Энергетика 21 века для Украины – какой она должна быть?

Олег Савицкий

Эксперт по вопросам климата и развития возобновляемой энергетики

Ведущие мировые ученые, Организация Объединенных Наций единогласно говорят о необходимости драматических меры, чтобы защитить планету и человечество от катастрофы. В то время как глобальное потепление ускоряется, а выбросы парниковых газов продолжают расти, нам безотлагательно нужен путь к преодолению пагубной зависимости ископаемого топлива и построения устойчивой энергетики будущего. Что это за путь и может ли на него встать Украины?

🌍 Глобальный климатический кризис и реакция на него

Июль 2019 стал самым жарким месяцем за всю историю метеонаблюдений, температура за полярным кругом впервые поднялась до + 35 ° С, тысячелетние ледники Гренландии разрушаются, невиданные ранее по масштабам гигантские пожары охватили леса в Сибири и в Амазонии. Климатический кризис, который разворачивается в мире, кроме усиления лесных пожаров, уже вызывает изменение сезонного и географического распределения осадков, наводнения и ускорения эрозии почв в одних регионах и экстремальные засухи в других, таяние вечной мерзлоты, опустошение прибрежных районов и снижение урожайности сельскохозяйственных культур.

В своем специальном докладе IPCC SR 1.5  Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата в октябре 2018 сообщала, что у человечества остается менее 12 лет, чтобы ограничить глобальное потепление до 1,5 °C — порога после которого экстремальные засухи, наводнения, штормы, пожары и смертоносные тепловые волны резко будут увеличивать свою частоту и интенсивность. Предупреждение этих катастрофических изменений климата является основной целью Парижского Соглашения, которое подписали все 195 стран-членов ООН и ратифицировали 186 из них. Ученые отмечают, что ограничение глобального потепления на уровне до 1,5 °C требует быстрого осуществления многоуровневых трансформационных изменений, касающихся методов земледелия, перестройки энергетических и промышленных систем, а также зданий, транспорта и городов. Согласно выводам экспертов ООН выбросы двуокиси углерода, вызванные деятельностью человека, необходимо сократить к 2030 году почти на 45% по сравнению с уровнями 2010 года, достигнув баланса антропогенных выбросов и поглощения СО2 из атмосферы до 2050 года.

Еще один экспертный орган ООН — Межправительственная платформа по вопросам биоразнообразия и экосистемных услуг (IPBES), которая осуществляет оценку состояния биоразнообразия во всем мире, предупреждает, что сейчас около 25 процентам всех известных видов животных и растений грозит вымирание через разрушительное воздействие человека, в том числе из-за изменения климата. Таким образом, вызванные человеком изменения состава атмосферы и загрязнения других компонентов окружающей среды угрожают массовым вымиранием жизни на планете.

По состоянию на 25 августа, после первоначального политического толчка созданного успехом массовых выступлений школьников и движением Extinction Rebellion в апреле, уже 967 юрисдикций (городов,  областей, регионов) у 18 странах мира объявили климатическую чрезвычайную ситуацию. Первыми декларации чрезвычайного климатического состояния объявили Уэльс и Шотландия, 28 и 29 апреля, после того как Лондон был практически заблокирован демонстрантами Extinction Rebellion. Теперь количество местных правительств по всему миру, которые признали необходимость принимать немедленные меры для стремительного сокращения выбросов парниковых газов приближается к тысячи, а в их юрисдикциях насчитывается более 212 млн граждан.

В ЕС новый президент Еврокомиссии Урсула фон дер Ляйен объявила противодействие изменениям климата приоритетом своего правительства. В Соединенных Штатах чрезвычайное климатический положение объявили штат Калифорния и Нью-Йорк, для невиданной экономической мобилизации для его преодоления демократическая партия разрабатывает «Новый зеленый курс«, а вопрос климата находится в центре ожесточенных политических баталий.

В мае этого года генеральный секретарь ООН Антониу Гуттериш призвал все страны прекратить строительство новых угольных электростанций с 2020 года, ликвидировать субсидии для ископаемого топлива и безотлагательно установить цену на выбросы СО2, предупреждая, что если не будут приняты драматические меры, чтобы удержать глобальный рост температуры до двух градусов, мир ждет «тотальная катастрофа«.

А что в Украине? За последние 10 лет по данным Украинского гидрометеорологического центра среднее повышение температуры в нашей стране достигло 1,6 °С. Последствия изменений климата у нас хотя и не такие катастрофические, как в Индии и некоторых других частях мира, но уже наглядны и ощущаются каждым — меняется характер и распределение осадков, становится все больше ливневых дождей, летняя погода удерживается в сентябре, зимы становятся короче, а лето начинается уже в мае. Несмотря на это в нашей стране многие политики до сих пор склонны считать, что глобальная климатическая кризис Украине не касается и реагировать на это никак не нужно. Но среди местных чиновников, которые несут прямую ответственность за будущее своих громад, понимание того, что и как с этим делать растет и уже начинает воплощаться в корректные меры и стратегические цели.

☀️Новая энергетика — 100% ВИЭ

В прошлом году Житомир, Львов, Чертков и Каменец-Подольский заявили о цели перейти на 100% возобновляемых источников энергии к 2050 году и подписали меморандум о сотрудничестве с международной климатической организацией 350.org. В декабре представители этих городов приняли участие в международных климатических переговорах СOP24 в польском городе Катовице.

Эти четыре украинских города присоединились к растущему глобальному движению, объединяющий муниципалитеты и местные администрации, общественность и частные компании по всему миру, которые совместно принимают меры для сокращения выбросов и защиты климата и приняли стратегический курс на переход к использованию 100% возобновляемой энергии.

На сегодня решение полный переход на энергию из возобновляемых источников приняли 191 компания, среди которых IKEA, LEGO, Coca Cola, Google, Microsoft и General Motors. На национальном уровне стратегической цели 100% ВИЭ приняли 53 страны, из них семь — до 2030 года. По данным IRENA к этой же даты на чистую энергию планируют перейти 131 город. Подобные планы но к 2050 году себе поставили 247 городов, включая Лондон, Париж, Стокгольм, Сидней, Токио, Торонто, Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Сан-Франциско, а также 33 регионах, включая штат Калифорния. Стратегии перехода большинства из них фокусируются на получении объемов электроэнергии из ВИЭ, достаточных не только для покрытия текущих потребностей, но и для замещения ископаемого топлива в секторах транспорта, отопления и промышленности за счет их электрификации и применения новых технологий (электромобили, тепловые насосы, промышленные водородные технологии). Целесообразность этого подтверждается тем фактом, что более сотни городов мира уже получают большую часть электроэнергии для своих нужд из возобновляемых источников энергии.

Растущая популярность идеи перехода на 100% возобновляемой энергетики обусловлена ​​прежде всего тем, что это стало действенным способом решения многих проблем: от борьбы с загрязнением воздуха и улучшения условий жизни в городах, к стабилизации цен на энергоресурсы, привлечения инвестиций и оживление регионального экономического развития.

Переход от неограниченного использования ископаемого топлива к энергии из возобновляемых источников и энергосберегающих технологий является ключевым для решения проблемы изменения климата, ведь большинство выбросов СО2 в атмосферу приводит именно сжигания угля, нефти и газа. Именно поэтому глобально энергетика ответственна за 2/3 всех выбросов парниковых газов. Из-за растущего спроса на энергию в мире, нехватка доступа к современным энергоэффективным технологиям и зависимость многих стран от ископаемых энергоресурсов темпы загрязнения атмосферы продолжают увеличиваться. Чтобы это изменить необходимо осуществить перестройку энергетических систем, транспорта и инфраструктуры по всему миру.

Украинские города-пионеры уже работают в этом направлении, привлекая международную техническую поддержку и значительные инвестиционные средства, а также делятся с другими своим практическим опытом в сферах повышения энергоэффективности, развития возобновляемой энергетики и устойчивой мобильности. Сдерживающими факторами для них сейчас является то, что технологии ВИЭ в Украине все еще остаются достаточно дорогими, отсутствие стратегии развития ВИЭ на национальном уровне, а также незавершенная реформа рынка электроэнергии.

🗝 Ключ к будущему — «Интернет Энергии»

Глобально в секторе электроэнергетики сегодня происходит настоящая технологическая революция, которую вызывают удешевление технологий ВИЭ, внедрение систем аккумулирования электроэнергии, развитие «умных сетей», децентрализация и диджитализация энергосистем. Вместе эти новые технологии сочетаются в то, что называют «Интернетом Энергии».

В последние два десятилетия децентрализованный, локальный и устойчивый характер новых энергетических технологий ВИЭ поставил под сомнение обычные подходы в области электроэнергетике. В сочетании с быстрым прогрессом информационно-коммуникационных технологий и их растущим применением в энергетике, уже зрелые и доступные технологии ВИЭ создают основу для перехода к децентрализованным энергосистемам с горизонтальными потоками энергии и данных — новым «Интернетом Энергии». Это новая парадигма в энергетике, которая уже начинает реализовывать свой потенциал к трансформации мировой экономики и открывает путь к новой промышленной революции.

За 2018 год стоимость возобновляемых источников энергии упала до уровней, когда новые мощности ВИЭ (в частности ВЭС и СЭС) без дополнительной государственной поддержки во многих странах выигрывают конкуренцию по цене киловатт-часа в электростанций на ископаемом топливе. Об этом сообщается в последнем отчете о стоимосте технологий возобновляемой энергетики, опубликованном 29 мая 2019 года Международным агентством по возобновляемой энергетике (IRENA). Это также подтверждается ранее опубликованным данным аналитических фирм Lazarus и Bloomberg New Energy Finance (BNEF). Эксперты единодушны в том, что уже в недалеком будущем СЭС и ВЭС будут самыми дешевыми источниками электроэнергии по всему миру.

Для обеспечения устойчивого энергоснабжения изменчивость генерации от солнца и ветра, которые становятся новыми столбами электроснабжения, должна быть компенсирована сочетанием с другими распределенными энергетическими ресурсами (distrubuted energy resources — DER). К ним относятся модульные установки на биомассе и биогазе, топливные элементы, аккумуляторные батареи, водород и другие технологии накопления энергии, электромобили, их зарядные станции, а также растущий спектр другого «умного» оборудования на стороне потребителя, которое имеет гибкий график потребления и может интегрироваться в программы управления спросом. Сегодня DER рассматриваются во всем мире как ключевой сектор развития энергосистем.

В сочетании с информационно-коммуникационными технологиями и «умными сетями», которые обеспечивают видимость распределенной генерации и расширенные возможности управления для операторов энергосистем, новые технологии генерации и накопления энергии могут обеспечить надежное, чистое и безопасное электроснабжение как для сельских, так и для урбанизированных районов.

Внедрение «Интернета Энергии» нуждается в модернизации сетей передачи и распределения электроэнергии, а также системных мер по компенсации изменчивости солнечной и ветровой генерации. Ключевые инструменты для этого — диджитализация управления, а также развитие полного спектра распределенных энергоресурсов. На бытовом уровне частью этого выступают «умные» водонагреватели и другая бытовая техника, системы электрического отопления, кондиционирования, а также системы водоснабжения, имеют накопительные емкости. На промышленном уровне — насосы, двигатели, компрессоры, электропечи и разнообразное автоматизированное оборудование.

Переход от обычных централизованных энергосистем к «Интернету Энергии» характеризуется:

• масштабным развитием возобновляемых источников энергии,
• возрастающей потребностью в ресурсах гибкости в энергетических системах,
• возникновением и распространением различных технологий в сфере распределенных энергетических ресурсов,
• преобразованием пассивных потребителей у активных участников работы энергетической системы,
• появлением новых пользователей электросетей (агрегаторы, виртуальные электростанции),
• диджитализацией и повышением сложности рынков электроэнергии,
• растущей связью электроэнергетического сектора с транспортом, отоплением, охлаждением и промышленностью через электрификацию и автоматизацию.

Теперь эти вопросы в центре внимания ведущих энергетических компаний мира. В частности им посвящена конференция «Internet of Energy», которая проходит в Берлине 3-4 сентября 2019 года и собирает отраслевых специалистов со всей Европы.

🤔 Quo Vadis, Украина?

Сегодня Европейский Союз, к которому стремится присоединиться Украина, играет ведущую роль в развитии возобновляемой энергетики, «умных сетей», автоматизированного цифрового учета, систем управления спросом и других элементов Интернета Энергии. Курс на его развитие теперь заложено в энергетической и климатической политике Европейского Союза, что будет вызывать глубокую трансформацию энергетического сектора на всем континенте.

Будучи стороной Договора об Энергетическом Сообществе и намереваясь соединить свою электроэнергетическую систему с европейской ENTSO-E, Украина должна присоединиться к историческим усилиям ЕС по созданию Интернета Энергии. Для этого исторического задачи необходима беспрецедентная мобилизация усилий, ресурсов и человеческого потенциала. Мы должны объединить усилия с ЕС для достижения долгосрочных целей в области климата и энергетики. Более того, без нас, украинцев, достичь нулевого уровня выбросов парниковых газов в Европе к 2050 году, как того требуют цели Парижской Соглашения будет невозможно.

Энергетический сектор Украины сегодня входит период глубоких структурных изменений, которые необходимы чтобы достойно встречать вызовы геополитического, экономического и экологического характера. Устаревшую и заброшенную отрасль угольной энергетики, которая беспощадно загрязняет атмосферу, нужно замещать стремительным развитием возобновляемых источников энергии и распределенных энергетических ресурсов. Они должны стать прочным фундаментом для энергосистемы будущего и помочь преодолеть проблемный наследство энергетики прошлого, ведь Украине также рано или поздно придется решать экологические, технические и экономические проблемы, связанные обращением с опасными ядерными отходами и с выводом из эксплуатации атомных электростанций, которые сегодня обеспечивают половину всего производства электроэнергии в стране.

Первым шагом для Украины на пути к «Интернету Энергии» должен стать отказ от любых инвестиций в централизованную жесткую энергетическую инфраструктуру и устаревшие технологии, которые могут замкнуть всю экономику в упадке и способствовать дальнейшей деградации окружающей среды.

Возвращаясь к настоящему, средний возраст угольных ТЭС в Украине уже превышает 50 лет. Дальнейшая их эксплуатация будет приводить к уровням загрязнения воздуха, не совместимых с экологическим законодательством ЕС и угрожающих жизни и здоровья граждан, рост цен на электроэнергию, усилению угроз энергетической безопасности из-за зависимости от импорта топлива. Поэтому вывод ТЭС по эксплуатации следует максимально ускорить и замещать их сочетанием ВИЭ и DER, согласно новой парадигмы «Интернета Энергии».

Для Украины такая трансформация энергетики — это шанс построить новую сильную экономику и вырваться из длительного упадка, повысить безопасность и благосостояние своих граждан и помочь международному сообществу решить проблему изменения климата.

Впереди много работы для всех европейцев, ведь для обеспечения необходимых темпов декарбонизации понадобится быстрое и всеобъемлющее внедрение Интернета Энергии, а вместе с ним — масштабные изменения в транспорте, промышленности и инфраструктуре городов.

Эта публикация создана в рамках проекта Международной климатической инициативы (МКИ). Федеральное министерство Германии по вопросам окружающей среды, охраны природы и ядерной безопасности (BMU) поддерживает эту инициативу на основании решения, принятого парламентом Германии