Повномасштабна війна Росії проти України не лише поставила енергетичну систему країни перед безпрецедентними викликами, а й актуалізувала питання її трансформації. Водночас перед Україною відкривається унікальна можливість переосмислити власну енергетичну архітектуру - з урахуванням досвіду розвинених країн, які вже десятиліттями впроваджують інноваційні моделі управління, децентралізації, гнучкості генерації, інтеграції ВДЕ та цифрових рішень. Не секрет, що енергосистеми інших країн відрізняються за масштабом, структурою, ступенем лібералізації ринку, рівнем цифровізації та роллю держави. Але всі вони мають одне спільне: прагнення до енергетичної стійкості, безпеки та кліматичної нейтральності. Порівняння цих моделей з українською дозволяє не лише виявити її сильні та слабкі сторони, а й визначити орієнтири для розвитку в умовах післявоєнного відновлення та майбутньої інтеграції до європейського енергетичного ринку.

«Українська енергетика» розібралась як функціонують енергосистеми країн ЄС, США та Японії, які моделі ринку діють у них, які механізми відповідальні за балансування, хто визначає тарифи та що означає енергетична безпека в умовах лібералізованого ринку.

Власний унікальний шлях

Українська енергосистема пройшла унікальний шлях трансформації - від централізованої моделі радянського зразка до інтегрованого ринку з елементами лібералізації, балансуванням та ринковими механізмами ціноутворення. Попри повномасштабну війну, атаки на критичну інфраструктуру та постійні виклики безпеці постачання, енергосектор України демонструє стійкість і здатність до адаптації. Проте щоб оцінити реальний потенціал цієї стійкості, варто подивитися на українську модель у контексті глобального досвіду.

Енергосистема України - це складна багаторівнева структура, яка поєднує фізичні та економічні аспекти виробництва, передачі, розподілу та споживання електроенергії. Її функціонування базується на двох взаємопов’язаних шляхах: фізичному та економічному. Фізичний шлях охоплює технічну сторону - виробництво електроенергії на електростанціях, її передачу магістральними та розподільчими мережами, а також управління цими процесами. Економічний шлях - це комерційна складова, яка включає формування ціни, торгівлю електроенергією, взаємодію між виробниками, трейдерами, постачальниками та кінцевими споживачами.

Для споживача ці два шляхи змикаються: щоб отримати електроенергію, необхідно мати договір із оператором системи розподілу (ОСР), який відповідає за фізичне підключення та технічне обслуговування мереж, а також із постачальником, який продає електроенергію за комерційною ціною. ОСР - це, як правило, обленерго, які діють у межах певного регіону. Постачальники можуть бути різними - від великих компаній, таких як «Ясно» (входить до групи ДТЕК), до менших приватних гравців.

Ключовими учасниками ринку є державні та приватні компанії. «Укренерго» - оператор системи передачі, який відповідає за балансування енергосистеми, диспетчеризацію та розвиток магістральних мереж. «Енергоатом» - найбільший виробник електроенергії в Україні, який експлуатує атомні електростанції. «Укргідроенерго» - оператор гідроелектростанцій, що забезпечують гнучкість системи. «ГарПок» (ДП «Гарантований покупець») - державна компанія, яка виконує функції фінансового посередника для підтримки виробників електроенергії з відновлюваних джерел. ДТЕК - найбільший приватний енергетичний холдинг, який охоплює генерацію, розподіл та постачання електроенергії.

Регулятором ринку є НКРЕКП - Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг. Вона встановлює тарифи, ліцензує учасників ринку та контролює дотримання правил.

Окрему роль відіграє балансуючий ринок - це механізм, який дозволяє в режимі реального часу забезпечувати баланс між виробництвом і споживанням електроенергії. Якщо хтось виробив або спожив більше чи менше, ніж було заплановано, то ці обсяги компенсуються через балансуючий ринок. Укренерго виступає адміністратором цього ринку. Його показники - це обсяги небалансу, ціни на балансуючу електроенергію, а також прайс-кепи - граничні ціни, які обмежують максимальну вартість електроенергії на цьому ринку, щоб уникнути спекуляцій і цінових шоків.

Ще один важливий елемент - постачальник останньої надії (ПОН). Це компанія, яка забезпечує електроенергією споживачів у випадку, якщо їхній основний постачальник припинив діяльність або не виконує свої зобов’язання. ПОН гарантує безперервність електропостачання, хоча ціни можуть бути вищими.

Складність роботи енергосистеми України полягає в її багатокомпонентності, необхідності балансування в реальному часі, залежності від погодних умов (особливо для ВДЕ), а також у викликах, пов’язаних із війною, пошкодженням інфраструктури, інтеграцією з європейською енергосистемою ENTSO-E та реформуванням ринку.

І хоча українській енергосистемі ще доведеться пройти складний шлях, трансформуватися, стати частиною європейської енергосистеми, процес поступово рухається вперед. Так, наприклад, лише цими днями Верховна Рада ухвалила проєкт Закону України «Про внесення змін до деяких законів України щодо імплементації норм європейського права з інтеграції енергетичних ринків, підвищення безпеки постачання та конкурентоспроможності у сфері енергетики» (реєстр. № 12087-д). Про це повідомили у Міненерго.

Проєктом, зокрема, передбачається:  подальше впровадження прозорих європейських правил на ринку електроенергії України;  інтеграція короткострокових (спотових) ринків електроенергії України та ЄС (так званий market coupling – об’єднання ринків), інтеграція балансуючих ринків з ЄС, приєднання до європейських платформ балансування, що дозволить посилити гнучкість енергосистеми та доступ до резервів ЄС;  єдність з ЄС у підходах до реагування та підготовки до кризових ситуацій у сфері безпеки електропостачання; – додаткові механізми захисту прав споживачів та посилення їхньої ролі на ринку шляхом збільшення прозорості умов постачання, запровадження інструментів порівняння пропозицій постачальників, а також створення умов для долучення споживачів до участі в інших сегментах ринку, зокрема ринку допоміжних послуг;

Окрім того, такий закон означає посилення взаємодії національного енергетичного регулятора з європейськими регуляторними органами в рамках розбудови ринку відповідно до європейських стандартів.

В міністерстві підкреслили, що відповідний проєкт закону був однією з центральних тем обговорення під час скринінгу українського законодавства на відповідність праву ЄС у сфері енергетики. Його ухвалення найближчим часом у цілому дозволить забезпечити синхронізацію ринків електроенергії на початку 2027 року.

Звісно, пересічному споживачеві важко розібратися у хитросплетіннях енергетичного ринку, проте, як виявилось, схожа система діє не лише в Україні. 

Американська потужність

Енергосистема США - одна з найпотужніших і найскладніших у світі. Вона складається з трьох основних міждержавних мереж (Eastern Interconnection, Western Interconnection і ERCOT у Техасі), які працюють автономно та охоплюють величезні території. (на противагу США, Україна ж має єдину об’єднану енергосистему (ОЕС), яка до 2022 року була синхронізована з енергосистемою Росії та Білорусі, а після початку повномасштабної війни була екстрено приєднана до європейської мережі ENTSO-E).

Вона поєднує в собі децентралізовану структуру управління, ринкові механізми та багаторівневу регуляцію, що дозволяє забезпечувати стабільне електропостачання для понад 330 мільйонів людей. На відміну від централізованих моделей, США мають регіональні ринки електроенергії, які працюють за різними правилами, але інтегруються в єдину національну систему.

Структура генерації в США значно диверсифікованіша. Там широко використовуються газ, атомна енергія, вугілля, гідро- та відновлювані джерела енергії. Значну частину виробництва забезпечує приватний сектор, ринок є конкурентним, із лібералізованими правилами. В Україні ж значна частина генерації зосереджена в руках кількох великих гравців: ДП «НАЕК Енергоатом» (атомна енергія), група ДТЕК (теплова генерація, ВДЕ), Укргідроенерго (гідроелектростанції). Ринок електроенергії в Україні частково лібералізований, але має ознаки домінування окремих компаній.

Ключовим регулятором на федеральному рівні є Федеральна енергетична регуляторна комісія (FERC), яка відповідає за міждержавну передачу електроенергії, природного газу та гідроенергії. На рівні штатів діють комісії з комунальних послуг (PUC), які встановлюють тарифи, ліцензують компанії та контролюють якість послуг. За надійність енергосистеми відповідає NERC - організація, що встановлює технічні стандарти та проводить аудит системних операторів. (В Україні, нагадаємо, всі ці функції забезпечує НРЕКП)

Електроенергія в США проходить кілька етапів: спочатку вона виробляється на електростанціях, потім передається високовольтними лініями на великі відстані, після чого розподіляється локальними компаніями до кінцевих споживачів. У deregulated markets, тобто на лібералізованих ринках, споживачі можуть самостійно обирати постачальника електроенергії. У регіонах, де ринок не лібералізований, електроенергію постачає місцева монополія.

США не мають єдиного ринку електроенергії - країна поділена на кілька регіональних операторів, таких як PJM Interconnection, CAISO, ERCOT, NYISO та MISO. Вони керують ринками електроенергії, забезпечують баланс між попитом і пропозицією, адмініструють спотові та балансуючі ринки. Балансуючий ринок — це механізм, який дозволяє в режимі реального часу компенсувати відхилення між запланованим і фактичним виробництвом або споживанням електроенергії. У таких ринках діють прайс-кепи - граничні ціни, які обмежують максимальну вартість електроенергії, щоб уникнути спекуляцій.

У deregulated markets також існує постачальник останньої надії (ПОН) — компанія, яка забезпечує електроенергією споживачів у випадку, якщо їхній постачальник припинив діяльність або не виконує зобов’язання. Це гарантує безперервність електропостачання, хоча ціни можуть бути вищими.

Структура генерації електроенергії в США є диверсифікованою. Найбільшу частку займає природний газ - близько 40% виробництва. Відновлювані джерела енергії, такі як сонячна, вітрова та гідроенергія, становлять понад 20% і продовжують активно зростати. Вугілля, яке ще кілька десятиліть тому домінувало, зараз забезпечує менше ніж п’яту частину генерації. Атомна енергетика стабільно тримає близько 18% у загальному балансі.

Складність енергосистеми США полягає в її масштабі, регіональній різноманітності, необхідності балансування в реальному часі, а також у викликах, пов’язаних із переходом до зеленої енергетики, кібербезпекою та зміною клімату. Водночас ця система демонструє високу гнучкість, здатність до інновацій та адаптації, що робить її прикладом для багатьох країн, які прагнуть реформувати власні енергетичні ринки.

Європейський баланс

Європейська енергосистема — це складна багаторівнева інфраструктура, яка поступово еволюціонувала від національних енергомереж до спільної, координованої системи, що функціонує в межах ЄС. Ключовим об’єднувальним елементом є ENTSO-E — Європейська мережа операторів систем передачі електроенергії, яка забезпечує синхронізацію, стійкість та безпеку електропостачання на території понад 35 країн, включно з Україною, яка була екстрено синхронізована з європейською мережею в березні 2022 року. У межах ENTSO-E діє спільна платформа для обміну електроенергією, погодження резервів потужностей, балансування та ринкової інтеграції. Це дозволяє державам-членам уникати надлишкових інвестицій у резервну генерацію та швидше реагувати на аварійні ситуації чи пікові навантаження.

Найбільш потужними гравцями в енергосистемі Європи є Німеччина, Франція, Італія, Іспанія та країни Бенілюксу. Німеччина має велику частку відновлюваних джерел у генерації, однак змушена балансувати її за рахунок імпорту з Франції чи Польщі. Франція, натомість, залишається одним із провідних експортерів електроенергії завдяки потужному атомному сектору — понад 60% електроенергії країни виробляється на АЕС. Італія та Іспанія активно розвивають сонячну генерацію, але потребують імпорту в зимовий період. Польща досі значною мірою залежить від вугілля, однак активно інвестує у ВДЕ та газову генерацію. Скандинавські країни — Норвегія, Швеція, Фінляндія — мають надлишок гідроресурсів, що дозволяє їм експортувати зелену електроенергію до сусідів і підтримувати баланс у системі.

Об'єднана енергосистема ЄС базується на власних принципах. Для цього функціонують такі інструменти, як механізми підтримки системної безпеки (capacity mechanisms), платформи короткострокових ринків (наприклад, day-ahead market, intraday market), а також транскордонні аукціони на доступ до міждержавних перетинів. Кожна країна зобов’язана забезпечувати мінімальний рівень з’єднаності з іншими державами-членами, що дозволяє уникати ізоляції та підвищує енергетичну безпеку регіону.

Важливою складовою європейської системи є також високий рівень цифровізації та інтеграції нових технологій, таких як smart grids, системи зберігання енергії, гнучкі споживачі та розподілена генерація. Завдяки цьому країни ЄС можуть краще управляти попитом, швидше впроваджувати ВДЕ та знижувати викиди парникових газів. У той же час, європейська енергосистема стикається з викликами — зокрема, обмеженістю потужностей між окремими регіонами, нестачею гнучких резервів, інвестиційними затримками в мережах та зростаючим тиском з боку споживачів на стабільність цін.

Україна, яка приєдналася до європейської енергомережі ENTSO-E, поки що перебуває в процесі глибокої трансформації своєї енергосистеми – адже повноцінна інтеграція передбачає не лише технічну синхронізацію, а й гармонізацію ринкових правил, посилення прозорості, лібералізацію торгівлі електроенергією та інтеграцію ВДЕ.

Різні частоти

Енергосистема Японії є унікальною серед азійських країн, оскільки має два різні частотні стандарти: 50 Гц у східній частині країни (Токіо, Хоккайдо, Тохоку) та 60 Гц у західній (Осака, Кіото, Кюсю). Така розбіжність походить із кінця XIX століття, коли східна частина країни закупила німецьке обладнання, а західна — американське.

Через це країна має обмежену здатність передавати великі обсяги електроенергії між регіонами, що стало особливо критичним після аварії на Фукусіма-1 у 2011 році. Енергосектор Японії був історично децентралізованим: 10 великих регіональних компаній мали вертикально-інтегровану структуру — виробництво, передачу та розподіл. Проте після 2011 року Японія реформує свою систему — розділяє виробництво й передачу, створює конкурентний ринок та вводить незалежного системного оператора OCCTO (Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators), що координує національний баланс. Структура генерації включає атомну енергетику, ВДЕ, газові та вугільні станції. Атомна енергетика втратила позиції після 2011 року, натомість зросла частка імпортного газу й ВДЕ.

Проте днями енергетична компанія Kansai Electric Power відновила будівництво ядерного реактора «Міхама» в Японії, зупинене після аварії на АЕС "Фукусіма" 14 років тому.

2У такій бідній на ресурси країні, як Японія, ми маємо замислитися над тим, як забезпечити безперебійні поставки енергії, особливо з огляду на зростання нових галузей промисловості», — заявив  президент Kansai Electric Нодзому Морі.

Уряд Японії поставив за мету забезпечити до 2040 року 20% постачання електроенергії за рахунок атомної енергетики. Однак у деяких регіонах Японії громадська думка щодо розвитку ядерної енергетики, як і раніше, залишається різко негативною.

Енергосистема Китаю — це одна з найбільших та найпотужніших у світі. Китай має п’ять основних регіональних мереж, які охоплюють всю країну, але інтеграція між ними поступово посилюється. Основною особливістю є домінування держави: ключовими гравцями є State Grid Corporation of China (SGCC) та China Southern Power Grid (CSG) — дві державні компанії, які забезпечують передачу та розподіл. Значна частина виробництва також контролюється державними корпораціями. Китай має унікальну систему керування — розвиває "інтелектуальну" мережу (Smart Grid), інвестує в ультрависоковольтні (UHV) лінії електропередач, що дозволяє передавати гігантські обсяги електроенергії на тисячі кілометрів від заходу (де є ресурси — гідро, вугілля, сонце, вітер) до економічно розвиненого сходу. Структура генерації все ще вуглецентрична, але швидко розвиваються відновлювані джерела, особливо сонячна та вітрова енергетика. Китай також розвиває потужний атомний сектор і прагне стати глобальним експортером енергетичних технологій.

Китай демонструє централізовану експансивну модель з акцентом на масштабне розширення генерації та мереж, тоді як Японія — це приклад високотехнологічної, але регіонально фрагментованої енергосистеми з високим рівнем стабільності, обмеженим ресурсом та складною структурою управління.

Українська енергосистема, як приклад

Повномасштабна війна Росії проти України змусила глобальну енергетичну спільноту поглянути на функціонування енергосистем під зовсім іншим кутом. Стійкість, гнучкість, мобільність, децентралізація, кіберзахист, управління в умовах непередбачуваних ризиків — саме ті аспекти, які в надзвичайно складних умовах були відпрацьовані українськими енергетиками та державними інституціями. І нині цей досвід дедалі частіше вивчають у країнах ЄС, США, Японії та на рівні міжнародних енергетичних інституцій.

Одним із ключових елементів українського досвіду стало забезпечення безперервності функціонування об'єднаної енергосистеми в умовах цілеспрямованого терору проти критичної інфраструктури. Протягом осені та зими 2022–2023 років Росія зруйнувала понад 50% генерувальних потужностей та сотні підстанцій і ліній електропередач. Втім, ОЕС України вистояла — завдяки чіткій роботі диспетчерських центрів НЕК «Укренерго», швидкій мобілізації ремонтних бригад, децентралізації джерел генерації та стратегічному рішенню про екстрене приєднання до ENTSO-E. Останнє не лише забезпечило аварійне балансування, а й створило основу для подальшої інтеграції в європейський ринок електроенергії. Цей приклад нині вивчається європейськими країнами як кейс з оперативного системного реагування у разі загроз.

Цифровізація українського енергетичного сектору — ще один аспект, що зацікавив міжнародну спільноту. Розгортання мобільних систем керування, автоматизація обліку, електронні платформи закупівель та онлайн-інструменти для прогнозування попиту стали необхідністю у воєнних умовах. Український кейс довів, що навіть у найгостріших кризах цифрові рішення дозволяють зберігати керованість системи та оперативно реагувати на зміни.

Окрему увагу світові фахівці звертають на практику розосередження генерації та роль децентралізованих джерел енергії. Масове встановлення бізнесом, громадами та навіть приватними домогосподарствами сонячних електростанцій, генераторів, акумуляторних систем живлення та мікромереж створило буфер стійкості. Цей досвід активно аналізується в країнах, де триває розвиток систем RES (відновлюваних джерел енергії), і, зокрема, обговорюється на рівні таких інституцій, як IEA (International Energy Agency) та BloombergNEF.

Іншою важливою темою стало управління попитом та культура споживання. Українці продемонстрували приклад добровільного обмеження енергоспоживання, коли країна переживала пікові дефіцити електроенергії. Механізми попереджень, узгоджень, гнучких графіків та м’яких обмежень були запроваджені за лічені тижні. У США, ЄС та Японії вже обговорюються моделі попиту, що враховують не лише ринкову, а й соціальну складову, включаючи повагу до солідарності в умовах загроз.

Також світові енергетики зацікавлені в українському досвіді з підвищення кіберстійкості енергетичних систем. Упродовж останніх років Україна відбивала масові кібератаки на свої об’єкти енергетичної інфраструктури — як на генерацію, так і на диспетчерські центри, системи АСКОЕ, енерготрейдерів. Країни НАТО, зокрема США та Велика Британія, включили українські напрацювання у свої аналітичні звіти, а спільні навчання з CERT-UA та урядовими командами країн-союзників стали регулярними.

Не менш важливим став і досвід енергетичного волонтерства та логістики: «мобільна енергетика» — системи на базі дизельних/газових генераторів, батарей та трансформаторних модулів, які поставлялися в громади, лікарні, школи — створили нову парадигму швидкого реагування. Цей формат нині вивчають як елемент кризового менеджменту у сфері енергетики.

Світ визнає: Україна стала полігоном унікального досвіду виживання енергосистеми в умовах війни. І цей досвід має цінність не лише як антикризовий, а й як модель стійкості для світу, що дедалі частіше стикається з викликами — кліматичними, геополітичними, кібератаками чи гібридними загрозами. Український приклад вчить гнучкості, координації та швидкого прийняття рішень. І саме тому на енергетичних конференціях у Брюсселі, Берліні, Вашингтоні чи Токіо звучить одне і те саме: сьогодні у України вчаться, як будувати енергетику майбутнього — стійку, цифрову та людяно-орієнтовану.

Олена Марченко, спеціально для «Української енергетики»