Удари по енергосистемі: що може зробити Україна, щоб убезпечити себе від блекаутів

Україна втратила близько 85% теплової генерації внаслідок обстрілів росії. Збитки енергетичної інфраструктури оцінюють у 12,5 млрд доларів, а у побут українців повернулися графіки відключень електроенергії.

Цей текст має відеоверсію 👇

Розпочнемо з бази – що таке електроенергетика України як галузь? Генерація електрики – це одна з найбільших та найстаріших галузей економіки, у якій працює приблизно 450 тис. осіб, а весь енергетичний сектор формує близько 8% ВВП.

Потужності української енергосистеми побудовані на атомній енергетиці, спаленні мазуту та вугілля, біологічного палива та природного газу. Крім того, в останні роки зростає популярність відновлюваних джерел, а саме сонячної енергії, вітряків та водних станцій.

Якщо говорити про структуру, то вона розгалужена і не має конкретного центру. Підприємства, які генерують енергетику, віддають ресурс в загальну мережу, через яку вона дістається до промислових виробництв та побутових споживачів.

Якщо розглядати, хто володіє та керує енергосистемою з погляду власності, то її треба розділити на дві частини: лінії електропередачі та потужності генерації.

Перші знаходяться у власності держави та не підлягають приватизації. Потужності з генерації здебільшого також знаходяться в державній власності, в тому числі ГЕС та АЕС, частка ТЕС та ТЕЦ.

Проте, інша частина ТЕС та ТЕЦ знаходяться у приватній власності, так само як і джерела відновлюваної енергії — вітрові та сонячні електростанції. Також існують декілька ТЕЦ, що знаходяться в комунальній формі власності.

Основним органом управління є Національна енергетична компанія «Укренерго», яка має статус приватного акціонерного товариства. Разом із цим весь пакет акцій є державною власністю. Компанія знаходиться у сфері управління Міністерства енергетики України.

Щодо генерації, то на ринку присутня безліч виробників, а найбільших з них ви точно знаєте — це ДТЕК, Центренерго, Укргідроенерго та Енергоатом.

Історично українська енергосистема була пов’язана з росією, білоруссю та Молдовою, і у випадку надзвичайної ситуації мала залежність від росії. На щастя, у березні 2022 ми доєдналися до об'єднаної енергосистеми континентальної Європи ENTSO-E, завдяки чому ми зараз маємо можливість імпортувати електроенергію з європейських країн.

До повномасштабного вторгнення Україна генерувала достатню кількість електроенергії, аби забезпечувати себе самостійно, а залишки ще й експортувати за кордон.

Але у лютому 2022 наші потужності обвалилися на 30% через повномасштабний напад росії. У першу чергу, це сталося через окупацію – майже одразу Україна втратила контроль над Запорізькою АЕС, яка генерувала чверть потужностей всієї енергосистеми.

Водночас впало й споживання, адже багато підприємств зупинилося, а велика кількість побутові споживачів змушена була втікати за кордон.

Потім росіяни взялися за цільові удари по енергосистемі України – усі ми пам’ятаємо блекаутну зиму 22-23 років. За даними Офісу Генпрокурора України, до 20 лютого 2023 року росія нанесла 255 ударів по об'єктах електроенергетики України. Вони били як по об'єктах генерації, так і по розподільчим станціям та лініях передач.

На кінець квітня 2023 ООН прозвітувала, що загальна потужність генерації України зменшилася більш ніж удвічі, а майже половину критично важливих високовольтних трансформаторів було пошкоджено.

За даними Світового Банку, збитки, завдані енергосистемі за той період склали 11 млрд доларів – це 20 відсотків від загального бюджету України на 2023 рік, який тоді склав 53,1 млрд доларів.

Ці пошкодження, за словами міністра енергетики Германа Галущенко, вдалося відновити на 80 відсотків. ДТЕК, яке володіє більшістю ТЕС, також відновило частини енергоблоків і розконсервувало частину обладнання, яке було на довгостроковому зберіганні. Усе це виявилося не дарма – зиму 2023-2024 ми пройшли без блекаутів.

Але навесні цього року рф повернулася до ударів по енергосистемі України. Наприкінці березня рашисти вдарили по двох гідроелектростанціях та семи ТЕС, а 11 квітня росіяни знищили Трипільську ТЕС, яка була найбільшим постачальником електроенергії у Київську, Житомирську та Черкаську області. Внаслідок цих атак ДТЕК втратило 80% своїх потужностей, а Україна повернулася до віялових відключень електроенергії.

Що ж очікувати далі? Українська екосистема вже страждає від дефіциту потужностей, які частково вдається компенсувати сонячними електростанціями та експортом з-за кордону вдень. Але Сергій Коваленко, СЕО постачальника електроенергії YASNO, пояснює, що не все так просто – якщо погода похмура, то сонячні батареї протягом дня виробляють менше електрики. До того ж імпорт та аварійна допомога зменшуються вночі.

З настанням зими ситуація стане ще гіршою, адже сонця буде ставати все менше, а потреба в електроенергії буде зростати.

Сподіватися, що росіяни перестануть бити по енергосистемі, марно. То що ж Україна може зробити, аби убезпечити себе від блекаутів?

Відповідь проста і досить очевидна – децентралізація енергосистеми й перехід на розподільчу генерацію. Замість великих ТЕС, які стають легкою ціллю для російських ракет, ми маємо фокусуватися на невеликих електростанціях, що будуть розкидані по різних куточках країни.

Ними можуть бути «зелені» варіанти, наприклад сонячні батареї на дахах будинків чи вітрові турбіни в сільській місцевості, або – міні-ТЕЦ. Це малі та середні когенераційні установки, які одночасно виробляють електро- та теплову енергію на підприємствах теплопостачання.

Наприклад, Київрада вже затвердила встановлення 6 міні-ТЕЦ у місті, які зможуть зробити енергопостачання Києва більш автономним та стабільним. Перший етап планують завершити до кінця року і забезпечити безперебійним постачанням тепла близько 300 тис. киян, але для повної реалізації проєкту треба 12-15 років.

Подібну програму розгортають по всій країні — наразі теплопостачальні підприємства у 21 областях України отримали 80 міні-ТЕЦ. Усього закуплено 91 така установка, які разом зможуть забезпечити теплопостачанням понад 1 мільйон мешканців багатоквартирних будинків та близько 1 тис. соціальних об'єктів незалежно від відключень електроенергії.

Міні-ТЕЦ – один із найкращих варіантів для прикордонних областей з частими обстрілами, адже вони досить малі, легкі у транспортуванні й захисті. Щось більш потужне і, відповідно, більше у розмірах, стане легкою ціллю для росіян.

Інший варіант, про який дискутують експерти – це міні-АЕС, або малі модульні реактори. ММР працюють так само як і великі АЕС. І хоча їхні потужності десь в три рази менші, ніж у звичайної АЕС, вони займають у 10 разів меншу площу.

Головна особливість міні-АЕС – це модульна структура, яку можуть виготовляти на заводах та збирати на місцях розташування. Американська компанія Holtec International, яка разом з Енергоатомом обіцяє побудувати перші модульні реактори в Україні у 2029 році, стверджує, що їх можна буде навіть вбудовувати в інфраструктуру наявних теплових станцій – з них треба лише видалити вугільні котли.

Чи справдяться ці обіцянки — поки не зрозуміло. У світі ще нема жодного успішного прикладу міні-АЕС. Компанія NuScale Power), яка планувала побудувати перший ММР у Юті, зупинила проєкт, бо його витрати виросли більш ніж вполовину.

Експерти очікують, що перший ММР зможе з’явитися лише років через 10. Інші ж спеціалісти скептично ставляться до концепції міні-АЕС. Наприклад, експерт з ядерної безпеки Кристоф Пістнер з німецького дослідницького центру «Еко-Інститут» у розмові з українським Дойче Велле зауважив, що розробники ММР хочуть відмовитися від низки заходів безпеки заради економії, але ще жодного разу не показали, як це можна зробити на практиці. Тому поки важко оцінити безпечність таких розробок.

Ще одна, але більш реалістична альтернатива – газотурбінні генератори. Такі електростанції мають невеликі блоки та швидко розганяються – до трьох хвилин.

Для порівняння – атомному блоку для цього треба три доби. Їх можна використовувати у містах для забезпечення жителів водою та теплом, а також гарантувати енергетичну безпеку атомної генерації.

Такі станції бувають різної потужності від 1 до 150 мегаватів; вони можуть працювати як елементи децентралізованої енергосистеми й забезпечувати безпосередньо споживачів, а залишки відправляти в систему. Також можна зробити такі станції мобільними та у випадку критичної ситуації заживлювати об'єкти критичної інфраструктури.

І, авжеж, є зелена енергетика. Ми вже використовуємо відновлювальні джерела – до війни їхня частка у виробництві становила 13%, але вони також зазнали пошкоджень внаслідок війни.

Багато об'єктів відновлювальної енергетики опинилася в окупації та у регіонах бойових дій, наприклад, на окупованих територіях залишилися три вітрові електростанції. Але у зеленої енергетики є великий потенціал для децентралізації.

З іншого боку, є і недолік – мережеві сонячні електростанції працюють лише тоді, коли є зовнішня мережа. Якщо стався блекаут і немає мережі, тоді й сонячна станція не працює. Це можна обійти, якщо додатково використовувати генератор, або якщо станція гібридна.

І хоча зелена енергетика — це перспективний напрямок розвитку, який заохочують і активно фінансують іноземні партнери, самостійно вона не зможе перекрити потреби цілої країни. Систему все ще треба балансувати, а з сонячними та вітровими станціями це може бути складно, адже вони можуть не давати стабільної генерації протягом всієї доби.

З таким викликом стикаються навіть країни з розвинутої зеленою енергетикою, наприклад, Німеччина, яка покладалася на російський газ для цих цілей. Тому відкидати інші способи генерації – спалення вугілля чи атомну енергетику не варто.

Варіантів для децентралізації багато – але усі вони потребують часу та фінансування. За рік неможливо повністю децентралізувати енергосистему, тому Україні треба відбудовувати частину пошкоджених ТЕЦ, аби мати змогу пережити наступну зиму.

На щастя, іноземні партнери готові підтримати цю відбудову. На ремонт останніх пошкоджень – які, за словами посадовців, гірші, ніж минулого року – уряд вже виділив понад 7 млрд гривень. Ці гроші беруться з грантів, які надав Україні Світовий банк.

Фінансування також пообіцяли надіслати й окремі країни — наприклад, для Фонду підтримки енергетики України Данія виділила 5,6 млн доларів, Великобританія – 23 млн євро, Швеція — 42,5 млн євро, Німеччина — 50 млн євро, а Австрія – п’ять. Крім того, уряд ухвалив рішення підняти тариф для населення у розмірі 4,32 гривні за кіловат, аби мати гроші на відновлення.

Але крім ремонту та оновлення, наша енергосистема потребує захисту. У першу чергу, це – ППО. Сподіваюся, що іноземні партнери це також розуміють і продовжать постачати системи ППО, ракети та довгоочікувану авіацію.