Наприкінці лютого аналітики компанії Wärtsilä продемонстрували українським енергетикам, як потрібно моделювати розвиток об'єднаної енергосистеми (ОЕС) країни на довгострокову перспективу.
Під час спеціального заходу «Енергетичний перехід: яким є оптимальний шлях до вуглецево-нейтральної енергосистеми?» 26 лютого фіни запропонували до розгляду математичну модель двох сценаріїв розвитку нашої енергетики до 2050 року. Перший з них, оптимальний, базувався на міркуваннях максимально дешевої та конкурентоспроможної енергосистеми. Другий сценарій – безвуглецевий – мав на меті досягнення нульових викидів і перехід до 100%-ї відновлюваної енергетики протягом 30 років.
Обидва сценарії не претендують на остаточну істину і є, радше, базисним проектом для подальшої дискусії та доопрацювання. «Це не вирок і не рекомендація. Це запрошення до діалогу, щоб ефективно використовувати ті ресурси, які є», – сказав директор з розвитку ринків у Східній Європі компанії Wärtsilä Energy Ігор Петрик.
Діалог уже розпочато. За підсумками дискусії з українськими колегами, представники компанії вирішили скоригувати низку ключових показників у запропонованих сценаріях.
Звісно, спрогнозувати з високою ймовірністю, що буде з енергетикою до 2050 року, неможливо. Однак довгострокове високоточне моделювання енергосистеми дозволяє чіткіше зрозуміти тенденції та перспективи світового енергетичного мейнстріму, а також математично розрахувати найоптимальніші варіанти розвитку в коротко- і середньостроковому періодах. Mind вивчив запропоновані фінськими аналітиками варіанти і пояснює суть ключових моментів кожного з них.
Wärtsilä розробляє математичну модель ОЕС України на основі програмного комплексу PLEXOS. Цей інструмент дозволяє спланувати найбільш оптимальний і найдешевший розвиток енергосистеми з урахуванням заданих критеріїв. Наприклад, досягнення мінімальної ціни кіловат-години в системі, або перехід до 100%-ї відновлюваної енергетики, або реалізація будь-яких інших стратегічних рішень.
Як вхідні дані для аналізу в програму закладається інформація про види палива, прогнозний попит, потреби в резервах, параметри електростанцій, диспетчерські обмеження. Також враховуються потенційні технології для можливого спорудження нових об'єктів.
Програма отримує відомості про наявні та бажані показники – і «видає» ціну питання й алгоритм досягнення поставленого завдання. Зокрема, підсумкову інформацію про чисту дисконтовану вартість системи, вартість електроенергії за весь життєвий цикл, потребу в нових і резервних потужностях, обсяги викидів і споживання палива, рівень надійності енергосистеми, графіки погодинної диспетчеризації, а також показники капітальних, змінних і умовно постійних витрат.
Таким чином, на підставі аналізу економічних і технічних параметрів усіх наявних і перспективних технологій, а також обраних сценаріїв, PLEXOS розраховує найоптимальнішу структуру енергосистеми. Розрахунок здійснюється на кожні дві години її роботи протягом 30-річного горизонту планування.
Природно, що достовірність прогнозу буде тим вище, чим більш точні й досконалі параметри закладені в програму. У цьому сенсі аналітикам Wärtsilä, у випадку з Україною, ще є чого прагнути. Зокрема, фінські розробники під час презентації початкового проекту взяли до уваги зауваження і побажання українських колег, як підвищити достовірність прогнозних даних.
«Якщо ми чогось іще не врахували, це абсолютно не означає, що ми проти цього. Ми не є заангажованими щодо будь-якої технології», – сказав Ігор Петрик.
При цьому програма, самостійно підбираючи з-поміж технологій-кандидатів оптимальний склад обладнання, для жодного зі сценаріїв не обрала традиційну негнучку генерацію, зокрема атомну. Фінські експерти пояснюють це неконкурентоспроможністю нового будівництва АЕС. Не знайшлося місця в представленій моделі й малим модульним ядерним реакторам, перспективи використання яких у широких промислових масштабах поки незрозумілі. Незважаючи на активне лобіювання ММР з боку атомників, існують припущення, що малі реактори слідом за великими АЕС теж виявляться неконкурентоспроможними, навіть попри свою маневреність.
Що стосується вугільних ТЕС, вони програють сучасним високоманевреним газопоршневим станціям і в CAPEX, і в експлуатаційних витратах, і, що найважливіше, в параметрах маневрених режимів роботи.
Відносно ціни кіловат-години ВДЕ, фахівці Wärtsilä закладали в програму реальну собівартість нових СЕС і ВЕС на основі аналогових аукціонних цін, починаючи з 1 січня 2020 року. Українська енергосистема також моделювалася в ізольованому режимі роботи через відсутність у фінських колег прогнозних даних експортно-імпортних потоків із загальноєвропейською енергосистемою. А ще, як помітили українські експерти, у моделі не завадило б урахувати кліматичні та географічні характеристики України.
Сумнівною ланкою в моделі є також дуже скромний показник збільшення енергоспоживання в Україні протягом 30 років. Розрахунки базувалися на передбачуваному зростанні виробництва електрики до 2050 року з нинішніх 140 до більш ніж 180 млрд кіловат-годин.
З презентації видно, що обидва сценарії – «Оптимізованої собівартості» та «100% ВДЕ» – вельми схожі. Другий, що передбачає вуглецево-нейтральну систему до 2050 року, звичайно, дорожчий від першого, оптимізованого, але не кардинально.
Загальна встановлена потужність енергосистеми, в разі переходу до 100%-ї відновлюваної енергетики, повинна скласти 162 ГВт проти 131 ГВт в оптимізованому сценарії, який передбачає частку ВДЕ на рівні 88%. Витрати енергосистеми в разі запровадження «100% ВДЕ» зростуть на 9%. При цьому доведеться побудувати додатково 17 ГВт сонячних і вітрових станцій.
Обидва прогнозних сценарії мають фактично ідентичну динаміку розвитку. Зокрема, і та й інша моделі передбачають спорудження 2 ГВт високоманевреної газової генерації і 0,7 ГВт батарей потужності вже зараз. Масштабне спорудження СЕС намічено після 2026 року, коли «сонце» і системи накопичення істотно подешевшають.
Активне нарощування «вітру» і пікових газових станцій має розпочатися після 2030 року – в цей період маневрена газова генерація витіснятиме вугільну найбільш активно. У випадку зі сценарієм «100% ВДЕ» повну декарбонізацію забезпечує використання синтетичних вуглецево-нейтральних палив.
«Енергетичний перехід стає стратегічною метою для багатьох країн, і в останні два роки це є стійким трендом. Наша компанія була, напевно, першою, яка офіційно вписала бачення переходу до безвуглецевих енергосистем майбутнього у свою місію. Сьогодні ми переконуємося, що енергетичний перехід в Україні можливий уже до 2050 року. Звичайно, досягнення такої мети має свою ціну. Але доброю новиною є те, що економічна доцільність приведе оптимальну енергосистему до рівня 88% ВДЕ у 2050 році», – сказав директор зі зростання та розвитку Wärtsilä Energy Юссі Хейккінен (Jussi Heikkinen).
Як прокоментував підсумкові дані обох сценаріїв Ігор Петрик, «ви хочете побудувати оптимальну модель – отримуєте відновлювану».
Згідно з найбільш дешевим оптимізованим сценарієм, вартість виробництва електрики досягне своїх максимальних значень у 2038–2039 роки на рівні 7 центів за 1 кіловат-годину. Надалі ціна енергії планомірно знижуватиметься і досягне до 2050 року приблизно свого сьогоднішнього рівня. Але це станеться в разі заданого в моделі мінімального зростання енергоспоживання в Україні.
Як буде насправді – не знає ніхто. Однак є шанс, що енергетичний перехід не закінчиться катастрофою для споживачів.
Аж ніяк не всі представники енергетичного співтовариства в Україні сприймуть оптимістичні «зелені» прогнози Wärtsilä Energy із захопленням. У першу чергу, йдеться про представників енергомонополії в традиційній енергетиці. За кожним видом генерації, будь то атомна чи вугільна, стоять великі науково-технологічні, виробничі та машинобудівні комплекси з багатотисячними колективами, самодостатньою національною ресурсною базою і величезним потенціалом для розвитку.
В Україні, як і в усьому іншому світі, не вщухають суперечки про те, в якому напрямку розвиватиметься планета – енергетичного міксу або повністю відновлюваної енергетики. Умовно опонентів можна розділити на два протилежних лобістських табори – «за» 100%-й енергетичний перехід і «проти».
Зокрема, прихильники розвитку атомної та вугільної енергетики як основні контраргументи озвучують такі тези:
Проте, позиція прихильників традиційної енергетики все частіше виявляється «проти течії» у вигляді загальноєвропейського руху за повну декарбонізацію і енергетичний перехід.
Зокрема, 4 березня Європейська комісія офіційно представила проект Європейського закону про клімат (European Climate Law). Документ передбачає досягнення країнами Євросоюзу 100%-ї вуглецевої нейтральності до 2050 року, а його основні положення були представлені в Європейській «зеленій угоді» в грудні 2019 року. Законопроект містить юридично обов'язкові цілі щодо досягнення нульових викидів парникових газів до 2050 року.
Що стосується можливості переходу України повністю на ВДЕ, то така ідея у аналітиків Wärtsilä виникла теж не випадково. І вона цілком співзвучна відповідному заявленому курсу численних суверенних урядів і корпорацій.
Слід зазначити, що Фінляндія є світовим науково-технологічним лідером у сфері моделювання енергосистем, а також спорудження високоманеврених газових електростанцій. Ще у 2016 році вчені фінського Лаппеенрантського технологічного університету (LUT) розробили модель світової енергосистеми на основі 100% ВДЕ. Модель розраховувалася на кожну годину календарного року на основі оптимального і найдешевшого поєднання генерації, систем зберігання енергії і електропостачальної інфраструктури. Прогнозна ціна кіловат-години в основних регіонах світу склала приблизно 5,5–7 євроцентів.
Як стверджували тоді дослідники LUT, модель розвінчала деякі міфи щодо відновлюваної енергетики. Зокрема, твердження, що енергосистема зі 100%-ю часткою ВДЕ і без базових потужностей у вигляді АЕС або ТЕС не може працювати стабільно і надійно. Таким чином, вчені завдали удар по одному з найпоширеніших постулатів представників традиційної енергетики.
Так чи інакше, презентація Wärtsilä Energy 26 лютого в Києві допомогла позначити низку ключових тенденцій сучасної глобальної енергетики, які не можна ігнорувати при укладанні державних енергостратегій.
Отже, не буває «гарних» або «поганих» технологій. Є погана енергетична політика, яка не здатна використовувати будь-яку технологію ефективно та у відповідності з реаліями сьогодення.