Новий опалювальний сезон: впливи на малу генерацію

16 травня 2023

В Україні відбувається децентралізація виробництва електроенергії з акцентом на маленькі електростанції та когенераційні установки

Частково зруйнована та пошкоджена ворогом енергосистема країни повинна взимку, не зважаючи на виклики війни, постачати людям електрику й тепло. З метою підвищення надійності енергосистеми та зменшення ризику нових масштабних відключень необхідно сприяти децентралізації виробництва електроенергії. Для цього важливо доповнити енергосистему, що базується на великих джерелах генерації, малими та середніми потужностями, зокрема, з відновлюваних джерел енергії. Це є головним завданням на новий опалювальний сезон, підкреслили в Міністерстві енергетики.

Аналіз того, що необхідно зробити для децентралізації генерації електроенергії та вже виконаних кроків, провела "Українська енергетика".

Децентралізація генерації: безпека та надійність

Енергетична система України витримала зимові жорстокі випробування, але всі пам'ятаємо важкі часи, коли люди залишалися без світла і тепла через руйнування та ушкодження різних об’єктів електрогенерації внаслідок ракетних атак з боку рф. Зокрема, було пошкоджено 19 енергоблоків ТЕС (3,3 ГВт), чотири блоки ТЕЦ (1,1 ГВт), вісім гідроагрегатів ГЕС (0,54 ГВт). Окрім цього, 6 ГВт Запорізької АЕС виявились під окупацією (або 44% атомної генерації); Запорізька ТЕС, Луганська ТЕС, Вуглегірська ТЕС (разом близько 4 ГВт); Каховська ГЕС; більшість потужностей відновлювальної енергетики.

На фото: Запорізька АЕС

У багатьох випадках подолати проблеми з постачанням електроенергії вдалося завдяки генераторам. Однак вони не завжди були оптимальним рішенням. Саме тому енергетики, готуючись до можливих викликів наступного опалювального сезону, шукають нові комплексні рішення для стабільного енергопостачання.

“Децентралізація виробничих потужностей – одне з найважливіших короткострокових завдань, особливо у контексті підготовки до наступного опалювального сезону. Ми будемо рухатися так швидко, як зможемо”, – зазначив міністр енергетики Герман Галущенко.

Як пояснюють експерти, децентралізована або розподілена генерація – це система виробництва і передачі енергії, яка припускає велику кількість споживачів, які одночасно є виробниками електрики та тепла для власних потреб. Вони також мають можливість передавати надлишки виробленої енергії до основної мережі.

Найбільш поширеними у таких системах є технології на базі відновлюваних джерел енергії та когенераційні установки (в яких одночасно виробляється і електрика, і тепло). Це стосується сонячних панелей, малих вітряних турбін, когенераційних установок (найбільш розповсюджені – газові паротурбінні та газопоршневі), станцій, що спалюють біомасу та тверді побутові відходи, малих гідроелектростанцій.

“Наразі вкрай важливо будувати мініелектростанції або когенераційні установки, – повідомила Олена Лапенко, експерт з енергетичної безпеки DiXi Group. – Йдеться не тільки про скорочення витрат на електричну чи теплову енергію, а й про забезпечення безперервного та надійного енергопостачання.”

Наразі вкрай важливо будувати мініелектростанції або когенераційні установки…

“Максимальна децентралізація виробництва електроенергії дозволить Україні укріпити її енергетичну безпеку та зменшити ризики надходження електрики споживачам,” – вважає Богдан Серебренніков, експерт DiXi Group. – Велика генерація, як показав досвід, є вразливою до цілеспрямованих фізичних атак, що робить всю енергосистему країни менш стійкою.”

Однак, як саме буде реалізована децентралізація, важко сказати, оскільки через війну уряд не надає детальної інформації.

“21 квітня 2023 року уряд затвердив нову Енергетичну стратегію України до 2050 року, – нагадала Олена Лапенко. – Її текст не оприлюднений, проте Міністерство енергетики анонсувало основні моменти. Одним із них є децентралізація генерації електроенергії по всій території України. Також йдеться про розвиток відновлювальних джерел енергії, що також є частиною стратегічної мети з розвитку розподіленої генерації. На основі цієї Енергостратегії з’явиться комплексний план, де одним із основних напрямків посилення нашої енергобезпеки стане вся розподілена генерація - і ВДЕ, і когенерація.”

За словами міністра енергетики, наша мета – створити розосереджену маневрову генерацію для аварійного живлення великих станцій, об’єктів критичної інфраструктури сприяючи відключенням та збільшенням генерації в період недостатності. Газові турбіни мають бути встановлені в тих регіонах, де є дефіцит потужностей. Також планується розвиток відновлювальних джерел енергії (сонячної та вітрової генерації), модернізація системи передачі електроенергії, додав він.

Оскільки ефективність газових паротурбінних і газопоршневих установок залежить від ціни на газ, то перспективним напрямом, як стверджує директор напряму теплопостачання Проєкту енергетичної безпеки (ПЕБ) USAID Діана Корсакайте, є використання біопаливних газопоршневих установок із застосуванням технологій газифікації біопалива.

“В ЄС та світі все більше поширюються комерційно доступні технології на основі різних видів біопалива. Більшість малих і середніх когенераційних установок в Україні працює на газоподібному паливі, переважно на природному газі, а також на біогазі,” – зазначила вона.

Енергостійкість громад: що зроблено 

Процес децентралізації генерації вже розпочався. Наразі особлива увага у громадах приділяється розвитку малої ВДЕ-генерації, яка є менш вразливою до атак з боку рф.

“Україна наразі перебуває на початковій стадії децентралізації генерації електроенергії, – зазначив Богдан Серебренніков. – Усі про це говорять, але досі немає єдиного узгодженого розуміння, як реалізувати таку енергетичну 'трансформацію'. Є окремі ініціативи на місцях, переважно в містах. Одним з кращих прикладів є Житомир, де розроблено план переходу міста на 100% ВДЕ та реалізуються відповідні проєкти.”

Україна наразі перебуває на початковій стадії децентралізації генерації електроенергії. Усі про це говорять, але досі немає єдиного узгодженого розуміння, як реалізувати таку енергетичну 'трансформацію'...

У цьому місті вже у 2014 році була затверджена стратегія теплопостачання, і почалася велика модернізація теплосистеми завдяки низці проєктів (від уряду Швейцарії, фонду E5P, Європейського банку реконструкції та розвитку тощо). Ще до війни тут було запущено ТЕЦ, яка працює на деревних відходах.

“Вона постачає тепло до цілого мікрорайону міста та додатково видає в енергомережу 1,1 МВт-год електричної енергії, – розповів міський голова Житомира Сергій Сухомлин. – Використовуючи місцеві альтернативні джерела енергії замість дорогого газу, такої як тріска, місто отримує дешевшу гігакалорію. Окрім цього, ця ТЕЦ зміцнює стійкість системи.”

Житомирська ТЕЦ, фото Житомирської міської адміністрації

Нова ТЕЦ дозволила за один опалювальний сезон зекономити 7 мільйонів кубів газу. Це спонукало місцеву владу продовжити модернізацію інших котелень. З весни 2022 року в Житомирі почали будівництво додаткових котелень на деревині. Було запущено ще чотири. Міський голова пояснив, що вони розташовані в різних мікрорайонах міста, і у разі зупинки постачання газу підтримуватимуть температуру в мережі та не дозволять розморозити систему. В планах громади – створити ще дві котельні загальною потужністю 60 МВт теплосил і приблизно 17 МВт-год електричної енергії. Вони працюватимуть частково на відходах деревини, частково на RDF (тверді побутові відходи). RDF виробляється на житомирському сміттєзвалищі, перша черга якого була запущена під час війни.

Ці та інші заходи дозволили, незважаючи на регулярні атаки ворога, забезпечувати населення Житомира електроенергією і теплом з мінімальними перебоями. Під час аварії на одній котельні тепло оперативно подавалося з іншої.

Подібні ініціативи щодо децентралізації генерації також реалізуються у Рівному, Славутичі та інших містах.

Проте загалом міста опинились у нерівних умовах, констатував Богдан Серебренніков. По-перше, деякі міста розташовані поблизу фронтових зон. Це, на думку експерта, дуже ускладнить залучення інвестицій та виконання необхідних робіт у таких містах. По-друге, існує різниця в економічному потенціалі громад, а також у наявності (чи відсутності) власних фінансових ресурсів для розвитку розподіленої генерації. По-третє, на умови та потенціал розвитку ВДЕ (переважно, вітрової та сонячної енергетики) в тих чи інших громадах вплине їхній географічний розподіл.

“Якщо розглядати біоенергетику, зокрема, біоТЕЦ, ситуація також буде різнитися в залежності від наявності місцевих ресурсів, логістичних переваг тощо,” – додав експерт.

Плани на новий опалювальний сезон

Перед початком нового опалювального сезону українські міста мають підготувати таку систему енергопостачання, яка забезпечуватиме людей електрикою і теплом незважаючи на різні аварійні ситуації, зокрема, внаслідок ракетних або інших атак.

Велику надію покладають на когенераційні установки.

“У нас є досвід використання когенераційних установок, які відносяться до розподіленої генерації, зокрема, у Черкасах, Житомирі, Хмельницькому, Старокостянтинові. Протягом страшного минулого опалювального сезону це допомогло цим містам підтримувати управляємість теплопостачання. Тому тепер цей досвід стане прикладом для інших міст,” – зазначила Олена Лапенко, експерт DiXi Group.

Велику технічну допомогу у реалізації таких проектів надає USAID, який розпочав співпрацю з 20 містами України в цьому напрямку.

“Вже в наступному опалювальному сезоні практика використання когенераційних установок може бути розширена у багатьох містах України, де існує система централізованого теплопостачання,” – заявила Діана Корсакайте. – Технічно є щонайменше два способи передачі електроенергії від когенераційних установок до об’єктів критичної інфраструктури: пряме живлення через прокладання окремого силового кабелю та створення локальної “острівної системи” за допомогою мереж оператора системи розподілу.

Зі слів представниці ПЕБ USAID, за допомогою одного з цих варіантів або їх поєднання можна забезпечити енергією об’єкти теплопостачання під час відключень електрики, а також скоротити до 30% використання паливних ресурсів (зокрема, газу) для виробництва тепла та електроенергії.

Когенераційна установка в Рівному

Діана Корсакайте зазначила, що когенераційні установки зараз практично не використовуються для енергопостачання інших об’єктів критичної інфраструктури, хоча це дуже необхідно.

“Представники USAID також готують проект в одному з районів Миколаївської області, де створять модель розподіленої генерації,” – повідомила Олена Лапенко. – Це повинен допомогти зрозуміти, якого додаткового обладнання буде потрібно, щоб об’єкти розподіленої генерації максимально інтегрувались в інфраструктуру.”

Наприклад, в місті існує одна котельня, ТЕЦ, і там буде встановлено все когенераційне обладнання. Проте в місті є ще кілька котелень, які, наприклад, можуть отримати живлення від цієї когенераційної установки, хоча наразі це досить складно реалізувати. Фахівці різних організацій розробляють різні варіанти, працюють над регуляторною базою, щоб спростити це підключення та реалізацію таких рішень. Таким чином, робота відбувається, але переважно завдяки міським ініціативам і міжнародним донорським організаціям.

“Відповідно до закону “Про енергетичну ефективність,” органи місцевого самоврядування мають розробляти та затверджувати місцеві енергетичні плани та плани дій сталого енергетичного розвитку і клімату, що, зокрема, стосується розвитку альтернативної енергетики на місцях. Звичайно, поки що таке планування є більш віддаленою перспективою, але якусь частину його можна закладати вже зараз. Включаючи забезпечення більш надійного додаткового живлення критичної інфраструктури (водопостачання, котельнень, медичних закладів тощо) за рахунок альтернативних джерел енергії,” – розмірковує Богдан Серебренніков, експерт DiXi Group.

Це буде забезпечено, перш за все, через використання когенерації на базі міських ТЕЦ.

Міські ТЕЦ повинні стати елементами нашої енергобезпеки…

“Міські ТЕЦ повинні стати елементами нашої енергобезпеки, – вважає Олена Лапенко. – Якщо на певному підприємстві є вільні площі, там можуть бути створені комбіновані об’єкти: вітрові, сонячні станції, газопоршнева генерація чи їх комбінація. У сільській місцевості немає нічого, що завадило б будувати будь-які об'єкти ВДЕ, які стали б підживлювати громади електрикою, а з електромереж можна підключатися лише в разі, якщо така генерація не забезпечує необхідної потужності.”

Схожий процес децентралізації генерації відбувається не лише у громадах, а й у окремих будинках. Аби мати резервне живлення та економити енергоресурси, окремі ОСББ встановлюють сонячні електростанції на дахах, вітряки та теплові насоси. Такі заходи поки що є досить дорогими, проте дозволяють у разі відключень енергопостачання забезпечувати мешканців базовим комфортом.

“У жителів багатоповерхівок є обмежені можливості безпосередньо брати участь у розвитку децентралізованої електроенергетики, – відзначає Богдан Серебренніков. – Однак, можливе встановлення сонячних панелей на дахах для часткового забезпечення функціонування загальнобудинкових систем. Цей напрямок поки що залишається досить обмеженим. Водночас, у разі розвитку децентралізованої генерації в громадах мешканці багатоповерхівок можуть отримувати вигоди від стійкішого електрозабезпечення, водопостачання та водовідведення, опалення й інших послуг.”

Як уникнути дисбалансів

Зміни, які відбуваються внаслідок децентралізації генерації, можуть викликати проблеми, зокрема, дисбаланси. Аби цього уникнути, важливо, щоб процес децентралізації був систематичним і контрольованим, підкреслив аналітик DiXi Group Богдан Серебренніков.

“Ці дисбаланси стали наслідком стрімкого розвитку відновлювальної енергетики в попередні роки через запровадження “зеленого” тарифу. За принципом 'спочатку запровадимо, а потім розберемося, що з цього вийде', – пояснив експерт. – Тому важливим є вироблення узгодженого бачення процесу децентралізації електроенергетики на рівні уряду, відповідних міністерств, Національного регулятора, операторів систем передачі і розподілу. Це бачення та відповідна політика повинні бути враховані в оновленій Енергостратегії країни до 2050 року, а також в національному плані з енергетики та клімату до 2030 року та інших стратегічних документах.”

Після цього відповідальні центральні органи виконавчої влади (ЦОВВ) мають надавати допомогу місцевій владі у розробці енергетичних планів та Плану дій сталого енергетичного розвитку і клімату, вважає аналітик DiXi Group. Як ЦОВВ можуть бути корисними? Передусідом надати методичну та іншу підтримку. А також важливо організувати систематичний моніторинг і контроль виконання планів, додав Серебренніков.

Додатковою проблемою є пошук фінансів для децентралізації генерації електроенергії.

Необхідно розробляти відповідні фінансові та економічні моделі участі об’єктів децентралізованої генерації у ринку, аби забезпечити належне інвестування та їхню стабільну діяльність, а також баланс усієї системи.

“З одного боку, зараз є сприятливий момент для України щодо залучення донорської допомоги від міжнародних партнерів на розвиток таких проектів. Цю можливість варто використати. З іншого боку, це не буде системним залишенням. Тому потрібно створити відповідні фінансові та економічні моделі участі об’єктів децентралізованої генерації у ринку, аби забезпечити належне інвестування та їхню стабільну діяльність, а також збалансованість усього ринку,” – розглядає ймовірні варіанти Богдан Серебренніков.

Він відзначив, що у процесі розвитку децентралізованої генерації слід враховувати тенденції споживання енергії в громадах та потенціал енергоефективності. Адже прогнозування споживання енергії має бути основою для планування розвитку генеруючих потужностей.

Отже, підготовка до нового опалювального сезону триває. Цей рік особливий, оскільки враховує досвід попередньої зими: атаки ракет, руйнування та пошкодження об’єктів енергосистеми та втрати в електропостачанні. Беручи до уваги можливі ризики, енергетики та місцеві громади працюють над альтернативними рішеннями для безперебійного енергозабезпечення українців. Найбільш перспективні – когенераційні установки, малі сонячні та вітрові електростанції. Проте успіх цих проектів залежатиме від наявності міжнародного фінансування та згуртованості громади на місцях.

Світлана ОЛІЙНИК, спеціально для “Української енергетики”

Теги:високоефективна когенераціяопалювальний сезонелектропостачанняВДЕПоділитися