У Європі великі проблеми з енергосистемою. Навіть без Путіна й дефіциту газу
Європі загрожує постійний дефіцит електроенергії. Причиною є виклики, пов’язані з переходом на зелену енергію, а також відсутністю достатньої кількості виробничих і накопичувальних потужностей. Швейцарський інвестиційний аналітик Александр Штагель вважає, що ризики більш ніж реальні й далеко не всі з них пов’язані зі зменшенням постачання газу з Росії.
ТЕКСТИ публікують головне з його треду в порядку дискусії щодо ризиків, перед якими у зв’язку з цим опиниться Україна, і заохочують вітчизняних експертів також висловити думки з цього приводу.
Головне про європейську електромережу
- Європейська електромережа є найбільшою синхронною системою постачання електроенергії у світі. Вона об’єднує 520 млн кінцевих споживачів у 32 країнах. У 2019 році її споживання становило 2635 ТВт-год, а разом з під’єднаними, але не синхронізованими Великобританією, Ірландією та Скандинавськими країнами – понад 3300 ТВт-год.
- Щоб мережа була збалансованою, обсяг спожитої електроенергії в момент часу повинен дорівнювати обсягу виробленої. У мережі енергія не зберігається. Якщо споживають менше енергії, ніж виробляють, то частота (50 Гц) підвищується, якщо навпаки – падає. Обидва дисбаланси згубно впливають на мережі й обладнання споживачів. Відхилення в певний бік (особливо запит на додаткову енергію) потребує негайного розв’язання – шляхом імпорту чи експорту.
- Джерела енергії можна поділити на стабільні (вугілля, ядерна, газ) і залежні від погоди, нестабільні (сонце, вітер). Що більше в мережі нестабільних джерел, то складніше тримати постійну частоту.
- Факти відхилення від частоти є "інцидентами". Упродовж 2021-го час таких інцидентів зріс до 52 год проти понад 33 год у 2020 році.
- Більшість країн Європейської енергомережі є чистими імпортерами електроенергії (за підсумками року спожили більше, ніж виробили). Цей дефіцит покрили Норвегія, Швеція та Великобританія.
Ключові ризики: ядерка, водосховища та Україна
- Є чотири ключові ризики, які ставлять під загрозу стабільність енергопостачання в Європі. Це виведення Німеччиною ядерних потужностей на 35 ТВт-год на рік, зношеність реакторів у Великобританії та Франції, низький рівень води у водосховищах Норвегії та приєднання енергомережі України.
- Окремо ці проблеми не здавалися б такими серйозними, якби додатково до них у більшості з країн не було власних "невиконаних домашніх завдань". Наприклад, у Італії ситуація з імпортом найгірша в Європі: у неї немає власних потужностей, щоб повністю задовольнити внутрішній попит, велика залежність електрогенерації від природного газу, відсутні достатні відновлювані джерела. Австрійці надто покладалися на додаткові ядерні потужності Німеччини, але тій самій їх не вистачає в пікові години. Угорщина, як і Австрія, теж залежні від газу, а їхні мережі зношені. Швейцарія не замінила свої застарілі реактори, тому виробництво впродовж наступних п’яти років знизиться на 10%. (І так далі майже в кожній країні.)
- До них можна додати загальноєвропейські проблеми. Виведення Німеччиною 4 ГВт потужності атомних електростанцій призведе до зменшення виробництва на 32 ТВт-год на рік. І це попри те, що Німеччина має власний уран і можливість створити замкнений цикл виробництва атомної енергії. У 2023 році Німеччина, найімовірніше, стане чистим нетто-імпортером електроенергії. Це означає, що Італії, Австрії й Люксембургу доведеться шукати інших "страхувальників". Також слід додати, що Німеччина систематично скорочувала свої негазові стабільні джерела та збільшувала частку відновлюваних (нестабільних) джерел, щоб дисбаланс покривав природний газ. Очевидно, що зараз ця модель, м’яко кажучи, похитнулася.
- Проблеми з реакторами у Франції, Великобританії та Бельгії. Французи використовують близько 60% своїх потужностей. Наростити їх поки що проблематично з низки причин. Зокрема й унаслідок цього Франція вже стала нетто-імпортером електроенергії. Реактори, які французька EDF використовує в Бельгії та Великобританії, – аналогічні французьким, у них теж близько 60% зносу. Британські реактори виробляють найменше енергії від 1982 року.
- Третя проблема – низький рівень водосховищ у Норвегії, які недостатньо наповнилися після зими через меншу кількість снігу. Відповідно, гідростанції виробляють менше енергії, а уряд задумався про скорочення експорту електроенергії. Якщо це буде зроблено, уникнути дефіциту електроенергії на континенті стане вже неможливо.
- І останнє – Україна. Попри героїчність синхронізації з її енергомережею в розпал війни, це додає значного ризику для стабільності частоти в мережі.
"Зелений перехід", найімовірніше, провалиться
- Є також низка довгострокових проблем, серед яких – нереалістичні цілі "зеленого переходу". Передусім через нестачу акумуляторних потужностей для зберігання накопиченої "чистої" енергії, а також тому, що скорочення викидів, якого з такими зусиллями домагається Європа, буде легко "компенсоване" нарощенням "брудних" потужностей у Китаї та зростанням споживання енергоресурсів в Африці через збільшення кількості населення.
- Та й сама ідея замінити застарілі ядерні реактори на нові відновлювані потужності видається нереалістично. Щоб до 2030 року замінити 19 ГВт ядерних установок, знадобиться 3146 турбін потужністю 15 МВт. Нідерланди нещодавно встановили одну таку турбіну.
- Ще один виклик – стабільність частот. Щоб система могла "хвилина у хвилину" синхронізуватися і стабілізувати частоту в умовах великих обсягів відновлюваної (нестабільної) енергії, потрібні, по-перше, подвоєння розмірів мереж, по-друге, величезні накопичувачі захищеної місткості. Лише Німеччині оцінково потрібно буде щонайменше 15 ТВт-год накопичених резервів електроенергії.
- Єврокомісія прогнозує, що до 2050 року по всій Європі буде зведено 550 ГВт потужностей. Сьогодні є лише 53 ГВт, 95% її потужності надходить з однієї установки в Альпах вартістю 2 млрд доларів.
- Гігафабрика Tesla (якщо її буде завершено) щороку вироблятиме таку кількість батарей, яка могла б зберігати 30 ГВт-год (це дуже багато). Але Європа споживає 3 300 000 ГВт-год на рік. Тобто за рік Tesla зможе виробити батарей на кілька хвилин енергоспоживання в Європі.
Сподівання на Гейтса
- Щоб уникнути відключень електроенергії, вже сьогодні потрібно відмовитися виводити з енергосистеми "стабільні" потужності, поки їх не замінено на аналогічний обсяг таких самих "стабільних", а не залежних від погоди ресурсів.
- Що можна зробити? "Білл Гейтс називає це «енергетичними чудесами». Він спонсорує численну кількість «божевільних ідей», щоб розробити проривні технології зберігання, поділу, термоядерного синтезу, водню, термічного синтезу – тільки назвіть щось, він уже бере в цьому участь. Нам потрібно все це".
- Висновок: Європа не досягне своїх кліматичних цілей. "Зелений перехід" значно складніший, аніж можна уявити з погляду ідеології чи законодавства. Натомість чинні закони та заяви багатьох про те, чого можна досягти за допомогою вітру та сонця та до якого часу, привели нас до сьогоднішньої небезпечної ситуації.
