системи.
Чому газова генерація також перегрівається
Розподілені газові установки стали одним зі способів посилення стійкості енергосистеми. Однак у сильну спеку частина такого обладнання також працює нестабільно.
Основна проблема полягає у відведенні тепла. Встановлені в Україні комплектації можуть перегріватися, якщо обладнання не встигає відводити надлишкове тепло. Установки тимчасово знижують потужність або виходять із ладу на певний проміжок часу.
У результаті в найскладніший момент диспетчер може отримати менше електроенергії одразу від кількох джерел: сонячних станцій, АЕС і газової генерації.
Чому імпорт електроенергії з Європи не завжди допомагає
Україна може купувати електроенергію в Румунії, Угорщині, Словаччині та Польщі. Проте серед сусідніх держав більше електроенергії, ніж споживають, виробляють лише Польща і Словаччина. Іншим країнам у періоди високого попиту також потрібен імпорт.
У першому півріччі частка імпортної електроенергії в українському балансі в середньому становила близько 8%. Під час пікових навантажень потреба може зростати до 15–20% загального споживання. В окремі години йдеться приблизно про 2,5 ГВт за попиту 11–12 ГВт.
Головне обмеження — ціна. На європейському ринку на добу наперед вона формується погодинно і в періоди спеки або холоду може досягати ввечері €900–1000 за МВт·год.
В Україні діють граничні ціни — прайс-кепи. За наведеними Дмитром Маляром даними, верхній рівень становить 15 тис. грн, або близько €290 за МВт·год. Якщо європейська електроенергія коштує в кілька разів дорожче, її постачання стає комерційно непривабливим.
Імпорт конкурує з українською генерацією на ринку на добу наперед і внутрішньодобовому ринку. Для кожної години проводяться окремі торги: ресурс постачає той учасник, який запропонував нижчу ціну. Такий механізм стримує внутрішні ціни, але не гарантує імпорту під час дефіциту.
Як працює аварійна допомога енергосистемі
Аварійний імпорт застосовують, коли система не може самостійно втримати баланс. Однак можливості такої допомоги обмежені, особливо якщо сусідні країни самі переживають спеку та складний режим роботи енергосистеми.
Європейські ринки дедалі точніше розраховують баланс. У багатьох країнах ціни формуються кожні 15 хвилин, а на окремих балансуючих сегментах — навіть кожні чотири секунди. Це дає змогу швидко залучати батареї та інші маневрові потужності, але робить екстрений ресурс дуже дорогим.
Якщо на ринку на добу наперед у пікову вечірню годину електроенергія коштує близько €1000 за МВт·год, на балансуючому ринку ціна може сягати €10–15 тис. Оператори сусідніх держав також повинні передусім гарантувати безпеку власним споживачам, тому теоретична можливість допомоги не завжди перетворюється на реальне постачання.
Коли ризик відключень світла зростає
Побутовий споживач не бачить балансу системи, але може оцінювати ризики за кількома ознаками. Найважливіша з них — екстремальна погода: тривала спека, сильний мороз, штормовий вітер або хуртовини.
Другий сигнал — зростання світових цін на газ і нафту. У Європі подорожчання палива швидко переходить у ціну електроенергії, особливо у вечірні години, коли активніше використовується газова генерація.
Якщо європейська ціна перевищує обмеження українського ринку, імпортна електроенергія виходить із балансу. Коли замістити її внутрішнім ресурсом неможливо, можуть запроваджувати обмеження.
Чи стане Україна експортером електроенергії після війни
Після завершення війни Україна теоретично може сформувати профіцит генерації. Уже зараз інвестори вкладають кошти у сонячні, вітрові та газові електростанції. Навіть невеликий проєкт потужністю від 1 МВт потребує замовлення обладнання, фінансування та будівництва і за сприятливих умов може реалізовуватися до дев’яти місяців.
Щоб численні невеликі об’єкти дали помітний результат для всієї системи, може знадобитися до трьох років. Банки кредитують такі проєкти, а до енергетики заходять підприємці з інших галузей.
Водночас попит на електроенергію в Україні суттєво знизився через скорочення роботи металургійних, феросплавних підприємств і заводів із виробництва мінеральних добрив. За помірної літньої температури на ринку на добу наперед можуть пропонувати близько 125 млн кВт·год, тоді як купують лише 85–90 млн кВт·год. За оцінкою співрозмовника, близько 25% пропозиції залишається зайвою.
Узимку додаткові потужності будуть потрібні, але генерація, яка працює лише кілька місяців на рік, ризикує втратити інвестиційну привабливість. Тому майбутнє галузі залежатиме від двох напрямів: відновлення внутрішнього промислового споживання та розширення експорту.
Проте продаж електроенергії до Європи визначатимуть не лише ціни й пропускна здатність мереж. Значення матимуть політичні домовленості, протекціонізм і можливі торговельні обмеження. Подібні бар’єри вже застосовують до інших українських товарів, зокрема збіжжя.
Запровадження механізму market coupling може полегшити обмін електроенергією між Україною та сусідніми ринками, але саме по собі не усуне конкуренцію. Для експортно орієнтованої енергосистеми потрібні не лише нові потужності, а й інфраструктура та політичні можливості продавати електроенергію сусіднім країнам.
Від чого залежить стабільність енергосистеми України
Літні відключення виникають не через одну причину. Їх провокує поєднання спеки, ремонтів АЕС, перегріву обладнання, пошкодження мереж, коливань споживання та обмеженого імпорту.
Стабільність системи залежить не лише від кількості побудованих електростанцій. Потрібні надійні мережі, маневрові потужності, доступ до європейського ринку і достатній внутрішній попит. Без розвитку економіки та експортної інфраструктури нова генерація може створювати профіцит улітку, але не гарантуватиме достатньої потужності у найскладніші зимові години.