Енергетична стійкість «під ключ»: чому когенерація є рішенням для українських громад?

В умовах воєнних ризиків енергосистема України стикається не лише з фізичними загрозами, а й зі стрімким зростанням «вартості відмови». Знеструмлення лікарні, водоканалу або великого промислового підприємства – це не просто цифри у звітах, це зупинка життєво важливих процесів та прямі ризики для безпеки населення.

Централізована модель, побудована навколо великих об’єктів і вразливих мереж, більше не може бути єдиним гарантом безпеки. Власною думкою про те, чому майбутнє – за локальною самодостатністю, де когенерація стає фундаментом енергостійкості, із Mind поділився Андрій Стецюк, міжнародний експерт з енергетичних систем та інженерних проектів.

Ефективність у цифрах: чому звичайного генератора недостатньо?

Сьогодні бізнес і громади часто плутають звичайні газові генератори з когенераційними установками (CHP). Проте різниця в ефективності є колосальною:

1. Газова електрогенерація. Виробляє лише електроенергію. Її електричний ККД становить 30–45%, а решта 55–70% потенційної енергії газу – це тепло, яке просто втрачається в атмосфері. Це дороге рішення, прийнятне лише як тимчасовий резерв.

2. Когенераційна установка (CHP). Це інтелектуальна система, що виробляє одночасно і світло, і тепло. Завдяки утилізації тепла з системи охолодження двигуна та вихлопних газів, загальний ККД сягає 80–90%. Ви отримуєте гарячу воду чи пару фактично як «безоплатний» побічний продукт.

Безпека через масовість: мережевий ефект проти атак

Ми повинні змінити логіку захисту: замість того, щоб намагатися захистити декілька великих цілей, варто створити тисячі дрібних. Коли в країні працюють сотні розосереджених установок потужністю 1-2,5 МВт, можливість позбавити громаду електрики та тепла практично зводиться до нуля.

Велика ТЕЦ – це очевидна ціль. Але неможливо атакувати сотні розкиданих контейнерних модулів біля кожної лікарні. Така «енергетична мережа» (microgrids) робить систему невразливою на стратегічному рівні.

Критична інфраструктура та досвід США: 21 день повної автономності

Не треба вигадувати велосипед, коли йдеться про виживання об'єктів життєзабезпечення. У США когенерація десятиліттями є стандартом для об'єктів, де «нульова відмова» – це закон.

Яскравий приклад – медичний центр у штаті Массачусетс. Там встановлена система потужністю 2,65 МВт. Під час випробувань вона продемонструвала здатність працювати 21 день у повністю автономному «острівному» режимі з показником доступності 96%. Система не лише забезпечувала світло в операційних, а й використовувала тепло вихлопу для генерації пари та холоду для кондиціювання. Це саме той рівень захищеності, який потрібен українським лікарням та стратегічним підприємствам сьогодні. 

Державний підхід vs Максимальна ефективність

Сьогодні ми бачимо, що стратегічні підприємства, такі як Укртрансгаз та Оператор ГТС України, активно опрацьовують рішення щодо розгортання газової генерації. Це правильний крок до децентралізації, проте є важливий нюанс. Більшість таких проєктів наразі фокусуються виключно на виробництві електроенергії для власних технологічних потреб. На моє переконання, наступним кроком має стати перехід до повноцінної когенерації.

Коли ми просто генеруємо електрику – ми використовуємо лише 40% потенціалу газу. Додаючи теплообмінники та системи утилізації тепла, ми отримуємо енергію для опалення прилеглих громад або технологічну пару, не витрачаючи жодного додаткового кубометра газу. Це шлях від простого «виживання» системи до її економічного розквіту.

Компактність, модульність і наявна база

Для громад та бізнесу критично важлива мобільність. Сучасна когенераційна установка – це компактне рішення, розмір якого не перевищує стандартний контейнер. Це дає дві унікальні переваги:

• Швидкість. Об’єкт запускається «під ключ» за 6 місяців, оскільки обладнання приходить готовим до підключення (plug-and-play) без потреби у важкому капітальному будівництві.
• Масштабованість. Можна розпочати з установки на 1 МВт або 2,5 МВт, щоб закрити критичні потреби лікарні чи району, і надалі поступово нарощувати потужність, просто додаючи нові модулі без зупинки чи перебудови всієї системи.

До того ж, нам не потрібно будувати інфраструктуру «з нуля». Переважна більшість об’єктів критичної сфери – лікарні, школи, адміністративні будівлі – вже мають підведене газопостачання. Це знімає найважчий логістичний бар'єр.

Через те, що когенераційні установки у контейнерному виконанні надзвичайно компактні, навіть на території невеликої міської лікарні або школи знайдеться місце під один контейнер. Завдяки ж тому, що паливо (газ) уже на місці, а площа для монтажу – мінімальна, такі модулі можна розгорнути та заживити у стислі строки.

Цифровий щит для «енергетичних островів»

Оскільки ми говоримо про сучасну енергетику, неможливо оминути питання цифрової безпеки. Створення «енергетичних островів» потребує не лише бетону та заліза, а й надійного кіберзахисту. Оскільки такі установки працюють в автоматичному режимі та інтегруються в загальну мережу, вони стають потенційною ціллю для кібератак.

Саме тому сучасна когенерація має базуватися на принципах Cyber-Informed Engineering (CIE). Захист контролерів промислових систем (ICS/OT), сегментація мереж та використання протоколів безпеки, що запобігають несанкціонованому втручанню в роботу двигуна – це не додаткова опція, а базова вимога.

У децентралізованій системі кіберзахист гарантує, що «острів» залишиться автономним і працездатним навіть під час масованих атак на національну інфраструктуру.

***

Отож. CAPEX для установки 1 МВт становить $700 тис. – $1,2 млн, а термін окупності – від 3 до 5 років. Це зрозуміла інвестиційна модель. Перехід на розподілену когенерацію – це шлях від вразливості до стійкості, де кожен локальний енерговузол стає частиною незламного національного щита.