Яка генерація електроенергії потрібна Україні: джерела, собівартість, потужності

У холодні дні січня 2024 року дефіцит електроенергії в Україні сягав 5% добового споживання. Потужностей, що залишилися на неокупованій території, ледве вистачає для забезпечення потреб населення і економіки, які через війну знизилися приблизно на третину.

На етапі відновлення країни споживання різко зросте, але поки що підготовку до задоволення майбутнього попиту ведуть лише на словах. Державні та приватні енергетики нині зайняті підтримкою у працездатному стані існуючих генеруючих потужностей. Вже зрозуміло, що багато нових потужностей потрібно буде створювати з нуля. Але оскільки Україна рухається до Євросоюзу, під час планування нової генерації потрібно враховувати вимоги «зеленого» енергетичного переходу.

У цьому спецпроєкті постаралося розібратися, яку генерацію в Україні планується розвивати та чому, які на цьому шляху є альтернативні варіанти.

Читайте також:

Цього року розпочнеться будівництво 4-х нових атомних реакторів – міністр Галущенко

Вторгнення Росії вплинуло на енергетичний сектор. 40% інфраструктури передачі електроенергії та значна частка потужностей з її виробництва зараз зруйновані або серйозно пошкоджені, що спричинило серйозні перебої в електропостачанні, водопостачанні, роботі систем опалення тощо.

Станом на жовтень 2023 року об'єднана енергосистема України втратила 44% атомної генерації, 78% потужностей ТЕС (включаючи окуповані станції), 66% блокових ТЕЦ, 12% ГЕС та 32% ГАЕС. Пошкоджено 45% розподільчих потужностей.

З російською окупацією Запорізької атомної електростанції виробництво так званої електроенергії базового навантаження у необхідному обсязі стало важчим. На Запорізьку АЕС припадає 10,7% від загальної генеруючої потужності України (станом на початок 2022 року) та 44,3% від усієї потужності АЕС.

У 2023 році втрати генерації у невеликому обсязі вдалося компенсувати. За даними голови енергетичного комітету Ради Андрія Геруса, у 2023 році ввели в експлуатацію:

• 182,3 МВт вітроелектростанцій (ВЕС);
• 500 МВт сонячних електростанцій (СЕС);
• 100 МВт газових електростанцій.

Найбільша нова електростанція – ДТЕК Тилігульська ВЕС у Миколаївській області – 78 МВт.

Основна частина нових об'єктів, що генерують, мають потужність 1 МВт або менше. Таких понад 90% кількості всіх електростанцій, збудованих у 2023 році.

Дмитро Маляр, генеральний директор компанії «Д.Трейдінг», вважає проявом шаблонного мислення минулого ієрархічну традицію завантаження потужностей електричних станцій в Україні, яка зараз має такий вигляд: АЕС, ГЕС, ВДЕ, ТЕЦ, ТЕС на вугіллі, ТЕС на газі, імпорт.

Введення нових генеруючих потужностей у 2023 році

«Коріння цієї ієрархії – у технократично-бюрократичному минулому. Там також є безліч «планів накопичення» всього що тільки можна. А також «штаби» з розгляду виконання «планів накопичення» та розробки мало здійсненних заходів», – вважає Маляр.

Від зазначає, що на практиці ринкових відносин біржова (комерційна) ціна електроенергії з будь-яких джерел однакова. АЕС не почуваються «ієрархічно відповідальними» настільки, щоб свідомо продавати свою електрику значно дешевше за інших. А імпорт – не завжди найдорожча опція.

При цьому імпорт електроенергії – це не «неринкова альтернатива», а необхідна опція для розширення доступності електричної енергії та підвищення комерційної культури галузі. «Комерційна культура – це коли «плани накопичень» складаються не під «прогнози міністерства», а під контракти між клієнтами та виробниками», – упевнений Дмитро Маляр.

За оцінкою «Укренерго», Україні найближчими роками потрібно додатково:

• 1,4 ГВт нових високоманеврених ТЕС (зараз таких немає взагалі);
• 1,1 ГВт ТЕС на біопаливі (зараз 0,3 ГВт);
• 3,8 ГВт СЕС (6,2 ГВт);
• 4,5 ГВт ВЕС (0,5 ГВт);
• 0,8 ГВт сховищ електроенергії (Energy Storage), яких зараз немає;
• 2 ГВт додаткової потужності на Дністровській та Канівській ГАЕС (зараз 2 ГВт).

Потрібна також додаткова потужність АЕС, є надія на повернення окупованої росіянами Запорізької станції.

«Є резерви для збільшення виробітку на існуючих АЕС, плани будівництва нових блоків. Вони довгострокові, але атомна електроенергія буде потрібна, особливо коли відбудеться виведення з балансу вугільних ТЕС», – пояснив голова «Укренерго» Володимир Кудрицький.

Із запланованих інвестицій у сумі $15 млрд найбільше може бути вкладено у ВЕС — $5,4 млрд, СЕС коштуватимуть $2,5 млрд, ТЕС (обидва види) — $2,3 млрд, сховища — $1,2 млрд, ГАЕС — $3,7 млрд.

Аналітики зазначають, що в контексті існуючої невизначеності дуже важко балансувати короткострокові потреби в енергетиці із довгостроковими цілями. Своє бачення цієї мети уряд виклав у пропозиціях Євросоюзу щодо створення «Українського фонду» (Ukraine Facility) – спеціального фінансового інструменту для підтримки України протягом 2024-2027 років.

Стратегічними цілями в енергетичному секторі на ці роки зокрема є: підтримка «зеленого» переходу та сприяння збільшенню частки відновлюваної енергетики, що має супроводжуватись посиленням децентралізації енергетичної системи та одночасним підвищенням енергетичної безпеки та стійкості енергосистеми.

Для стимулювання розвитку відновлюваної енергетики уряд запровадить систему видачі гарантій походження електроенергії, що виробляється з відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), та систему Net Billing (про неї розповідало раніше). Гарантії походження дозволять підтвердити статус зеленої електроенергії, виробленої з відновлюваних джерел, таких як сонячна, вітряна, біомаса, біогазові та гідроелектростанції. Це створить додаткові стимули для залучення інвестицій у нове будівництво відновлюваних джерел енергії та експорту до ЄС.

Децентралізація виробництва електроенергії та збільшення гнучких потужностей підтримають місцеву та регіональну енергетичну безпеку.

Найближчі потреби України у генеруючих потужностях

Уряд обіцяє розробити Інтегрований національний план з енергетики та клімату, який визначатиме цілі до 2030 року.

У червні 2023 року Верховна Рада ухвалила закон про відновлення та «зелену» трансформацію енергетичної системи. Влада розраховує, що він сприятиме розвитку ВДЕ та створенню нових бізнес-можливостей, а також імплементує значну частину Пакету чистої енергії ЄС. Реформу, засновану на цьому законі, запроваджуватимуть Міненерго та НКРЕКП, її мають завершити до третього кварталу 2026 року.

Сергій Макогон, екскерівник «Оператора газотранспортної системи України», пропонує зараз взагалі не думати про 2050 рік, а зосередитись на 2024-2026 роках.

Він називає такі пріоритети у сфері генерації:

• побудова децентралізованої газової генерації 1-1,5 ГВт;
• стабілізація роботи державної вугільної генерації Забезпечення власним вугіллям;
• продовження термінів експлуатації АЕС;
• добудова Дністровської ГАЕС;
• дуже зважений та обережний розвиток сонячної енергетики. Все має працювати виключно на ринку, жодних «зелених» тарифів.

Експерт також нагадує, що Україна свої зобов'язання щодо Паризької угоди про скорочення викидів вже давно виконала. Подальше скорочення викидів мають фінансувати більш розвинені країни, які більшою мірою створили цю кліматичну кризу під час свого розвитку. Наприклад, США, Велика Британія, Франція, Німеччина та ЄС загалом готові піти на угоду вартістю $8,5 млрд, щоб допомогти ПАР декарбонізуватися. «А наші чиновники з Міненерго незрозуміло чому виходять з ініціативою безкоштовно закрити всі державні вугільні ТЕС до 2035 року, хоча могли б мінімум у 2040-му, а Індія взагалі домоглася перенесення термінів на 2070-й, бо дешева вугільна генерація потрібна їм для розвитку економіки країни», – зазначив Макогон.

У документі зі створення Ukraine Facility вказано основні напрямки інвестицій у галузі електроенергетики.

Розвиток енергії із відновлюваних джерел. Згідно з останніми оцінками, потенціал ВДЕ в Україні становить 83 ГВт для фотоелектричної енергетики (СЕС), 438 ГВт для наземної вітроенергетики та 250 ГВт для офшорної вітроенергетики.

Ренесанс атомної генерації. Продовження терміну експлуатації існуючих реакторів та будівництво нових суттєво посилять енергосистему. Відповідно до Енергетичної стратегії до 2050 року збудують нові атомні блоки з урахуванням заміщення вже існуючих. Нове обладнання включатиме енергоблоки великої потужності (1000-1200 МВт) і малі модульні реактори.

На думку уряду, потенціал для приватних інвестицій особливо високий у таких областях:

• розвиток ВІЕ необхідний для постійного нарощування потужностей, що генерують. Прогнозовані обсяги нових встановлених потужностей можуть досягти 8,8 ГВт для ВЕС та 0,7 ГВт для СЕС у період 2024-2027 років за інвестиційних потреб на рівні $11,4 млрд і $0,6 млрд відповідно. Бажано подальший розвиток малої розподіленої поновлюваної генерації;
• розвиток потужностей для зберігання енергії, без чого неможливе ефективне використання ВДЕ. Для отримання запланованих 0,5 ГВт потужності сховищ необхідно інвестувати 0,2 млрд дол.;
• будівництво пікової та гнучкої генерації, що допоможе балансувати енергосистему без використання більш забруднюючих джерел. Для отримання нових потужностей на 4,2 ГВт до 2027 року потрібно $4,7 млрд;
• локалізація виробництва енергетичного обладнання.

У перспективі в Україні, як і в багатьох інших країнах, акцент робиться на розвитку «зеленої» енергетики. Аргументів для такого вибору наводиться багато, один з найважливіших — ціна енергії, що генерується.

Яка енергія найдешевша? Експерти дають різні відповіді на це питання. У середині 2023 року на платформі Medium опублікували результати аналізу поточних витрат на джерела енергії. Під час аналізу враховувалися вартість будівництва електростанцій та їх експлуатації. Враховувалися і більш тонкі деталі, такі як вартість фінансування або термін служби кожної електростанції.

Основні висновки виглядають так:

• енергія СЕС дешевша, ніж будь-що інше, але тільки в країні, де сонячне світло є цілодобово і без вихідних, чого не буває в реальному світі. Навіть наявність накопичувача енергії на 13 годин роботи не може забезпечити такий самий рівень надійності, який є сьогодні у вугільних ТЕС чи АЕС, а самі батареї коштують надто дорого;
• найдешевшим міксом буде сонячна енергія, яка доповнюється газовою генерацією для годин, коли сонце не світить;
• газова генерація дає стабільну та дешеву енергію в режимі генерації 24/7;
• ядерна енергетика на сьогоднішній день є найдешевшим рішенням із нульовими викидами. Вона може забезпечити надійну, безпечну та чисту електроенергію для будь-якого регіону, у будь-який час доби чи року. Усі країни не мають причин закривати атомні електростанції доти, доки вітер, сонячна енергія та батареї не будуть готові забезпечувати 100% електроенергії;
• у гідроенергетики найвищий потенціал як генерації для балансування.

Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) разом із Світовим банком та регіональними банками розвитку повинні приділити пріоритетну увагу зниженню вартості інвестицій у «зелену» енергетику в країнах, що розвиваються, заявив у грудні 2023 року виконавчий директор МЕА Фатіх Біроль.

Необхідні інвестиції для створення нових потужностей, що генерують

За його словами, інвестиції в «зелену» енергетику в найменш розвинених країнах з 2015 року не змінилися, тоді як у всьому світі вони практично подвоїлися, причому більша частина зростання припала на Китай і країни з розвиненою економікою. Біроль підкреслив, що на весь період до відкриття чергового кліматичного саміту ООН COP29, який відбудеться у 2024 році, головною темою для МЕА стане «пошук механізмів зниження ризиків, які забезпечать надходження капіталу до країн, що розвиваються і найменш розвинені».

Попередній кліматичний саміт ООН COP28 завершився 13 грудня 2023 року. На ньому уряди домовилися потроїти виробництво відновлюваної енергії до 2030 року, скоротити використання викопного палива для досягнення вуглецевої нейтральності до 2050-го і схвалили створення фонду для відшкодування збитків від зміни клімату. Однак на конференції не погодили механізм фінансування переходу до екологічно чистої енергії в країнах, що розвиваються.

Як пояснив Біроль, під ризиками, що перешкоджають інвестиціям у «зелений» перехід економік, що розвиваються, розуміється в рази більша вартість капіталу. Наприклад, у країнах, що розвиваються, до чотирьох разів дорожче, ніж у розвинених, обходиться будівництво та обслуговування сонячних електростанцій. «У світі грошей більше ніж достатньо. Якщо надати необхідні гарантії та механізми зниження ризиків, вони потечуть дуже швидко, оскільки потенціал є величезним», – вважає глава МЕА.

Читайте також:

Топ подій у світовій промисловості у 2023 році: зброя, проникнення ШІ та втрати виноробів

Аналіз ситуації на фондовому ринку показує, що глобальна «зелена» енергетика зараз переживає не найуспішніші часи. Швидке зростання обсягів введення в експлуатацію має і зворотний бік. Глобальний індекс чистої енергії S&P, що складається з акцій 100 найбільших компаній, які займаються відновлюваними джерелами енергії, за 2023 рік упав на 30%. Причому все це сталося на тлі щорічних $20-30 млрд у вигляді податкових пільг та субсидій, які уряди надають компаніям «зеленої» енергетики у США та Європі.

Дмитро Маляр пояснив, чому так відбувається. У виробників обладнання зростають витрати за рахунок вартості компонентів (сировини та технологій), на які зріс попит. Система фінансування проєктів стала дорожчою внаслідок інфляції, яка підвищила вартість позик. А договори на викуп електроенергії мають досить стабільні ціни. Цей парадокс підриває весь ланцюжок доданої вартості глобальних «зелених» проєктів та пригальмовує екологізацію виробництва електроенергії.

Як Німеччина нарощує потужності СЕС

Обсяги введення нових потужностей різних СЕС у 2023 році збільшилися на 85%, або на 14 ГВт. У ФРН на дахах будівель, на полях та вздовж автобанів запрацювали сонячні батареї, які здатні виробляти стільки ж електроенергії, що й 12-14 енергоблоків АЕС.

Половину нових потужностей встановили власники будинків. Близько 31% приросту забезпечили великі СЕС, які наразі все частіше споруджують енергетичні компанії вздовж автобанів на малопридатних для аграріїв ділянках. Приблизно 18% нових потужностей встановили на дахах офісних та комерційних будівель, на дахах свинарників та корівників.

Читайте також:

У Карпатах з'явилася нова вітряна турбіна заввишки 120 м

Загалом у 2023 році в Німеччині ввели до ладу рекордну кількість нових установок для виробництва електрики та тепла за допомогою сонячної енергії: понад мільйон. З них 270 тис. є так званими балконними електростанціями – це невеликі сонячні панелі, які прикріплюють у себе на балконах власники і навіть орендарі квартир. Але на такі станції припало менше 2% нових потужностей.

На кінець 2023 року в Німеччині діяли 3,7 млн фотоелектричних установок, які виробили протягом року 62 млрд кіловат-годин електроенергії та забезпечили 12% споживання у ФРН. Таку саму частку в енергетиці країни в 2017-2021 роках мали АЕС.

Як у Євросоюзі розвивається вітряна енергетика

У ЄС у 2023 році збудували 17 ГВт нових вітроенергетичних установок, що трохи більше, ніж у 2022-му (15 ГВт). У тому числі 14 ГВт збудували на суші та 3 ГВт – на морі. Найбільше потужностей запустила Німеччина, за нею йдуть Нідерланди (там створили найбільшу у світі ВЕС Hollandse Kust Zuid на 1,5 ГВт) та Швеція.

Але цей обсяг значно менший, ніж передбачено цілями ЄС до 2030 року: регіон щороку має будувати 30 ГВт нових ВЕС.

Вітер у 2023 році забезпечив 19% усієї електроенергії, виробленої в Європі. Гідроенергетика дала 13%, сонячна – 8% та енергія біомаси – 3%. Загалом ВДЕ забезпечили 44% виробленої електроенергії. Частка вітроенергії у споживанні склала 17% та 15% за 2023 та 2022 рік відповідно.