Майбутнє української електроенергетики — ризики зростають

/in , /by

На мадридській конференції з питань клімату, яка проходила у 2019 році, генеральний секретар ООН Антоніу Гутерреш сформулював наступні умови запобігання катастрофічного зміни клімату планети:

  • 2030 р скоротити на 45% викиди парникових газів;
  • до 2050 р досягти вуглецевого нейтралітету;
  • не допустити підвищення середньої глобальної температури більш, ніж на 1.5ᵒ

Він підкреслив, що «… викопне паливо має назавжди залишитися там, де йому належить бути: під землею. Якщо ми не позбудемося залежності від вугілля, то всі спроби стримати зміни клімату будуть приречені на провал». Заява Генсека ООН базувалося на положеннях Паризької угоди по клімату (2016 г.), учасницею якої є Україна.

Ситуація ускладнюється безперервним зростанням світового енергоспоживання, яке, за оцінками експертів, має збільшитися до 2050 року майже в 1,5 раза. Стає очевидним, що земна цивілізація підійшла до межі, коли її виживання потребує докорінних змін, у першу чергу в енергетичній сфері. На перші ролі виходять безвуглецеві технології, засновані на енергії сонця, вітру та води, а також ядерна енергетика, яка може забезпечити людство енергією протягом декількох тисячоліть.

Технічний і економічний прогрес «зеленої» енергетики (вітрові (ВЕС) і сонячні (СЕС) електростанції), очевидний. Її позитивна роль у вирішенні енергетичних і екологічних проблем не викликає сумнівів. Однак, «зелена» енергетика має ряд характеристик, які необхідно брати до уваги при плануванні її широкого використання в електроенергетиці країни. Головна серед них — нестабільність функціонування, обумовлена ​​залежністю від погодних та сезонних коливань. Вночі немає сонця, в штиль — ні вітру.

Фахівці компанії EDF (Франція) стверджують, що для їхньої країни коефіцієнт використання встановленої потужності (КВВП) ВЕС не перевищує 23%, а СЕС — 13%. У зимовий період цей показник знижується до 4-5%. Термін служби ВЕС і СЕС становить 15-20 років. Усе це негативно позначається на їх техніко-економічних показниках. Досвід Німеччини, де частка «зеленої» енергетики досягла 30%, а внесок АЕС знизився до 12%, також підтверджує ці оцінки: вартість електроенергії зросла на 22% після припинення експлуатації 8 з 15 ядерних енергоблоків. Треба відзначити, що тільки 46% електростанцій Німеччини можна віднести до екологічно чистим. У Франції, де домінує ядерна енергетика, цей показник становить 93%.

Ситуація може бути поліпшена за допомогою накопичувачів енергії. Однак, незважаючи на значний прогрес, можливості акумулюють пристроїв залишаються невизначеними. Французи підрахували, що для накопичення 1 ТВт * год електроенергії потрібно акумулятор вагою в мільйон тонн, включаючи 120 тисяч тонн літію. Це значно більше його річного видобутку в світі. Чи надовго вистачить запасів літію — питання, на яке поки що немає відповіді. Існують сумніви в здатності акумуляторів довго зберігати накопичену електроенергію.

Вчені Массачусетського технологічного інституту (МТІ, США) в грудні минулого року опублікували результати досліджень, які практично збіглися з висновками французьких експертів. Автори досліджень стверджують, що за частки «зеленої» енергетики вище за 40% виникає нестійкість енергосистем, яку важко подолати, а це вимагає використання спеціальних балансуючих потужностей паралельно із СЕС і ВЕС. На думку американських учених, найбільш розумним є спільне використання ядерних і відновлюваних джерел.

Що стосується ядерної енергетики, то важкі аварії на АЕС «Трі Майл Айленд» (США), Чорнобильської (СРСР) і «Фукусіма» (Японія) істотно загальмували процес її розвитку. Радіофобія ускладнює об’єктивну оцінку ролі ядерної енергетики у вирішенні енергетичних та екологічних проблем, реального рівня її потенційної небезпеки. Ні аварія в США, ні аварія в Японії не призвели до небезпечного опромінення людей. На американській АЕС практично був відсутній викид радіонуклідів в навколишнє середовище. На японській АЕС подібного викиду уникнути не вдалося, але вже через 8 років забруднені території були дезактивовані, і евакуйоване населення повертається в місця доаварійного проживання.

Чорнобильська трагедія дійсно призвела до загибелі людей через радіаційний фактора. За даними Наукового комітету ООН з дії атомної радіації (доповідь НКДАР ООН, 2007), число людей з небезпечним рівнем опромінення склало 134 людини. З них померло 48. Зафіксовано близько 6 000 порушень функцій щитовидної залози. На щастя, в цьому випадку ймовірність летальних випадків мала. Інші генетичні та онкологічні наслідки визнані сумнівними.

Ці дані блякнуть перед кількістю жертв природних катаклізмів: землетрусів, лісових пожеж, затоплень, ураганів тощо., частота і масштаби яких зростають. Тільки один землетрус, що призвів до аварії на АЕС «Фукусіма», забрав життя десятків тисяч людей.

Науково-технічний прогрес зупинити неможливо. Практично всі використовувані людством технології: транспорт, енергетика, видобуток копалин, хімічна промисловість, металургія і т.д. — несуть не тільки блага, а й породжують потенційні небезпеки. Автомобільний транспорт, наприклад, вбиває за рік на Землі більше мільйона чоловік. Але люди не можуть відмовитися від подібних технологій. Треба навчитися зменшувати їх небезпеку.

У цьому плані ядерна енергетика досягла значного прогресу. Розширення використання активних і пасивних систем безпеки робить практично неможливим важкі аварії на АЕС. А якщо така аварія станеться, викид радіонуклідів в навколишнє середовище можна обмежити і навіть запобігти за допомогою спеціальних заходів. Сьогодні основним критерієм безпеки АЕС стало прагнення до виключення необхідності евакуації населення в разі будь-якої аварії.

Провідні країни світу, включаючи Китай, Індію, США, Росію, Францію, Канаду, Великобританію, Японію, Південну Корею мають намір і далі розвивати ядерну енергетику, збільшують фінансування наукових досліджень в ядерно-енергетичній галузі. Створені та реалізуються проекти АЕС підвищеної безпеки. Розробляються проекти АЕС наступного покоління. У їх числі реактори-розмножувачі на швидких нейтронах. Саме вони повинні стати основою майбутньої ядерної енергетики, оскільки тільки з їх допомогою може бути реалізований величезний енергетичний потенціал урану і торію.

Велика увага приділяється розробці і впровадженню модульних реакторів малої потужності. Можливість модульного заводського виготовлення, підвищений рівень безпеки роблять їх привабливими, особливо для малодоступних і віддалених регіонів. Хороші маневрені характеристики сприяють їх використання для стабілізації роботи енергосистем. Перспективним є застосування ядерної енергії для побутового та промислового теплоспоживання, отримання водню, опріснення води, прямого відновлення заліза та інших технологій, які потребують великої кількості високопотенційної енергії.

Учасники Міжнародної міністерської конференції, що пройшла в листопаді минулого року в США під егідою Білого дому, підтвердили, що ядерна енергетика має відігравати суттєву роль у вирішенні енергетичних і екологічних проблем. Фактично цей висновок підтвердила і Єврокомісія.

За даними Всесвітньої ядерної асоціації, клуб ядерно-енергетичних держав постійно збільшується. У період 2015—2017 року в світі вводилося близько 10 нових ядерних енергоблоків щорічно. У 2018 р додалося ще 14. У наступні два роки почнеться експлуатація 30 нових енергоблоків сумарною потужністю 33 ГВт (ел.). Всього в світі функціонує 450 енергоблоку АЕС загальною потужністю 392,4 ГВт. У стадії будівництва знаходиться ще 53.

Прогноз розвитку безвуглецевої енергетики зроблено в доповіді «Вартість декарбонізації» Організації економічного співробітництва та розвитку (ОЕСР, АЯЕ №7299, 2019 г.). Нагадаємо, що ця організація об’єднує 35 розвинених країн, включаючи США, Францію, Німеччину та ін. Представлені в доповіді результати досліджень дозволяють зробити наступні висновки:

  • розвиток світової, екологічно чистої електроенергетики має базуватися на економічно ефективному поєднанні ядерних і відновлюваних енергоресурсів;
  • роль викопних видів палива (вугілля, нафта, газ) буде знижуватися, якщо не будуть знайдені методи уловлювання та зберігання вуглецю (поява останніх у період до 2050 року вважається малоймовірним);
  • ключова роль ядерної енергетики — покриття базисної частини електричних навантажень, при цьому її частка на рівні 2050 року має становити 40-50%;
  • частка «зеленої» електроенергетики не повинна перевищувати 30-40% через ризик втрати стійкості енергосистем;
  • зросте роль балансують потужностей, в першу чергу гідроелектростанцій і модульних реакторів малої потужності;
  • залишається невизначеною роль накопичувачів електроенергії через високу вартість і обмежених можливостей тривалого зберігання електроенергії.

На цьому тлі дисонансом виглядає позиція Мінекоенергетики України. Нещодавно глава цього відомства представив «Концепцію «зеленого» енергетичного переходу України до 2050 року» та повідомив, що вона найближчим часом буде передана в уряд для затвердження. Українське енергетичне співтовариство не брало участі в підготовці цього документа. Не було й попереднього публічного його обговорення. Доводиться повторювати очевидну істину: келійність у розробці і прийнятті критично важливих для країни рішень неприпустима.

Покладені в основу Концепції підходи викликають не тільки сумніви в їх достовірності, а й обґрунтовані заперечення. Її автори не вважали за потрібне вказати характеристики різних електрогенеруючих технологій, виходячи з яких вони роблять свої висновки та прогнози. У Концепції відсутній аналіз проблем, пов’язаних з використанням «зелених» технологій. Складається враження, що її автори або не знайомі з результатами міжнародних досліджень, або свідомо їх ігнорують.

По суті Концепція являє собою набір гасел без аналізу і доказів реальності їх реалізації. Тут і міркування про енергозбереження, «розумних будинках», і навіть про «термомодернізації бюджетних будівель».

Однак, ні слова не сказано про очікувану в країні потреби в електроенергії в планованому періоді, про складне становище електромережевого господарства країни, яке вимагає термінових заходів по заміні та модернізації обладнання трансформаторних підстанцій і ліній електропередач, що вичерпали свій ресурс. Автори Концепції наполягають на розширенні біоенергетики. Але ж біоенергетика — ті ж парникові гази.

Ні в Концепції оцінки земельних площ, які необхідні для будівництва ВЕС і СЕС, немає згадки про бажаних регіонах розміщення ВЕС і СЕС, хоча характеристики останніх сильно залежать від кліматичних умов. У ній повністю відсутні плани по розвитку в країні енергетичного машинобудування, в тому числі для «зеленої» електроенергетики.

При цьому до 2050 року, за задумом авторів Концепції «зеленого» переходу, припиняє своє існування теплова електроенергетика, більш ніж в два рази скорочується виробництво електроенергії на АЕС. Не кажучи про чисто енергетичних проблемах, автори забули, що це веде до звільнення десятків тисяч висококваліфікованих фахівців. Як передбачається вирішувати завдання їх працевлаштування і майбутнє мономіст енергетиків і вугільників?

Але головне заперечення викликають підсумкові висновки Концепції, якими передбачається збільшення частки «зеленої» енергетики до 70% до 2050 року. Передбачається, що в другій половині поточного століття ця частка зросте до 100%. І ніякої оцінки кількості балансують потужностей, які повинні заміщати ВЕС і СЕС при певних погодних умовах (світовий досвід: на кожен кВт «зеленої» потужності необхідно мати 0, 5 — 0,75 кВт балансує потужності). Чи враховують це автори Концепції в своїх оцінках?

Твердження про те, що «зелена» енергетика здатна самостійно забезпечити життєдіяльність країни, особливо в зимовий час, — не більше ніж романтичні марення. У цілому обговорюваний документ — це не завдання на розробку чергової енергетичної стратегії країни, а план руйнування електроенергетики.

Найважливіше питання — фінансовий стан галузі та фінансового забезпечення її розвитку, розглянуто в Концепції досить поверхово.

Незважаючи на недавно введені новації, фактично ринку електроенергії в країні як не було, так і немає. Про який ринок може йти мова, якщо «Енергоатом» має право продавати за договірними цінами тільки 15% виробленої електроенергії? Якщо держкомпанії «Енергоатом» і «Укргідроенерго» зобов’язані оплачувати наддорогу «зелену» електроенергію, втрачаючи при цьому коштів для оновлення та розвитку власних потужностей (нагадаємо, дві ці компанії спільно покривають більше 60% потреби країни в електроенергії)? Якщо цінова політика, що приводиться НКРЕКУ, душить основи ринкових відносин і спрямована не на підтримку і зміцнення електроенергетики країни, а на збагачення за її рахунок окремих осіб і кланів?

Встановлена ​​НКРЕКУ ціна на електроенергію, що виробляється тепловими електростанціями, в три рази перевищує аналогічний тариф для атомників. У всьому світі теплова генерація дорожче ядерної. Але не в 3 рази, а не більше, ніж на 60-80%. Проведена тарифна політика привела до того, що старіючі теплові енергоблоки, побудовані за проектами 50-60-х років минулого століття, дають чималий прибуток. І це при тому, що їх КВВП всього лише близько 30%, а питома витрата умовного палива майже в два рази перевищує передові зарубіжні показники.

Склалася парадоксальна ситуація. Світ шукає заміну вугільним електростанціям. ООН активізує діяльність щодо введення підвищеного оподаткування на використання цієї технології. А Україна штучно підвищує прибутковість застарілих ТЕС, що мають найгірші в світі техніко-економічні та екологічні показники. Більш того, деякими власниками теплової генерації і нерентабельних вугільних шахт є одні й ті ж особи. Вони зацікавлені в підвищенні ціни на вугілля і ніколи не будуть боротися за скорочення його споживання. Завищені тарифи для теплової генерації дозволяють їм отримувати надприбуток.

Встановлені для «зеленої» генерації тарифи багаторазово перевищують тарифи для АЕС і в два рази — світові показники. Висока прибутковість привела до кон’юнктурному і хаотичного зростання сумарної потужності ВЕС і СЕС. Об’єднана енергосистема України вже сьогодні відчуває труднощі в забезпеченні стабільного функціонування, в недостатності балансують потужностей.

Ядерна енергетика становить лише близько 20% сумарної потужності українських електростанцій, але дає більше половини споживаної в країні електроенергії. Це унікальне досягнення. Вона є фундаментом, на якому тримається життєздатність України, її сьогодення і майбутнє. Звичайно, техніко-економічні показники нашої ядерної енергетики (тривалість ремонтів, чисельність, особливо центрального апарату і т.д.) ще далекі від кращих світових показників, але це не привід, щоб розхитувати і руйнувати фундамент енергетичної безпеки країни.

Сьогодні в країні діє 15 ядерних енергоблоків. Для 11 з них термін служби продовжений на 10-20 років. Існує можливість продовження терміну експлуатації ще на 10-20 років. У будь-якому випадку треба бути готовими до того, що діючі ядерні енергоблоки доведеться зупиняти, починаючи з 30-х років. Потрібні заміщають потужності. Треба негайно приступати до визначення типів майбутніх енергоблоків і їх постачальників. Треба відтворювати будівельно-монтажну індустрію, посилити проектні організації, мобілізувати і розширити можливості національного енергетичного машинобудування. І не треба забувати, що від прийняття рішення про будівництво нових потужностей до їх введення в експлуатацію проходить не менше 10 років.

Однак, будь-які плани зваляться, якщо не будуть знайдені кошти для їх реалізації. Сьогодні треба визначати варіанти накопичення коштів для нового будівництва. Електроенергетика, в тому числі ядерна, дороге задоволення. Пошук джерел фінансування для будівництва об’єктів, власником яких є держава, завдання не тривіальне і вимагає часу. Інвестор повинен розуміти державну політику в галузі, в яку запрошують вкладати ресурси.

Багато десятиліть електроенергетика, енергетичне машинобудування, проектний і будівельно-монтажний комплекси, а також наукове супроводження електроенергетики України були лідерами. В останні три десятиліття було прийнято багато спонтанних, непродуманих, скоростиглих рішень, які привели галузь до нинішнього стану. Відбувається спрацьовування потенціалу галузі, створеного в минулому столітті, оновлення основних фондів практично не відбувалося1. Галузі властива кадрова чехарда, зниження професіоналізму, перш за все на управлінському рівні.

Готуючись до кардинальної перебудови, треба детально розібратися в стані галузі та оцінити технології, які передбачається покласти в основу її розвитку, а також ризики, пов’язані зі змінами структури генеруючих потужностей. Необхідно, щоб майбутня електроенергетика вирішувала завдання соціально – економічного розвитку країни, спиралася на обґрунтований баланс різного типу джерел генерації, в першу чергу, «зелених» та ядерних, і вирішувала екологічні проблеми.

З 1990 року введено в експлуатацію три атомні енергоблоки (їх будівництво було розпочато ще в 80-і роки минулого століття), що замінили три блоки Чорнобильської АЕС, виведені з експлуатації. У тепловій електроенергетиці експлуатуються енергоблоки, наймолодшим з яких майже 40 років.

Автори: 

Георгій Копчинський — в різні роки займав посади першого заступника голови Державного комітету України з ядерної та радіаційної безпеки і директора Госатома України. 

Віктор Шендерович — заслужений енергетик України, консультант Державної інспекції ядернго регулювання України. 

Микола Штейнберг — з травня 1986 до 1987 року головний інженер ЧАЕС, в 1987 році призначений заступником голови Держатоменергонагляду СРСР, з 1991 року голова Держкомітету України з ядерної та радіаційної безпеки, в період з 2003 по 2006 роки обіймав посаду замміністраенергетики України.

За матеріалами Укрінформ. Фото: НАЕК «Енергоатом»