Електроенергетика - це галузь, яка займається виробництвом, передачею та розподілом електричної енергії. Для її отримання використовують різні джерела: вугілля, природний газ, атомну енергію, сонце, вітер, воду та інші поновлювані джерела.
- Лазуренко Олександр Павловичпрофесор, завкафедрою електричних станцій Навчально-наукового інституту енергетики, електроніки та електромеханіки Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»"Електроенергетика - це найбільша технічна система, яку створило людство за час цивілізації. Кількісно з нею не може зрівнятися жодна інша система. Можна говорити про співставні числа в системі мобільного зв'язку - мобільних телефонів справді дуже багато. Але кількість електричних лампочок, а вони - це фактично споживачі, тобто частина системи електроенергетики, - ніхто ніколи навіть не перерахує..."*
*Тут і далі кольором виділено пряму мову експерта Лазуренка О.П.
Електроенергетична система - це три основні процеси: генерація, передача і розподіл/споживання. Звісно, вони всі пов'язані між собою. Основне завдання електроенергетики - це забезпечення споживачів електроенергією.
Генерація
Усе починається з генерації. Ідеться про різні види електростанцій. Зараз їх ділять на два класи:
1. Традиційна енергетика. Сюди входять:
А) гідроелектростанції (ГЕС) - це місце, де виробляють електрику за допомогою енергії води. Зазвичай на річці будують дамбу, яка утримує воду, створюючи водосховище. Коли воду випускають через спеціальні труби, вона обертає гідротурбіни, а ті приводять у рух генератори, які виробляють електрику. Найбільші ГЕС України - Дніпровська, Кременчуцька, Канівська, Київська, Дністровська. Каховська гребля та ГЕС були зруйновані під час війни.
Б) теплоелектростанції (ТЕС) - це місце, де виробляють електрику за допомогою тепла. Зазвичай для цього спалюють вугілля, газ або мазут, щоб нагріти воду та отримати пару. Пара обертає турбіни, які під'єднані до генераторів, що виробляють електрику. ТЕС виробляють багато енергії, але при цьому викидають у повітря шкідливі гази.
А) гідроелектростанції (ГЕС) - це місце, де виробляють електрику за допомогою енергії води. Зазвичай на річці будують дамбу, яка утримує воду, створюючи водосховище. Коли воду випускають через спеціальні труби, вона обертає гідротурбіни, а ті приводять у рух генератори, які виробляють електрику. Найбільші ГЕС України - Дніпровська, Кременчуцька, Канівська, Київська, Дністровська. Каховська гребля та ГЕС були зруйновані під час війни.
Б) теплоелектростанції (ТЕС) - це місце, де виробляють електрику за допомогою тепла. Зазвичай для цього спалюють вугілля, газ або мазут, щоб нагріти воду та отримати пару. Пара обертає турбіни, які під'єднані до генераторів, що виробляють електрику. ТЕС виробляють багато енергії, але при цьому викидають у повітря шкідливі гази.
ТЕС - найпоширеніше у світі джерело генерації енергії. В Україні - багато ТЕС: Бурштинська, Ладижинська, Трипільська, Придніпровська, Криворізька тощо. Частину з них Україна втратила через війну: найбільша Запорізька перебуває на окупованій території, Курахівська ТЕС - фактично на лінії фронту.
ТЕС Харківської області - це Зміївська, на якій 10 енергоблоків, і ТЕЦ-5. Остання вважається однією з найсучасніших, бо запускалася в 70-ті роки минулого століття. Там було 3 блоки: один потужністю 300 МВт і два по 100 МВт.
ТЕС Харківської області - це Зміївська, на якій 10 енергоблоків, і ТЕЦ-5. Остання вважається однією з найсучасніших, бо запускалася в 70-ті роки минулого століття. Там було 3 блоки: один потужністю 300 МВт і два по 100 МВт.
В) атомні електростанції (АЕС) - це місце, де виробляють електрику за допомогою енергії розщеплення атомів. На АЕС використовують ядерне паливо (зазвичай уран), яке розщеплюється в реакторі, виділяючи багато тепла. Це тепло нагріває воду, перетворюючи її на пару, яка обертає турбіни та генератори, що виробляють електрику. АЕС виділяють багато енергії, але вимагають суворих правил безпеки, щоб уникнути витоків радіації.
До початку повномасштабного вторгнення в Україні працювали 4 АЕС - це Запорізька, Хмельницька, Південноукраїнська та Рівненська, загалом - 15 енергоблоків. Наразі Запорізька АЕС тимчасово окупована.
До початку повномасштабного вторгнення в Україні працювали 4 АЕС - це Запорізька, Хмельницька, Південноукраїнська та Рівненська, загалом - 15 енергоблоків. Наразі Запорізька АЕС тимчасово окупована.
Хмельницька АЕС
Фото - Вікіпедія
Для України атомна енергетика - базова: вона дає близько 50% енергії. Із погляду екології АЕС - найкращий варіант: вони мають мінімальний вплив на навколишнє середовище, на відміну від ТЕЦ, які викидають значно більше шкідливих речовин під час згоряння будь-якого органічного палива.
Ботієвська ВЕС
Фото - ДТЕК
2. Відновлювана енергетика
Відновлювана енергетика - це отримання енергії з джерел, які не закінчуються. Це сонце, вітер, вода, тепло землі та біомаса. Такі джерела екологічні, бо не забруднюють природу і не викидають шкідливі гази. Сонячні панелі, вітряки та гідроелектростанції - приклади використання відновлюваної енергії.
Відновлювана енергетика - це отримання енергії з джерел, які не закінчуються. Це сонце, вітер, вода, тепло землі та біомаса. Такі джерела екологічні, бо не забруднюють природу і не викидають шкідливі гази. Сонячні панелі, вітряки та гідроелектростанції - приклади використання відновлюваної енергії.
Якщо говорити про Україну, то в нас більш розвинена сонячна енергетика і вітряна. Але вона погодозалежна: це стахастична, або випадкова генерація. Крім того, вона локальна, переважно розвивалася на півдні та південному сході України: там прийнятні території, щоб отримувати енергію сонця та вітру цілий рік, але зараз ці землі тимчасово окуповані.
Зараз відновлювальна енергетика дає до 10% енергії; якби в нас залишилося все, що вже зруйноване та окуповане, - імовірно, ми би зараз вийшли на цифру в 20% енергії, одержуваної від відновлювальної енергетики.
Якщо ми говоримо про Харківську область, то ось таке літо, як було цього року, фактично - понад 4 місяці, звісно, сприятливе для сонячної генерації.
Зараз відновлювальна енергетика дає до 10% енергії; якби в нас залишилося все, що вже зруйноване та окуповане, - імовірно, ми би зараз вийшли на цифру в 20% енергії, одержуваної від відновлювальної енергетики.
Якщо ми говоримо про Харківську область, то ось таке літо, як було цього року, фактично - понад 4 місяці, звісно, сприятливе для сонячної генерації.
Передача
Передача електроенергії - це процес доставки електрики від електростанцій до будинків, заводів та інших споживачів. Для цього використовують лінії електропередачі - дроти, натягнуті на високих стовпах або прокладені під землею. Електрика передається на великі відстані під високою напругою, щоб зменшити втрати енергії. На підстанціях напругу зменшують, щоб зробити її безпечною та придатною для використання.
Із часів Радянського Союзу в Україні ще залишилися лінії 750 кВ, але основні - це 330 кВ, 220 кВ, 150 кВ, 110 кВ і розподільні 6-10 кВ.
Таких ліній - багато. Чим більше цих ліній, чим більше зв'язків - тим вища надійність системи. Зараз, під час війни, це дуже відчутно. Високовольтне кільце з ліній електропередач дозволяє нам забезпечувати «кругообіг» енергії.
Що це означає? Це означає, що якщо десь щось відбувалося або відбувається, то, використовуючи хороші й надійні зв'язки, тобто лінії електропередач, ми можемо передавати електроенергію з надлишкової частини енергосистеми у, відповідно, дефіцитну. До війни надлишок у нас завжди був на сході та південному сході країни, тому що тут є Запорізька АЕС із шістьма блоками-мільйонниками.
Таких ліній - багато. Чим більше цих ліній, чим більше зв'язків - тим вища надійність системи. Зараз, під час війни, це дуже відчутно. Високовольтне кільце з ліній електропередач дозволяє нам забезпечувати «кругообіг» енергії.
Що це означає? Це означає, що якщо десь щось відбувалося або відбувається, то, використовуючи хороші й надійні зв'язки, тобто лінії електропередач, ми можемо передавати електроенергію з надлишкової частини енергосистеми у, відповідно, дефіцитну. До війни надлишок у нас завжди був на сході та південному сході країни, тому що тут є Запорізька АЕС із шістьма блоками-мільйонниками.
Розподіл
Розподіл електроенергії - це процес доставки електрики від підстанцій прямо до будинків, офісів і підприємств. На цьому етапі використовують понижувальні електричні підстанції та лінії низької напруги, щоб електрика стала безпечною для використання. Електрика проходить через розподільні щити і лічильники, які враховують, скільки енергії ви використовуєте. За розподіл відповідають місцеві компанії (рівень обленерго), які стежать за справністю мереж. Це останній крок перед тим, як електрика потрапляє до споживача.
Харьковская ТЭЦ-5. Фото - Википедия
Трохи передісторії
За словами професора енергетики Олександра Лазуренка, ще до розпаду СРСР через Харківську область проходив енергоміст: регіон був з'єднаний із Курською АЕС і отримував енергію звідти, а віддавав Росії на півдні, де були слабші позиції. Енергосистема була транзитною і передбачала наявність великої кількості ліній.
Після розпаду СРСР Україна отримала великий шматок цієї енергосистеми. Наявність великої кількості ліній передачі значною мірою допомагає нам виживати зараз, в умовах ударів по енергооб'єктах і втрат від них.
Зараз Харківська область разом із Сумською входить до Північної енергосистеми і з'єднана з іншими регіонами великою кількістю ліній. До початку повномасштабного вторгнення основними джерелами генерації електроенергії для Харківської області були Зміївська ТЕС і ТЕЦ-5. Проте за повноцінної роботи промисловості цієї генерації все одно не вистачало, і Харківська область отримувала енергію з інших регіонів, зазначає енергетик.
За словами професора енергетики Олександра Лазуренка, ще до розпаду СРСР через Харківську область проходив енергоміст: регіон був з'єднаний із Курською АЕС і отримував енергію звідти, а віддавав Росії на півдні, де були слабші позиції. Енергосистема була транзитною і передбачала наявність великої кількості ліній.
Після розпаду СРСР Україна отримала великий шматок цієї енергосистеми. Наявність великої кількості ліній передачі значною мірою допомагає нам виживати зараз, в умовах ударів по енергооб'єктах і втрат від них.
Зараз Харківська область разом із Сумською входить до Північної енергосистеми і з'єднана з іншими регіонами великою кількістю ліній. До початку повномасштабного вторгнення основними джерелами генерації електроенергії для Харківської області були Зміївська ТЕС і ТЕЦ-5. Проте за повноцінної роботи промисловості цієї генерації все одно не вистачало, і Харківська область отримувала енергію з інших регіонів, зазначає енергетик.
Війна
Від початку повномасштабного вторгнення Росії в Україну в лютому 2022 року російські збройні сили неодноразово завдавали ударів по українській енергетичній інфраструктурі, що призвело до значних пошкоджень і перебоїв в електропостачанні.
За інформацією прем'єр-міністра України Дениса Шмигаля, внаслідок атак тільки 2022 року понад 40% енергоінфраструктури України було виведено з ладу. До квітня 2024 року, за даними міністра енергетики Германа Галущенка, через російські обстріли було пошкоджено до 80% теплових електростанцій і більше половину гідроелектростанцій України.
До червня 2024 року потужності генерації енергії в Україні впали нижче за 20 ГВт, тоді як у 2022 році вони становили 55 ГВт.
За інформацією прем'єр-міністра України Дениса Шмигаля, внаслідок атак тільки 2022 року понад 40% енергоінфраструктури України було виведено з ладу. До квітня 2024 року, за даними міністра енергетики Германа Галущенка, через російські обстріли було пошкоджено до 80% теплових електростанцій і більше половину гідроелектростанцій України.
До червня 2024 року потужності генерації енергії в Україні впали нижче за 20 ГВт, тоді як у 2022 році вони становили 55 ГВт.
За даними "Харківобленерго", із лютого 2022 року в Харківській області було пошкоджено:
- понад 700 підстанцій і трансформаторних пунктів;
- близько 4 тисяч повітряних ліній усіх класів напруги;
- 236 адміністративних і виробничих будівель;
- понад 200 одиниць автотранспортної техніки.
Станом на кінець 2024 року залишаються нерозмінованими близько 6900 км трас ліній електропередачі.
Відновлення об'єктів генерації - це можливо, але доволі довго і дорого. За словами спеціалістів, відновлення блоку, наприклад, на ТЕЦ-5 - це мінімум рік-півтора за часом. Багато речей конструктивно прив'язані до певних габаритів або певних матеріалів. Для ремонту потрібні спеціальні метали, спеціальні труби тощо.
Водночас у Харкові працює АТ «Укренергомашини» - унікальне підприємство, єдиний в Україні комплексний виробник енергетичного устаткування (турбін і генераторів) для теплових, гідро- і гідроакумулюючих електростанцій, а також турбін для атомних електростанцій. На підприємстві кажуть, що готові проводити ремонти генерації.
Водночас у Харкові працює АТ «Укренергомашини» - унікальне підприємство, єдиний в Україні комплексний виробник енергетичного устаткування (турбін і генераторів) для теплових, гідро- і гідроакумулюючих електростанцій, а також турбін для атомних електростанцій. На підприємстві кажуть, що готові проводити ремонти генерації.
"Українські енергетичні машини"
Фото - сайт УЕМ
- Вакуленко Олексій Миколайовичголовний конструктор гідрогенераторів і турбогенераторів АТ «Укренергомашини»Практично на всіх об'єктах енергетики, що зазнали пошкоджень унаслідок повномасштабної війни, встановлено обладнання виробництва «Укренергомашин». Наше підприємство має всі необхідні технічні ресурси для виконання комплексів робіт із виготовлення та ремонту зруйнованого чи пошкодженого обладнання. Залежно від складності та обсягу відновлення або виготовлення строки ремонту сильно різняться: від трьох місяців, якщо йдеться про відновлювальний ремонт, до 1,5 - 2 років, якщо ідеться про виготовлення турбіни або генератора.
Безумовно, з початком повномасштабної війни ринок сировини та комплектуючих виробів для виготовлення продукції кардинально змінився: замість російської та білоруської сировини ми переорієнтувалися на європейських і китайських виробників, що зі свого боку ускладнило процес комплектування виробництва необхідними матеріалами. Руйнування частини металургійної та машинобудівної галузі України також сприяло цьому процесу.
"Те, що зараз десь щось ще працює, - це справді на вагу золота. Фактично вибита теплова генерація (Білопільська ТЕЦ, Трипільська ТЕЦ, теплоелектростанції на Донбасі). Запорізька АЕС окупована.
Але найболючіше місце - це передача і розподіл: удари по цій ланці - найбільш чутливі. Бо якщо вибито трансформатор на підстанції, яка живить район, - то поки трансформатор не замінять, живлення не буде...", - зазначає професор енергетики Олександр Лазуренко.
Але найболючіше місце - це передача і розподіл: удари по цій ланці - найбільш чутливі. Бо якщо вибито трансформатор на підстанції, яка живить район, - то поки трансформатор не замінять, живлення не буде...", - зазначає професор енергетики Олександр Лазуренко.
За словами експертів, із моменту здобуття незалежності Україна змогла зробити кілька кроків у поліпшенні енергетичної інфраструктури. Поступово було побудовано додаткові лінії електропередач: зміцнилися зв'язки між західними і центральними регіонами, а також посилилася передача енергії від Рівненської та Хмельницької АЕС до центру країни і Києва. Це дало свій результат уже під час війни.
Рівенська АЕС
Фото - uatom.org
Тому зараз ми виживаємо переважно за рахунок передачі, за рахунок зв'язку з європейською енергосистемою. Швидке відновлення зв'язку після ударів - це основний зараз для нас шлях. Загалом відновлення передачі - це легше, дешевше і швидше, ніж відновлення генерації: дріт повісив, трансформатор поставив - і все.
Наші фахівці зараз іноді навіть використовують увімкнення трансформаторів навпаки. Як працює звичайний понижувальний трансформатор? На вході є висока напруга в 110 кВ, і її треба спочатку знизити до 10 кВ, а потім уже 10 кВ знижувати до 380 В, 220 В і так далі. Так от, якщо у наших енергетиків є на рівні 10 кВ енергія зайва, то вони за рахунок трансформаторів піднімають до 110 кВ і віддають туди, де її немає. Це фантастика.
Наші фахівці зараз іноді навіть використовують увімкнення трансформаторів навпаки. Як працює звичайний понижувальний трансформатор? На вході є висока напруга в 110 кВ, і її треба спочатку знизити до 10 кВ, а потім уже 10 кВ знижувати до 380 В, 220 В і так далі. Так от, якщо у наших енергетиків є на рівні 10 кВ енергія зайва, то вони за рахунок трансформаторів піднімають до 110 кВ і віддають туди, де її немає. Це фантастика.
ЛЕП
Фото - fikiwiki.com
У 2022-2024 роках Україна активно імпортує електроенергію з європейських країн для забезпечення стабільності своєї енергосистеми. У травні 2024 року Енергетична компанія України (ЕКУ) уклала низку контрактів на цільовий імпорт електроенергії з Польщі, що стало четвертим джерелом імпорту після Угорщини, Словаччини та Румунії. Наприклад, у червні 2024 року Україна імпортувала понад 858 тисяч мегават електроенергії, що на 6% більше, ніж за весь 2023 рік.
Ще один важливий фактор виживання зараз - ми посилюємо зв'язки з Європою для купівлі енергії там. У нас були зв'язки через Бурштинський острів, Бурштинську ТЕЦ, але всі знають, що по Бурштину прилетіло вже дуже багато разів. Зараз поступово запускають інші лінії.
І звісно, це теж допомагає нам вижити. Тому що тут не треба виробляти: потрібно тільки взяти, передати і розподілити. Ось цей момент, «енергетичний лендліз», у нас дуже добре зараз налагоджений.
І звісно, це теж допомагає нам вижити. Тому що тут не треба виробляти: потрібно тільки взяти, передати і розподілити. Ось цей момент, «енергетичний лендліз», у нас дуже добре зараз налагоджений.
Харкову зараз теж бракує власної генерації: за офіційними повідомленнями влади, після масованого ракетного удару в березні 2024 року її взагалі знищено.
Основний потік електроенергії йде до нас із Західної України. На щастя, вже за часів незалежності було посилено передачу із заходу країни до центру, а з центру до нас хороші зв'язки були завжди.
Дефіцит спеціалістів
Ще одна величезна проблема галузі, про яку говорять і влада, і учасники ринку, і експерти, - гострий дефіцит фахівців, що стало особливо помітно під час війни. Багато кваліфікованих працівників були змушені виїхати через військові дії, а ті, хто залишився, зіткнулися з величезним навантаженням.
За даними «Харківобленерго», до війни в компанії працювало близько 6000 працівників, зараз - на 20% менше. Здебільшого працівники виїхали за кордон або в інші, безпечніші регіони України.
Незважаючи на проблему з кадрами, енергетики вже повернули світло в понад 400 населених пунктів Харківської області та на 90% відновили електромережі, пошкоджені внаслідок бойових дій.
Від початку повномасштабного вторгнення загинули 3 і були поранені 12 працівників «Харківобленерго».
Незважаючи на проблему з кадрами, енергетики вже повернули світло в понад 400 населених пунктів Харківської області та на 90% відновили електромережі, пошкоджені внаслідок бойових дій.
Від початку повномасштабного вторгнення загинули 3 і були поранені 12 працівників «Харківобленерго».
Незважаючи на регулярні удари по енергосистемі, Україна продовжує забезпечувати електроенергією свої міста і регіони. Відновлення пошкоджених об'єктів відбувається навіть в умовах військових дій. Роботи з ремонту та заміни обладнання тривають цілодобово, незважаючи на небезпеку. Завдяки цим зусиллям країна залишається зі світлом і теплом, незважаючи на всі складнощі.
Ті запаси надійності, які були закладені при створенні енергосистеми, - вони іноді здаються просто фантастичними. Що ми бачимо? Прилітає ракета або дрон, вибух, вивертається кабельний канал навиворіт - але все працює. Звісно, зараз споживання енергії набагато нижче, ніж до повномасштабної війни, тому що значно скоротилася промисловість. Але те, що енергетика все ще жива і працює, - це диво, яке виявилося можливим завдяки тому, що колись було закладено, і завдяки роботі та героїзму енергетиків.
Автор