«Зелений курс». ЄС вкладатиме десятки мільярдів євро щороку в створення екологічної економіки. Чи зможе Україна заробити на цьому?

Нова енергія

Із самої назви Grean Deal очевидні її паралелі з «новим курсом» президента США Рузвельта, який подолав наслідки Великої депресії завдяки потужним інвестиціям федеральної влади в інфраструктурні та соціальні проєкти. Мета «нової зеленої угоди» аналогічна – пришвидшити перехід енергетики на відновлювані джерела, скоротити викиди вуглекислого газу і зрештою вийти на «нульовий» рівень – коли економічна діяльність взагалі не збільшує кількість вуглецю в атмосфері. Ми у статті розглядаємо енергетику, але «новий курс» передбачає величезні інвестиції в різні сектори економіки: від сільського господарства і транспорту до хімії.

Вася Ложкін, картина "Схід нового сонця"

Багато хто в Україні досі не вірить, що цей перехід можливий і що він відбудеться найближчим часом. Причини такого скепсису різні: від об’єктивного і справедливого невдоволення схемами наживи на астрономічно завищених українських зелених тарифах (про них детально тут) до банального обивательського нігілізму і некомпетентності. Насправді ж сперечання про те, чи буде у світі реалізований «зелений курс», безглузді й контрпродуктивні. Точку неповернення вже пройдено, дорога вперед чітко визначена, і питання лише в тому, як швидко буде досягнутий фініш.

Під час підписання у 2016 році Паризької кліматичної угоди (її мета, нагадаємо, – утримати приріст температурних показників на Землі нижче двох градусів Цельсія й у такий спосіб уникнути найгірших наслідків глобальних кліматичних змін) йшлося про вихід на «вуглецеву нейтральність» у 2050-му. Дату справедливо критикували: на час підбиття підсумків більшість політичних діячів, які брали на себе зобов’язання виконувати умови Паризької угоди, зійдуть із політичної сцени та за визначенням не відповідатимуть за результат.

Утім, у нинішньому році стало очевидно, що «зелений курс» буде реалізований значно швидше. Зокрема, 14 липня 2021 року Євросоюз офіційно оприлюднить документ під назвою Revised Renewables Directive – «Оновлена директива з відновлюваної енергії». У нього є й інша назва: «Готовність до 55%». Йдеться про зобов’язання скоротити до 2030 року викиди двоокису вуглецю в Євросоюзі на 55% проти показників 1990-го року. У попередній редакції директиви цифра була нижча – 40%. Однак у Брюсселі усвідомили, що саме зараз є реальна можливість не просто поставити вищу планку, а й взяти цю висоту. Адже попередня мета – зменшення викидів на 20% до 2020 року – вже перевиконана. Точні цифри стануть відомі лише восени, але загальна динаміка очевидна. Понад те, саме у 2020-му у Європі відновлювана генерація виробила більше електроенергії, ніж електростанції на викопному пальному: 38% проти 37%. Далі цей відрив лише зростатиме.

Скорочення викидів СО2 у Євросоюзі у порівнянні з 1990 роком. Як видно, навіть перед пандемією воно випереджало план

І Європою справа не обмежиться. Свій «зелений курс» ухвалюють Сполучені Штати, де новообраний президент Джо Байден відновив членство США у Паризькій угоді, а його адміністрація готує безпрецедентний законодавчий пакет з підтримки відновлюваної енергетики та електромобілів. Китай заявив, що зупинить ріст викидів СО2 у 2030-му році, а у 2060-му забезпечить вуглецеву нейтральність. І це не порожні слова: вже зараз Піднебесна є світовим лідером з виробництва та встановлення сонячних панелей, вона ж встановлює найбільші потужності вітроелектростанцій (52 гігавати у 2020 році – це абсолютний рекорд) і вона ж є найбільшим ринком електромобілів.

Така активність і впевненість у швидкому успіху «зеленого курсу» має низку причин. По-перше, прогрес технологій відновлюваної генерації забезпечив найнижчу собівартість електричної енергії, виробленої на ВЕС та СЕС. Також стало зрозуміло, що проблема нерегулярності цієї генерації не є критичною і може бути успішно розв'язана. По-друге, у більшості країн завершилося створення бази законів та підзаконних актів щодо «зеленої трансформації», і вона ефективно діє. І по-третє, – і це наразі найактуальніший чинник, – розвинені країни світу хочуть подолати наслідки спричиненого пандемією спаду, інвестуючи сотні мільярдів у масштабні виробничі та інфраструктурні проєкти. І більшість з останніх прямо чи опосередковано пов’язані з реалізацією «зеленого курсу».

Бюрократія – це екологічно

Парадоксально, але найбільший внесок у скорочення викидів СО2 у Європейському Союзі здійснили не активісти GreenPeace, не послідовники Ґрети Тунберг і не зелені політичні партії, а євробюрократи з Брюсселя. Саме їм вдалося зробити те, що здавалося майже неможливим: завершити епоху вугілля у Європі. Паливо, завдяки якому Старий Світ у 18–19 століттях здійснив промислову революцію і створив індустріальну цивілізацію, іде в історію. У 2020-му вугільна генерація в ЄС скоротилася на 20%, і тенденція надалі лише посилюватиметься. За цьогорічними прогнозами, до 2030 року щонайменше половина з 324 європейських вугільних ТЕС буде закрита. І є підстави вважати, що реальні темпи «закриття вугілля» будуть вищими.

Чому? Бо спалювання вугілля для виробництва електроенергії стало економічно нерентабельним. І відбулося це завдяки Європейській системі торгівлі викидами (EU Emissions Trading System) – тому самому продукту євробюрократії.

Вартість тонни СО2 на торгах у системі ETS

Працює вона так: підприємства, діяльність яких пов’язана зі значними викидами СО2, отримують щорічну квоту на ці викиди. За перевищення – значний штраф на кожну «зайву» тонну. Аби його уникнути, компанія-порушник може придбати в системі ETS додаткову квоту на викиди. А продавцями виступають інші компанії, які спромоглися «заощадити» викиди й отримали «вільні» тонни СО2. Вони можуть продати їх «порушникам», а можуть «заощадити» на майбутнє: адже розмір квот щороку знижується на кілька відсотків. Таким чином найбільші забруднювачі фактично оплачують витрати на екологічну модернізацію «свідомих» компаній, які завдяки скороченню викидів мають вуглецеві квоти на продаж.

Коли ця система почала діяти в 2005 році, вартість тонни СО2 на торгах стрибнула до майже 30 євро. Але згодом почала знижуватися і в 2013–18 роках опустилася до 5 євро: компаніям-забруднювачам вдалося порівняно швидко запровадити заходи зі скорочення викидів, і на ринку квот утворився надлишок. Екологічні активісти здійняли галас: система ETS не працює.

Утім, уже у 2018-му році вартість вуглецевих квот знову пішла вгору. А у 2021-му вона зросла до безпрецедентного рівня – попри те, що економічний спад, спричинений коронавірусом, автоматично призвів до зменшення викидів. Якщо у травні 2020-го тонна СО2 коштувала 20 євро, то у травні 2021-го вона сягнула 56 євро. Як наслідок, вугільні електростанції почали втрачати рентабельність: після придбання квот собівартість «вугільної» кіловат-години стає неконкурентною у порівнянні з собівартістю генерації від сонячних та вітроелектростанцій.

І далі цей процес пришвидшиться: у рамках директив «Готовність до 55%» Євросоюз робить квотну політику ще жорсткішою. Щорічне скорочення квот стане більшим. А систему торгів поширять на нові галузі: зокрема, транспорт та житлову сферу. Директиву з енергоефективності будівель ЄС планує розглянути вже цього літа. Зараз на житлову сферу припадає 40% енергоспоживання Євросоюзу і 35% викидів СО2. 75% європейських будинків не є енергоефективними, і лише один відсоток щороку проходить енергомодернізацію.

ЄС планує до 2030 року оновити енергоефективність 38 мільйонів будинків

Квотна система щодо будівель працюватиме подібно до квот щодо електростанцій. Для певних класів житлових і нежитлових споруд буде визначена планка енергоефективності. Порушникам доведеться платити штрафи «за марнотратство», а «енергоощадні» отримають додаткові доходи. При цьому Євросоюз забезпечить дуже значні фінансові ресурси на проєкти енергомодернізації – на десятки мільярдів євро щороку. Зокрема, гроші надійдуть із європейського пакета постковідного відновлення на суму 673 мільярди євро. Загальна мета – до 2030 року оновити 38 мільйонів будинків. Оце справді велике будівництво.

Сонце, вітер, зелений водень

Одним з найгучніших аргументів, який регулярно озвучують опоненти «зеленого курсу», є висока вартість відновлюваної генерації. Мовляв, «зелена кіловат-година» значно дорожча, ніж «брудна» вугільна чи газова, а отже, промисловості та населенню доведеться платити за екологічні фантазії. І взагалі, всі ці панельки і вітрячки – це несерйозно. Хіба можуть вони конкурувати з могутніми енергоблоками ТЕС та АЕС? А ще сонячні та вітроелектростанції працюють нестабільно: адже їхній виробіток прямо залежить від того, як світить сонце чи дме вітер. Тож вони ніколи не зможуть замістити традиційну генерацію.

Собівартість різних видів електрогенерації у США (дані компанії Lazard). Вітер і сонце – найдешевші

Насправді ж претензії щодо дорожнечі та несерйозності відновлюваної генерації давно спростовані. За даними дослідження авторитетної аналітичної компанії Lazard, найнижчу собівартість генерації серед усіх видів електростанцій мають вітроелектростанції – від 2,6 цента за 1 кВт-год. На другому місці – сонячні електростанції, від 2,9 цента за 1 кВт-год. Собівартість електроенергії від нової вугільної електростанції удвічі вища – від 6,4 цента. І навіть старі ТЕС, де витрати спорудження повністю відшкодовані і вже не впливають на собівартість, програють відновлюваній генерації.

Такими ж некоректними є уявлення щодо «нішевої» ролі відновлюваної енергетики у загальній структурі генерації. У Німеччині, четвертій економіці світу, вона у 2020-му році становила 51%. У 2021-му її частка зросте ще більше: лише за перше півріччя в Німеччині встановили близько двох з половиною гігават нових сонячних потужностей і близько 700 мегаватів нових ВЕС.

І собівартість ВЕС та СЕС продовжить падати й далі. Так, за минулі 15 років встановлена потужність типової сонячної панелі зросла із 220–230 Вт до понад 500. Це дуже важливий показник: витрати на монтаж становлять близько половини вартості сонячної електростанції «під ключ», а вдвічі потужніші панелі означають, що там, де раніше ставили дві, достатньо змонтувати одну. ККД перетворення сонячної енергії, який був на рівні 14–15%, збільшився до понад 20%. Нові дослідження у сфері фотовольтаїки обіцяють подальший ріст ККД з одночасним зниженням ціни. Найбільш перспективним наразі є напрямок вивчення сполук під назвою перовскіти. Одношарові перовскітні панелі коштуватимуть у 8–10 разів менше, ніж нинішні кремнієві. А додавання шару перовскіту до кремнію виведе ККД такої тандемної панелі на рівень 30%.

Не менший прогрес демонструють вітроелектростанції. Турбіни потужністю у 2–3 мВт, які в 2008 році вражали уяву, є карликами проти сучасних 15-мегаватних вітрогенераторів морського встановлення. А що більша потужність турбіни – то нижча собівартість генерації.

Ця ілюстрація показова, але застаріла. Сучасні турбіни мають потужність до 15 мегават – у 300 разів більше, ніж 25 років тому

Залишається третя проблема – нерегулярність виробітку енергії на СЕС і ВЕС. Наразі енергосистема ЄС вирішує її шляхом перетоків «надлишкової» та «дефіцитної» енергії до/із сусідніх регіонів і країн. Однак нинішня ситуація далека від ідеальної: у дні, коли ВЕС та СЕС виробляють суттєво більше, ніж потрібно, вартість електроенергії на спотовому ринку може стати негативною: на короткий час вигідніше доплатити споживачу за користування енергією, ніж відключати електростанції.

Одним із нових підходів до розв'язання цієї проблеми може стати водень. Ідея полягає в тому, щоб в ситуації «надлишку» відновлюваної енергії виробляти з неї водень. А в ситуації «дефіциту», навпаки, використовувати цей водень як паливо.

Не секрет, що розмови про перехід на водневу енергетику тривають десятиліттями. Однак усі проєкти та концепції множив на нуль один убивчий факт: водень як енергетичне паливо у рази дорожчий, ніж природний газ або вугілля. Ба більше, найбільш економічний спосіб виробництва водню полягає в термохімічному перетворенні метану. І щодо цього так званого сірого водню, про декарбонізацію точно не йдеться. А дійсно екологічно чистий так званий зелений водень, який виробляють електролізом води за допомогою відновлюваної енергії, за собівартістю повністю неконкурентний.

Проте саме «зелений водень» стає однією з провідних складових «нового зеленого курсу». Річ у тім, що собівартість генерації на нових СЕС, розташованих у регіонах з високим рівнем сонячного освітлення, за минулі півтора року стала вкрай низькою. Наприклад, у Катарі, ОАЕ та Саудівській Аравії нові сонячні електростанції працюють за тарифами 1–1,5 центів за кіловат-годину. Якщо цю електроенергію використати для виробництва зеленого водню, його ціна становила б 1,74 долара за кілограм. Тобто, він міг би конкурувати з сірим воднем ($1.45–2.40 за кілограм).

Але і це ще не все. Державне стимулювання та інвестиції в розробку та виробництво пристроїв з електролізу може зменшити їхню вартість майже вдвічі – з 750 до 350 доларів за кіловат потужності. Одночасно зросте експлуатаційний ресурс електролізерів та ККД перетворення. Все це в комплексі забезпечить собівартість зеленого водню на рівні менш як 1 долар за кілограм – уп'ятеро дешевше, ніж зараз.

І це не прожекти і не концепти. У Німеччині, Іспанії, Данії, Нідерландах у 2021–22 роках запрацюють пілотні проєкти електролізерів потужністю в десятки мегаватів. До 2025 року потужність таких установок зросте до сотень мегават – як у середнього енергоблока ТЕС. А загалом «зелений курс» передбачає, що у Європі станом на 2025 рік діятимуть 2,7 гігавата електролізних потужностей. Цього достатньо для балансування генерації відновлюваних електростанцій вдесятеро більшої потужності – до 30 гігаватів.

Пілотний проєкт з виробництва зеленого водню в Південній Австралії

(Утім, тут теж потрібна допомога євробюрократії. Йдеться про скасування електролізних установок: принцип так званого анбандлінгу – відокремлення виробництва електроенергії від постачання палива для неї. В умовах традиційної енергетики анбандлінг не давав власникам паливного ресурсу продавати його задешево на «свої» електростанції. А от водневій енергетиці анбандлінг шкодить: оптимально, щоб енергокомпанія мала право виробляти власний водень).

Як Україна зможе на цьому заробити

Прикметно, що Євросоюз та Німеччина уже озвучили бажання долучити до водневих проєктів Україну – у контексті компенсації за можливі втрати від газового транзиту після спорудження «Північного потоку-2». Навряд чи варто ставитися до них із надмірним ентузіазмом, як це робить міністр закордонних справ Кулеба: експорт зеленого водню з України до Євросоюзу навряд чи почнеться хоча б до 2030 року. Однак, якщо зелений водень почне працювати в Європі, він однозначно почне працювати і в нас.

А ще українській владі слід зробити кілька очевидних речей. По-перше, слід зупинити політику підтримки української сонячної та вітроенергетики зеленими тарифами: безглуздо субсидувати найдешевший вид генерації. Але робити це треба без каральних «акцизних санкцій» – країні потрібна не зупинка ВЕС та СЕС, а дешева енергія від них. По-друге, слід нарешті усвідомити, що у вугільної галузі майбутнього нема – і Україна тут не виняток. І замість утримання вітчизняного вуглепрому на крапельниці державних дотацій пора вже готуватися до евтаназії. І насамкінець, потрібне розуміння, що «зелений курс» – це не фантазії, а глобальний економічний тренд. І Україні слід до нього долучитися: якщо навіть не як творець його технологічних чи виробничих складових, то принаймні як споживач результатів. Зрештою, інтернет і мобільну телефонію теж винайшла не Україна, але саме в нас одні з найнижчих у світі тарифів на ці послуги.

екологія технології економіка єс