Частково знищена й пошкоджена ворогом енергосистема країни повинна взимку, попри всі виклики війни, забезпечувати людей електроенергією і теплом. Підвищити надійність енергосистеми і знизити ризики нових масштабних відключень можна завдяки децентралізації виробництва електроенергії. Для цього необхідно доповнити енергосистему, збудовану на основі великих джерел генерації, виробництвом малої та середньої потужності, зокрема, з відновлюваних джерел енергії. Це завдання номер один на новий опалювальний сезон, заявили у Міненерго.

Що потрібно зробити для децентралізації генерації електроенергії і що вже робиться – проаналізувала “Українська енергетика”.

 

Децентралізація генерації: безпека та надійність

Енергетична система України під час минулої зими вистояла, проте всі ми пам’ятаємо дуже складні періоди, коли українцям доводилось жити без світла і тепла через руйнування та пошкодження різних об’єктів електрогенерації внаслідок ракетних та інших атак з боку рф. Зокрема, було пошкоджено 19 енергоблоків ТЕС (3,3 ГВт), чотири блоки ТЕЦ (1,1 ГВт), вісім гідроагрегатів ГЕС (0,54 ГВт). Крім того, окуповано 6 ГВт Запорізької АЕС (або 44% атомної генерації); Запорізька ТЕС, Луганська ТЕС, Вуглегірська ТЕС (сукупно близько 4 ГВт); Каховська ГЕС; більшість потужностей ВДЕ. 

На фото: Запорізька АЕС

У багатьох випадках подолати перебої з постачанням електроенергії допомагали генератори. Втім вони виявились не найкращим виходом із ситуації. Саме тому, готуючись до можливих викликів наступного опалювального сезону, енергетики шукають нові комплексні рішення сталого енергопостачання.

“Децентралізація генеруючих потужностей – одне з найголовніших короткострокових завдань, особливо із врахуванням підготовки до наступного опалювального сезону. Ми будемо робити це так швидко, як це можливо”, – зазначив міністр енергетики Герман Галущенко.

Як пояснили експерти центру “Екодія”, децентралізована або розподілена генерація (англ. distributed power generation) – це система виробництва та передачі енергії, яка передбачає велику кількість споживачів, які водночас є виробниками електрики та тепла для власних потреб. Вони мають можливість передавати надлишки виробленої енергії до загальної мережі. 

Найбільш популярними у розподілених системах генерації є технології на базі відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) та системи когенерації (коли одночасно виробляється електрика та тепло). Зокрема, це сонячні панелі, малі вітряні турбіни,  когенераційні установки (КГУ, найбільш поширені – газові паротурбіні та газопоршневі КГУ), станції, що спалюють біомасу та тверді побутові відходи, малі гідроелектростанції. 

“Зараз актуальним є питання побудови мініелектростанцій або когенераційних установок, – зазначила Олена Лапенко, експерт з енергетичної безпеки DiXi Group. – І йдеться не лише про зменшення платежів за електричну або теплову енергію, а про безперебійне, надійне забезпечення електричною енергією”.

Зараз актуальним є питання побудови мініелектростанцій або когенераційних установок…

“Максимальна децентралізація генерації електроенергії дозволить Україні посилити її енергетичну безпеку і суттєво зменшить ризики постачання електроенергії споживачам, – вважає Богдан Серебренніков, експерт DiXi Group. – Велика генерація, як показав досвід, є вразливою до цілеспрямованих фізичних атак, що робить всю енергосистему країни менш стійкою і надійною”. 

Проте, як саме буде виглядати децентралізація, сказати складно, оскільки через війну детальна інформація урядом не поширюється.

“21 квітня 2023 року уряд за поданням Міненерго схвалив нову Енергетичну стратегію України до 2050 року, – нагадала Олена Лапенко. – Її текст не було оприлюднено, проте Міністерство енергетики анонсувало основні пункти. Одним із них є децентралізація генерації електроенергії по всій території країни. Також там йдеться про розвиток відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), що також підпадає під визначену стратегічну ціль із розвитку розподіленої генерації. Відповідно на підставі цієї Енергетичної стратегії з’явиться комплексний план, в якому в якості одного великого напряму підвищення нашої енергобезпеки буде загалом вся розподілена генерація – і ВДЕ, і когенерація”.

Зі слів міністра енергетики, наша мета – побудувати розосереджену маневрову генерацію для аварійного живлення власних потреб великих станцій, об’єктів критичної інфраструктури у разі відключень та збільшення генерації у період дефіциту. А досягнути цієї мети допоможуть газові турбіни, які потрібно встановити у тих регіонах, де є дефіцит генеруючих потужностей. Також передбачається розвиток відновлюваних джерел енергії (сонячної та вітрової генерації), модернізація системи передачі електроенергії, додав він. 

До слова, оскільки ефективність газових паротурбінних і газопоршневих КГУ залежить від вартості газу, то перспективним напрямом, зі слів керівника напряму теплопостачання Проєкту енергетичної безпеки (ПЕБ) USAID Діани Корсакайте, є використання біопаливних газопоршневих КГУ із застосуванням технологій газифікації біопалива. 

“У країнах ЄС та світі все більш поширюються комерційно доступні технології на різних видах біопалива. Більшість малих і середніх когенераційних установок в Україні працює на газоподібному паливі, переважно на природному газі, а також на біогазі”, – сказала вона.

 

Енергостійкість громад: що зроблено 

Процес децентралізації генерації вже почався. Сьогодні особлива увага у громадах приділяється розвитку малої ВДЕ-генерації, яка є менш вразливою до атак з боку рф.

“Україна наразі перебуває лише на початковій стадії процесу децентралізації генерації електроенергії, – зазначив Богдан Серебренніков. – Всі про це говорять, але поки що немає єдиного узгодженого розуміння, як реалізувати такий енергетичний “перехід”. Є окремі ініціативи на місцях, передусім у містах. Одним із кращих прикладів є Житомир, де розроблено план переходу міста на 100% ВДЕ та поступово реалізуються відповідні точкові проєкти”. 

Україна наразі перебуває лише на початковій стадії процесу децентралізації генерації електроенергії. Всі про це говорять, але поки що немає єдиного узгодженого розуміння, як реалізувати такий енергетичний “перехід”...

У цьому місті ще 2014 року була прийнята стратегія теплопостачання й почалась велика модернізація теплосистеми завдяки одразу кільком проєктам (від швейцарського уряду, фонду E5P,  Європейського банку реконструкції та розвитку тощо). Ще до війни там запустили ТЕЦ, яка працює на відходах деревини. 

“Вона забезпечує теплом цілий мікрорайон міста й додатково видає в енергомережу 1,1 МВт-год електричної енергії, – розповів мер Житомира Сергій Сухомлин. – Завдяки тому, що замість дорогого газу ми використовуємо альтернативні місцеві джерела енергії, наприклад, тріску, місто отримує дешевшу гігакалорію. Крім того, ця ТЕЦ забезпечує стійкість системи”.

Житомирська ТЕЦ, фото Житомирської міської адмініістрації

Нова ТЕЦ дозволила лише за один опалювальний сезон зекономити 7 мільйонів кубів газу. Це надихнуло місцеву владу не зупинятись й переобладнати інші котельні. З весни 2022 року у Житомирі почали будувати додаткові котельні на деревині. Запустили ще чотири. Міський голова пояснив, що вони знаходяться у різних мікрорайонах міста, і у разі припинення постачання газу будуть підтримувати температуру у мережі й не дозволять розморозити систему. У планах громади – запустити ще дві котельні загальною потужністю 60 МВт теплової енергії та близько 17 МВт-год електричної енергії. Вони працюватимуть частково на відходах деревини, частково на RDF (твердих побутових відходах). До слова, RDF виробляють на житомирському сміттєпереробному заводі, першу чергу якого запустили під час війни. 

Ці та інші заходи дозволили попри регулярні атаки ворога забезпечувати житомирян електроенергією і теплом із мінімальними збоями. Під час аварії на одній котельні тепло оперативно подавалося з іншої.

Подібні ініціативи щодо децентралізації генерації є також у Рівному, Славутичі та інших містах.

Проте загалом міста опинились у нерівних умовах, констатував Богдан Серебренніков. По-перше, частина міст наближені до прифронтових зон. А це, на думку експерта, значно ускладнить залучення інвестицій і виконання відповідних робіт у таких містах. По-друге, існує різниця в економічному потенціалі громад, наявності (чи відсутності) власних фінансових ресурсів для розвитку розподіленої генерації. По-третє, на умови та потенціал розвитку ВДЕ (передусім, вітрової та сонячної енергетики) в тих чи інших громадах впливає їх розташування, тобто географія. 

“Якщо говорити про біоенергетику, зокрема, біоТЕЦ, то також буде різниця з точки зору наявності місцевих ресурсів, логістичних переваг тощо”, – додав експерт.

 

Плани на новий опалювальний сезон

До початку нового опалювального сезону українські міста мають підготувати таку систему енергопостачання, яка б дозволяла забезпечувати людей світлом і теплом, незважаючи на різні аварійні ситуації, зокрема, через ракетні чи інші атаки.

Велика надія покладається на когенераційні установки. 

“У нас є досвід використання когенераційних установок, що підпадають під розподілену генерацію, зокрема, у Черкасах, Житомирі, Хмельницькому, Старокостянтинові. Протягом страшного минулого опалювального сезону це допомогло цим містам утримувати у робочому стані теплозабезпечення на локальному рівні. Тому тепер цей досвід стане прикладом для інших міст”, – зазначила Олена Лапенко, експертка DiXi Group. 

Велику технічну допомогу у реалізації таких проєктів надає USAID, який розпочав співпрацю з 20-ма містами України у цьому напрямі.

“Вже наступного опалювального сезону практика використання КГУ може бути поширена у багатьох містах України, де існує система централізованого теплопостачання, – заявила Діана Корсакайте. – Технічно існує щонайменше два способи передачі електричної енергії від КГУ до об’єктів критичної інфраструктури: пряме живлення через прокладання окремого силового кабелю та шляхом створення локального “острівного режиму” з використанням мереж оператора системи розподілу (ОСР)”. 

Зі слів представниці ПЕБ USAID, завдяки одному з цих варіантів або їх поєднанню можна забезпечити енергією об’єкти теплопостачання під час перебоїв із електрикою, а також зменшити до 30% використання паливних ресурсів (зокрема, газу) на виробництво тепла та електроенергії для власних потреб ТКЕ. 

Когенераційна установка в Рівному

Діана Корсакайте зазначила, що КГУ наразі майже не використовуються для енергопостачання іншим об’єктам критичної інфраструктури, хоча це й необхідно. 

“Представники USAID також готують проєкт в одному з районів Миколаївської області, де створять модель розподіленої генерації, – розповіла Олена Лапенко. – Завдяки цьому фахівці хочуть зрозуміти, яке необхідне додаткове обладнання для того, аби об’єкти розподіленої генерації були максимально інтегровані в інфраструктуру”. 

Наприклад, у місті є одна котельня, ТЕЦ, і там буде встановлене все когенераційне обладнання. Однак у місті є ще дві-три котельні, які, наприклад, можуть брати живлення від цієї когенераційної установки, проте зараз це дуже складно зробити. Наразі фахівці різних організацій прораховують різні варіанти, працюють над регуляторною базою, щоб спростити це підключення та імплементацію таких рішень. Отже, робота триває, але в основному за рахунок міських ініціатив і міжнародних донорських організацій.

“Згідно із законом “Про енергетичну ефективність” органи місцевого самоврядування, відповідно до їх повноважень, мають розробляти та затверджувати місцеві енергетичні плани та плани дій сталого енергетичного розвитку та клімату (ПДСЕРК), що, зокрема, стосуються розвитку альтернативної енергетики на місцевому рівні. Звісно, поки що таке планування є більш віддаленою перспективою, але якісь його елементи можуть закладатися вже зараз. Зокрема, забезпечення більш надійного живлення критичної інфраструктури на місцях (водоканалів, котелень, медичних закладів тощо) за рахунок альтернативних джерел енергії”, – розмірковує Богдан Серебренніков, експерт DiXi Group.

Передусім це буде зроблено завдяки використанню когенерації на базі міських ТЕЦ.

 

Міські ТЕЦ повинні бути перетворені на об’єкти нашої енергобезпеки… 

 

“Міські ТЕЦ повинні бути перетворені на об’єкти нашої енергобезпеки, – вважає Олена Лапенко. – Якщо ж на певному підприємстві є площа, то там можуть бути створені  комбіновані об’єкти: вітрові, сонячні станції, газопоршнева генерація або комбінація таких генеруючих потужностей. Якщо це якась сільська місцевість, то там нічого не заважає будувати будь-які об’єкти ВДЕ, які будуть забезпечувати громади електричною енергією, а з мережі брати її можна буде лише тоді, коли дана генерація не дає необхідної потужності”. 

Своєрідний процес децентралізації генерації відбувається сьогодні не лише у громадах, але й у деяких будинках. Аби мати резервне живлення та можливість економити енергоресурси, окремі ОСББ встановлюють СЕС на дахах будинків, вітряки і теплові насоси. Такі заходи поки що дуже дорогі, проте дозволяють у разі відключень  енергопостачання забезпечувати мешканців мінімальним комфортом.

“У жителів багатоповерхівок є відносно менше можливостей безпосередньо брати участь у розвитку децентралізованої електроенергетики, – зазначає Богдан Серебренніков. – Зокрема, можливе встановлення сонячних панелей на дахах для часткового забезпечення роботи загальнобудинкових систем. Втім цей напрям поки досить обмежений. Водночас у разі розвитку децентралізованої генерації у громадах мешканці багатоповерхівок можуть отримувати вигоди від більш надійного електрозабезпечення, водопостачання та водовідведення, опалення та інших послуг”.

 

Як уникнути дисбалансів

Зміни внаслідок децентралізації генерації можуть призвести до проблем, зокрема, до дисбалансів. Аби цього не сталось, важливо, щоб процес децентралізації був системний і контрольований, підкреслив аналітик DiXi Group Богдан Серебренніков.

“Ці дисбаланси були викликані стрімким розвитком ВДЕ у попередні роки внаслідок запровадження “зеленого” тарифу. За принципом “спочатку впровадимо, а потім подивимося що з цього вийде”, – пояснив експерт. – Тому важливим кроком є вироблення узгодженого бачення процесу децентралізації електроенергетики – на рівні уряду, профільних міністерств, Нацрегулятора, операторів систем передачі та розподілу. Це бачення та відповідна політика мають бути враховані в оновленій Енергостратегії країни до 2050 року, національному плані з енергетики та клімату до 2030 року та інших стратегічних документах”.

Після цього відповідальні центральні органи виконавчої влади (ЦОВВ) мають допомогти місцевій владі у розробці енергетичних планів та Плану дій сталого енергетичного розвитку та клімату (ПДСЕРК), вважає аналітик DiXi Group. Яким чином ЦОВВ можуть допомогти? Передусім, надати методичну та іншу необхідну підтримку. А надалі важливо налагодити системний моніторинг та контроль реалізації планів, додав Серебренніков.

Окреме питання: де брати ресурси для децентралізації генерації електроенергії. 

Треба розробляти відповідні фінансові та економічні моделі участі об’єктів децентралізованої генерації у ринку, щоб забезпечити належне інвестування та їхню сталу діяльність, а також збалансованість всього ринку…

“З одного боку, зараз є сприятливий для України час щодо залучення донорської допомоги від міжнародних партнерів на розвиток таких проєктів. І цим вікном варто скористатись. З іншого боку, це не буде системним рішенням. Тому треба розробляти відповідні фінансові та економічні моделі участі об’єктів децентралізованої генерації у ринку, щоб забезпечити належне інвестування та їхню сталу діяльність, а також збалансованість всього ринку”, – розглядає можливі варіанти Богдан Серебренніков.

Він зауважив, що у процесі розвитку децентралізованої генерації необхідно враховувати тенденції енергоспоживання в громадах і потенціал енергоефективності. Адже прогнозування попиту на енергію має лягати в основу планування розвитку генерації.

 

Отже, підготовка до опалювального сезону триває. Цього року вона є особливою, бо враховує досвід попередньої зими: атаки ракет, знищення та пошкодження об’єктів енергосистеми, перерви в електропостачанні. Зважаючи на можливі ризики, енергетики та місцеві громади готують альтернативні варіанти безперебійного енергозабезпечення українців. Найбільш перспективними є когенераційні установки, малі сонячні та вітрові СЕС. Втім успіх таких проєктів буде залежати від наявності міжнародного фінансування та згуртованості громад на місцях.

 

Світлана ОЛІЙНИК, спеціально для “Української енергетики”