Чому Україні не вистачає електроенергії? Хто винен та чи дійсно все так погано?

11 листопада диспетчерський центр НЕК «Укренерго» активував аварійну допомогу об’ємом 100 МВт з енергосистеми Словаччини. Він зробив це, аби забезпечити операційну безпеку та уникнути відключень споживачів. Окрім цього, з 21 листопада Білорусь відновила постачання власної електроенергії на територію України. Заборона розбирається, як саме працює українська енергосистема та чому Україна опинилася в ситуації, коли не може забезпечити себе електроенергією попри велику кількість власних електростанцій. 

Як влаштована українська енергосистема?

Об’єднана енергосистема України (ОЕС) має дві частини, які фізично між собою не пов’язані.

Головна та більша частина ОЕС — це так звана основна частина, з якої споживається 96% всієї електроенергії в Україні. До неї належать майже всі виробники: всі атомні електростанції, більша частина ТЕС та ГЕС. Ця частина енергосистеми синхронізована з енергосистемами Росії, Білорусі та Молдови. Відповідно, технологічно через неї можливий імпорт/експорт з/до зазначених країн. Також з ОЕС України можливий експорт в Польщу.

Друга частина — це так званий «острів Бурштинської ТЕС», в якому обсяг споживання складає 4% від загального по країні. Територіально це частина Закарпатської, Львівської та Івано-Франківської областей. Основним виробником електроенергії на «острові» є Бурштинська ТЕС. «Острів Бурштинської ТЕС» працює синхронно з енергосистемою континентальної Європи. З «острову» можливий імпорт/експорт з/до Словаччини, Угорщини, Румунії.

Розповсюджена українськими ЗМІ новина щодо екстреної допомоги зі Словаччини стосувалася саме «острову Бурштинської ТЕС». Річ у тім, що того дня відбулось аварійне відключення блоків №9 та №4 Бурштинської ТЕС, на «острові» виник дефіцит потужності, який на той момент не було можливості компенсувати іншими видами генерації електроенергії. Тому для покриття потреб споживачів в «острові Бурштинської ТЕС» НЕК «Укренерго» активувала аварійну допомогу зі Словаччини.

Якщо говорити про те, з чого формується повний об’єм електроенергії, яку споживає Україна, то тут ситуація така. Атомні електростанції — це базова генерувальна потужність енергосистеми України. Вона працює переважно за рівним графіком і покриває 54% споживання у країні. Ще 30% електроенергії виробляється на ТЕС, ТЕЦ та блок-станціях, 7% електроенергії виробляє гідроенергетика, 9% — відновлювані джерела енергії (ВДЕ). Імпорт складає лише 0,9% від загального обсягу виробленої електроенергії за 10 місяців 2021 року та 0,8% від загального споживання (брутто) за той же період.

Чому Україна змушена екстрено закуповувати електроенергію за кордоном?

Імпорт електроенергії складає лише близько відсотка від загального обсягу, який ми споживаємо. Однак у такому разі виникають очевидні питання: чому цього року ми стикаємось із тим, що змушені просити аварійну допомогу в Словаччини, та чому, попри політичні розбіжності, знову йдемо закуповувати електроенергію у Білорусі?

«Влітку почали рости ціни на енергоресурси та, відповідно, на електроенергію в Європі, — пояснює Забороні колишня народна депутатка України та секретарка Комітету Верховної Ради України з питань паливно-енергетичного комплексу Вікторія Войціцька. — Компанія ДТЕК [Ріната Ахметова], яка фактично є монополістом на ринку вугільних ресурсів та контролює експорт електроенергії на європейські ринки, у пік, коли ціни на електроенергію там почали суттєво підвищуватись, спалила значну частину вугілля саме для того, щоби відправляти електроенергію на Європу й заробити на цьому вищу маржу. Не думаючи про те, що, спалюючи вугілля протягом літа, треба було терміново робити все, щоби забезпечити запас на осінь і зиму».

Однак чому роль теплових електростанцій залишається настільки важливою для української енергосистеми? Адже основний об’єм електроенергії виробляється атомними електростанціями. Річ у тому, що споживання електроенергії протягом доби нерівномірне: залежно від часу воно має суттєві підвищення (піки споживання) та зниження (провали споживання).

«Коли приходить ранок, ми всі прокидаємося, йдемо чистити зуби, вмикаємо електроприлади, вмикаємо світло і в нас іде пік навантаження споживання електроенергії, — пояснює Войціцька. — Потім ми виходимо з дому, зачиняємо за собою двері, йдемо на роботу. У нас вже в будинках і квартирах світло не світить, електроприлади майже не працюють, і ми виходимо на більш-менш рівний графік споживання енергії протягом дня. Потім знову ми приходимо додому, знову вмикаємо електроприлади, і знову в нас іде пік споживання». 

Такий графік споживання вимагає наявності електростанцій, які можуть упродовж доби швидко змінювати свою потужність для забезпечення покриття нерівномірного споживання.

Як видно з графіка, атомна генерація впродовж доби працює практично з рівним навантаженням. Для покриття решти споживання є інші види генерації. Зокрема, для забезпечення електроенергією споживачів у пікові години доби працюють електростанції, які можуть швидко змінювати свою потужність залежно від споживання (збільшувати або зменшувати). Саме такими електростанціями і є так звані ТЕС. І, на жаль, альтернатив цим станціям в Україні поки немає.

«Проблема вся в тому, що, відповідно, у нас з вами є атомні електростанції, які не можуть працювати в режимі змінного виробництва електроенергії, швидкого збільшення і зменшення об’ємів. Технологія атомних електростанцій цього не дозволяє: вони працюють в рівному, так званому газовому графіку. І забезпечують, відповідно, 50% електроенергії або навіть вже більше, але вони технологічно неспроможні покрити ці піки», — зазначає Войціцька.

Однак наразі на складах ТЕС спостерігаються знижені запаси вугілля. Водночас для забезпечення обсягів виробництва теплової генерації на рівні минулого року вже включені в роботу енергоблоки ТЕЦ (теплоелектроцентралей) на природному газі. Ці станції здатні виготовляти електроенергію через спалювання природного газу. Однак, враховуючи нинішні ціни на газ та його дефіцит на складах, ціна такої електроенергії є зависокою.

Який вихід із цієї ситуації та чого чекати в майбутньому?

Найбільш очевидним виходом із ситуації з залежністю від теплових електростанцій могли б бути альтернативні види електроенергії. Однак із цим в Україні все не так просто. За інформацією «Укренерго», однією із найважливіших проблем розвитку енергетики України є необхідність забезпечити розвиток виробництва електроенергії з сонячних та вітрових електростанцій (СЕС та ВЕС). Це завдання ускладнюється тим, що сьогодні в енергосистемі України не вистачає інфраструктури, яка змогла б генерувати отриману від СЕС та ВЕС електроенергію та розподіляти її згідно з потребами.

Для досягнення цих цілей планується, що до 2032 року в енергосистемі України мають бути споруджені системи акумулювання електроенергії для підтримання стабільності та регулювання частоти в енергосистемі.

«Сонце світить — не світить, вітер дме — не дме. Альтернативна енергія, яка здебільшого представлена  у нас вітром і сонцем, навпаки приносить додаткову нестабільність і непрогнозованість в енергосистему, і вимагає ще більшого навантаження, — додає Вікторія Войціцька. — Тобто тільки теплові електростанції можуть закрити ті спади, які відбуваються під час виробництва електроенергії з відновлюваних джерел. В Україні немає акумуляційних станцій, як технологія вони взагалі лишаються дуже дорогими по всьому світу».

Виходить, що варіантом, який зміг би врятувати українську енергосистему від обов’язкового використання теплових електростанцій, могла б стати альтернативна електроенергія. Однак через слаборозвинену інфраструктуру зараз цей тип електроенергії є достатньо нестабільним та не може покривати потреби енергосистеми України. А це означає, що найближчим часом Україна навряд чи зможе відмовитись від застарілих ТЕС, які в основному належать відомому українському олігарху Рінату Ахметову.