Україна готується до повної синхронізації своєї енергетичної системи з електромережами Євросоюзу ENTSO-E.

Зокрема, урядовці та енергетики мають забезпечити надійну роботу державних ТЕС та АЕС для проходження тижневого тестового періоду в режимі ізольованої роботи, запланованого на лютий 2022 року.

Однак на електростанціях бракує вугілля і стається рекордна кількість аварій. Тимчасом енергоблоки атомних станцій тривалий час простоювали через затримки з ремонтами і лише в грудні збільшили виробництво електроенергії.

Куди це може привести енергетику та всю економіку країни, яка задекларувала амбітні кліматичні цілі і прагне декарбонізуватися?

Зима як стрес-тест для енергосистеми

Наразі більшість електричних мереж України працює синхронно з енергосистемами Білорусі та Росії, з якими весь час відбуваються технологічні перетікання електроенергії.

Виняток – Бурштинський енергетичний острів, розташований у Закарпатській, Івано-Франківській та Львівській областях. Він підключений до енергосистеми Євросоюзу ENTSO-E, яка об'єднує 43 оператори у 36 країнах Європи.

Міністр енергетики Герман Галущенко заявляв, що Україна готова до синхронізації. Його оптимізм поділяв і прем’єр-міністр Денис Шмигаль.

"Україна неухильно дотримується взятих зобов’язань для реалізації повної інтеграції, запланованої на 2023 рік, яка дасть Україні реальну енергонезалежність та можливість відокремитися від енергосистем Росії та Білорусі", – зазначав український прем’єр.

Плюс електроінтеграція. Що залишилося зробити для синхронізації енергосистем України та ЄС

Відповідно до планів оператора енергосистеми "Укренерго", на час проходження тестового періоду ізольованої роботи острів Бурштинської ТЕС відключать від ENTSO-E та об'єднають з основною частиною енергосистеми України, яку фізично від’єднають від Росії та Білорусі.

Це дасть "Укренерго" додаткові 600 МВт маневрових потужностей Бурштинської ТЕС, які працюють на експорт електроенергії до ЄС. Цього мало б вистачити для покриття потреб у гнучкості енергосистеми на тестовий період, проте є кілька "але", пов’язаних із станом вугільних енергоблоків та доступністю палива.

При фізичному відключенні від енергосистем північних сусідів Україна не зможе отримати аварійну допомогу у випадку раптової та суттєвої втрати генеруючої потужності. У таких умовах одночасна відмова кількох вугільних ТЕС при найгіршому сценарії стане спусковим гачком для системної аварії – блекауту.

Стан вугільних ТЕС: аварійність і брак палива

Як показує аналітика громадської організації SaveDnipro, в останні роки кількість аварій на українських ТЕС постійно зростає, що загрожує надійній роботі енергосистеми. На Запорізькій ТЕС у 2021 році відбулися численні аварійні зупинки блоків, одного разу сталося повне відключення станції.

Стан інших станцій не набагато кращий. Бурштинська ТЕС у 2021 році мала десятки технологічних порушень та аварій. Одна з них у кінці листопада закінчилася смертю працівника станції та важкими травмами ще трьох.

У звіті Держенергонагляду за підсумками позапланової інспекції Бурштинської ТЕС вказується, що на енергоблоці №7, де сталася аварія, належним чином не виконувався ремонтний цикл обладнання та порушувалися вимоги до технологічного очищення води перед її подачею в системи ТЕС.

Кількість відмов на ТЕС і ТЕЦ у 2021 році зросла до 472 або у 2,4 разу порівняно з 2020 роком. На початку листопада обладнання теплової енергетики сумарною встановленою потужністю 9,1 ГВт було в неробочому стані.

Генеруюча потужність ТЕС і ТЕЦ, виведена з експлуатації через аварійні ремонти та відсутність палива, МВт

Джерело: Центр Разумкова

Остання надія покладається на державні компанії "Нафтогаз" та "Центренерго".

Вони мають домовитися про обсяги газу та розрахунки, які б забезпечили спроможність маневрових енергоблоків (два по 300 МВт на Трипільській ТЕС) та інших потужностей ТЕС "Центренерго" працювати на газі та забезпечувати резерв потужності під час проходження ізольованого режиму роботи.

Звідки береться вугілля

У лютому 2021 року при піковому попиті на струм під час морозів через численні несправності, аварійні ремонти та брак палива недоступними для роботи в енергосистемі були енергоблоки ТЕС сукупною потужністю понад 5 ГВт.

У липні на літньому піку споживання електроенергії знову виник дефіцит вугілля на складах електростанцій. Значна кількість енергоблоків була на ремонті.

Імпорт вугілля у 2021 році зріс на 2,3 млн тонн. Він включає постачання з двох шахт шахтоуправління "Обухівська" в Ростовській області РФ, що досі належать ДТЕК, але походження більшої частини російського вугілля невідоме.

Запаси вугілля на складах ТЕС 14 грудня становили 459,6 тис тонн – утричі менше, ніж рік тому. На складах ТЕС "Центренерго" вугілля майже немає. Більшість енергоблоків державних ТЕС не працюють: через відсутність палива, ремонтні роботи або консервацію в листопаді простоювали 20 з 23-х блоків.

Імпортує вугілля лише компанія ДТЕК, яка поряд з традиційними поставками з РФ власного антрациту замовила морську доставку вугілля із США та Колумбії.

Власний видобуток вугілля скорочується попри постійне субсидування шахт. За оцінкою Секретаріату енергетичного співтовариства (СЕС), на субсидування видобутку енергетичного вугілля Україна у 2018-2019 роках витратила 751 млн євро – найбільше з-поміж усіх країн-членів цієї організації.

За останні пʼять років обсяги видобутку вугілля державними і приватними шахтами скоротилися із 40,9 млн тонн у 2016 році до 28,8 млн тонн у 2020 році.

Розмови чиновників з міжнародними донорами про "справедливу трансформацію" вугільних регіонів нагадують відспівування шахтарської галузі. Навіть тепер уряд думає не про вирішення соціальних та екологічних проблем, а про заробіток на "похоронах" шахтарської справи за кошти ЄС.

За даними Державної фіскальної служби, протягом 2015-2019 років з РФ було імпортовано вугілля на 6,5 млрд дол. Як стало відомо з розслідувань про діяльність компаній Віктора Медведчука і Тараса Козака, частина цих коштів пішла на фінансування терористичних угруповань на території ОРДЛО.

Проте у 2021 році частка імпорту російського вугілля, за даними митної служби, зросла до 65% і є рекордною за весь попередній період з 2014 року.

Що ще має енергосистема

2 грудня державна компанія "Енергоатом", яка керує всіма АЕС з 15 реакторами, повідомила, що Запорізька АЕС "уперше в історії вітчизняної атомної галузі працює на 100% встановленої потужності – 6 040 МВт". Чому ж ця станція не використовувала всі потужності в попередні зими?

Хоча атомна енергетика виробляє понад половину всієї електроенергії, коефіцієнт використання встановлених потужностей (КВВП) АЕС найнижчий у світі. У 2020 році цей показник опустився до рекордно низьких 62,7%.

Тобто більш ніж третина потужностей "Енергоатома" простоювала замість того, щоб виробляти відносно чисту, порівняно з вугільною генерацією, електроенергію. За девʼять місяців 2021 року ситуація покращилася: КВВП станцій підвищився до 68,3%, але залишився найнижчим у світі.

Поряд із Запорізькою АЕС розташована Запорізька ТЕС з чотирма вугільними блоками по 300 МВт кожен. Це трохи більше, ніж один атомний енергоблок. Ці великі вугільні блоки проєктувалися для роботи переважно в режимі базового навантаження і не здатні до швидкого та глибокого маневрування.

Одночасно приймати електроенергію рівним графіком від шести блоків державної АЕС і сусідньої приватної вугільної ТЕС енергосистема не могла, особливо влітку вночі, коли споживання електроенергії подекуди опускалося до 11 ГВт при встановленій потужності атомної енергетики 13,8 ГВт.

За даними "Укренерго", ресурс двох з чотирьох блоків ТЕС спрацьований повністю, і скоро вони будуть виведені з експлуатації. Фахівці очікують, що два блоки, модернізовані після приватизації станції, залишаться в енергосистемі, але вже не працюватимуть у режимі базового навантаження.

Порівняно з вугільними ТЕС, що будувалися у 1960-1970 роках і були розраховані на 50 років експлуатації, атомна енергетика відчутно молодша.

Основна частина енергоблоків АЕС побудована у 1980-1990 роках попри Чорнобильську катастрофу та мораторій на ядерне будівництво. Ще два блоки ввели в експлуатацію у 2004 році на Хмельницькій та Рівненській АЕС.

На відміну від ТЕС, де щодня згорають тисячі тонн палива, а вугільні склади займають десятки гектарів, атомні станції можуть запасатися урановими паливними збірками (ТВЕЛ) на кілька років, що інколи і робили. При повному навантаженні на реактори паливні збірки необхідно міняти раз на рік.

Важливо, що паливна складова в собівартості електроенергії для АЕС незначна, тоді як для ТЕС вона становить 80-90% собівартості електроенергії.

Саме тому атомні станції можуть продавати електроенергію значно дешевше, але, на відміну від ТЕС, вони не можуть швидко змінювати свою потужність і балансувати добові коливання попиту та нерівномірність генерації з відновлюваних джерел. Лише один блок Хмельницької АЕС завдяки технічним модифікаціям може регулювати свою потужність у певних межах.

Основну роботу з балансування системи виконують гідроелектростанції (ГЕС) та гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС) державної компанії "Укргідроенерго".

ГАЕС, на відміну від ГЕС, можуть працювати як споживачі електроенергії, закачуючи воду у верхній резервуар. Світовий банк у 2021 році надав "Укргідроенерго" кредит на 212 млн дол для встановлення 197 МВт сучасних батарейних систем накопичення електроенергії.

З 2014 року Україна купує ядерне паливо не в Росії, а в шведського заводу американської компанії Westinghouse. Зокрема, протягом 2014-2017 років Westinghouse поставила 13 партій по 42 збірки ТВЗ-WR, а частка російської компанії ТВЕЛ за три роки скоротилася з 90-95% до 60%.

У 2017 році частка палива Westinghouse у сумарному імпорті ядерного палива становила 41,4%. З того часу розподіл українського ринку між ТВЕЛ та Westinghouse залишається приблизно на тому самому рівні: 60% на 40%.

У 2020 році Україна імпортувала з РФ ядерного палива на 212 млн дол, що становить 62% від поставок паливних збірок. Інші 38% поставила Westinghouse.

У разі припинення поставок з Росії Україна може певний час працювати на наявних запасах, а згодом – повністю переключитися на американське ядерне паливо. Порівняно з вугільними мільярдами воно коштує вдесятеро менше.

Річний запас ядерного палива для всіх українських АЕС вартує близько 500 млн дол і поміщається в кілька залізничних вагонів.

"Зелений курс" та декарбонізація

30 липня уряд ухвалив другий Національно визначений внесок України (НВВ2) до Паризької угоди, у якому передбачається незначне, але реальне скорочення викидів парникових газів: на 7% до 2030 року відносно рівня 2018 року.

У першому та другому періодах Кіотського протоколу кліматичні цілі України були віртуальними. Тоді базовим роком для обрахунку був 1991 рік, коли ТЕС, важка промисловість та підприємства ВПК працювали на повну потужність.

У секторі енергетики згідно НВВ2 передбачається скоротити викиди з 99 млн тонн у 2018 році до 68,1 млн тонн у 2030 році. Щоправда, поки не зрозуміло, як Україна скорочуватиме викиди СО2, не закриваючи вугільні ТЕС і не будуючи нові, чисті генеруючі потужності їм на заміну.

На недавній кліматичній конференції ООН COP26 у Глазго українська делегація приєдналася до міжнародної антивугільної коаліції Powering Past Coal Alliance і пообіцяла до 2035 року відмовитися від вугілля на державних електростанціях.

Правда, віцепрем’єр-міністерка з питань європейської та євроатлантичної інтеграції Ольга Стефанішина спростувала цю інформацію. Реагуючи на урядові коливання, екологічні активісти використали фасад Міненерго як екран, підсвітивши на ньому заклик виконати взяті на себе зобов'язання.

Напередодні активісти Fridays for Future Ukraine та Exctinction Rebellion Ukraine пікетували іншу будівлю цього міністерства. Вони вимагали відправити у відставку Галущенка, скомпрометованого аваріями на Бурштинській ТЕС та проваленою політикою у сфері регулювання теплової енергетики.

Деякі пов’язані з вугіллям питання оборювалися 15 грудня на заході на тему декарбонізації економіки, організованому Національною радою інвестицій та юридичною фірмою Kinstellar.

Як відзначив заступник міністра енергетики з питань європейської інтеграції Ярослав Демченков, у листопаді на засіданні Ради міністрів Енергетичного співтовариства було погоджено, що договірні сторони будуть розробляти конкретні плани з декарбонізації енергетики.

"Україна вже починає готувати план декарбонізації. Ми також працюємо над новою енергетичною стратегією до 2050 року і над інтегрованим національним планом з енергетики та клімату до 2030 року. Сподіваюся, що в першому кварталі (2022 року – ЕП) ми представимо ці два документи представникам громадськості та експертам", – сказав Демченков.

Заступник міністра наголосив: в Україні проєктний термін експлуатації вугільних електростанцій давно минув, а граничний ресурс експлуатації вичерпаний для всіх вугільних енергоблоків, що підтверджують дані "Укренерго".

Що робити з вугільною енергетикою

У липні Верховна Рада ухвалила постанову, у якій рекомендувала уряду визначити перехідну роль ТЕС і ТЕЦ в енергозабезпеченні країни в умовах декарбонізації та заходи із скорочення викидів токсичних речовин.

У вересні аналітики німецького проєкту Low Carbon Ukraine представили результати моделювання та економічну оцінку можливих сценаріїв еволюції української енергосистеми в наступні десять років в умовах заміщення вугільної генерації.

У висновках аналітики рекомендують Україні повернутися на шлях дотримання взятих у рамках договору про Енергетичне співтовариство зобов’язань щодо приведення теплової енергетики у відповідність до вимог директиви 2010/75/ЄС "Про промислові викиди". Це дозволило б запобігти репутаційним втратам та можливим санкціям з боку ЄС.

Зокрема, секретаріат Енергетичного співтовариства може почати санкційну процедуру за невиконання зобов’язань щодо імплементації "Національного плану скорочення викидів" (НПСВ).

"Імплементація директиви 2010/75/ЄС, зокрема перехід природоохоронної дозвільної системи на прозору цифрову процедуру інтегрованого дозволу, впровадження найкращих технологій та методів управління в промисловості та регулярного моніторингу, є одним з ключових екологічних зобов’язань України в рамках угоди про асоціацію з ЄС.

Це завдання Україна мала виконати до 2019 року, ще до перемовин з ЄС щодо підтримки "зеленого курсу", які залишаються на декларативному рівні", – коментує керівник відділу енергетики ГО "Екодія" Костянтин Криницький.

До НПСВ увійшли ті енергоблоки ТЕС, щодо яких генеруючі компанії задекларували наміри встановити фільтри для очищення димових газів від зольного пилу, оксидів сірки та азоту.

Решта потужностей теплової енергетики отримали у 2016 році від Ради міністрів "дозволи на смерть": можливість працювати обмежену кількість годин без встановлення фільтрів із закриттям після їх вичерпання.

Робочі години для частини енергоблоків Бурштинської та Добротвірської ТЕС уже майже вичерпані, оскільки вони отримали дозвіл працювати лише 20 тис годин з 1 січня 2018 року до 1 січня 2023 року.

Після парламентських слухань щодо стану виконання НПСВ на початку 2021 року стало очевидно, що Євросоюз не продовжить експорт "вугілля по дротах" з цих двох станцій до ЄС.

"Продовження терміну служби застарілих, неефективних вугільних електростанцій не служить жодним цілям. Це шкідливо для здоров’я, довкілля та енергетичної системи. Отже, ми вважаємо, що це насправді не шлях уперед.

Ми б хотіли взяти участь у дискусії щодо модернізації енергетичної системи, щоб можна було вкладатися в екологічні обмеження, щоб вам не довелося порушувати свої міжнародні зобов'язання, щоб ми мали більш надійну, більш ефективну енергетичну систему та щоб Україна могла долучитися до "зеленого курсу" разом з ЄС, як того бажає уряд", – відзначив на слуханнях міністр-радник представництва ЄС в Україні Торстен Воллерт.

Великі комбінатори: для зменшення тарифів на електроенергію Офіс Зеленського поступився планами приватизації

Для досягнення успіху в переговорах з Енергетичним співтовариством та Єврокомісією в питаннях об’єднання енергетичних ринків та подальшої торгівлі електроенергію німецькі експерти радять Україні почати з "озеленення" свого НПСВ: поступового виведення з експлуатації вугільних ТЕС та їх заміни безвуглецевими генеруючими потужностями.

"Це більш вигідний варіант для України з економічної та екологічної точок зору", – відзначають експерти Low Carbon.

На їх думку, після гарантування цього зобов’язання процес перегляду НПСВ має бути ретельно спланований із залученням національних і міжнародних стейкхолдерів та експертів.

Це включатиме ухвалення рішення щодо переліку теплових станцій, які залишаться в експлуатації після 2033 року, проєктування НПСВ, його перегляд з Енергетичним співтовариством і найголовніше – виконання НПСВ.

Загалом для стрімкого "озеленення" електроенергетики України є всі передумови. Якщо уряд успішно проведе корпоратизацію "Енергоатома", то виробництво електроенергії на АЕС та їх КВВП значно підвищаться.

Завершення реформи ринку електроенергії та імплементація договору про Енергетичне співтовариство розблокують розвиток ВДЕ в Україні та дозволять залучити масштабні приватні інвестиції в сучасні генеруючі потужності.

Тоді Україна повною мірою долучиться до єдиного енергетичного ринку ЄС і прискорить декарбонізацію економіки. Це дозволить успішно інтегруватися до Євросоюзу, який прагне досягнення нульових викидів СО2 до 2050 року.