РФ нанесла колоссальный ущерб энергетической инфраструктуре Украины. По данным Министерства энергетики, с октября 2022 года более 50% энергетических объектов страны получили повреждения в результате массированных ракетных атак и ударов дронов. Особенно пострадали тепловые электростанции и подстанции, что привело к масштабным отключениям электроэнергии по всей стране.
Харьков тоже неоднократно становился мишенью для ударов по энергетической инфраструктуре, что приводило к длительным отключениям света и тепла. Харьковчане массово покупали генераторы и объединялись друг с другом, готовясь к возможным блэкаутам. Вопрос надежности энергосистемы для города остается критическим: от его решения зависит стабильная работа транспорта, больниц, предприятий.
Каким может быть будущее энергетики и как минимизировать риски для харьковчан? Существуют ли долгосрочные решения, которые позволят городу стать менее зависимым от централизованной энергосистемы?
Теория
Украинская энергосистема традиционно строилась на принципах централизованного производства электроэнергии, где крупные электростанции обеспечивали масштабное и относительно дешевое производство. Основу генерации сейчас составляют атомные, тепловые и гидроэлектростанции. Магистральные электросети передают энергию на большие расстояния.
Но опыт последних лет доказал, что такая система - уязвима к повреждениям: полномасштабное вторжение высветило слабые места этой модели, поставив вопрос о ее обновлении и адаптации к современным вызовам.
Возникает вопрос: как обеспечить устойчивость сети к атакам и минимизировать риски для потребителей?
По словам профессора, завкафедрой электрических станций Учебно-научного института энергетики, электроники и электромеханики Национального технического университета «Харьковский политехнический институт» Александра Лазуренко, мировая энергетика сейчас развивается в направлении «трех Д»:
- декарбонизация - то есть отход от традиционных источников энергии (уголь, нефть, газ), ориентация на экологичность;
- децентрализация - то есть переход к распределенной генерации с использованием большого количества генераторов небольшой мощности;
- диджитализация, то есть цифровизация и использование современных интеллектуальных систем защиты, контроля и управления, переход к цифровой энергетике.
Первое Д: декарбонизация
Декарбонизация в энергетике - это процесс уменьшения или полного устранения выбросов углекислого газа (CO₂) при производстве энергии. Вместо нефти и газа можно использовать возобновляемые источники энергии. В частности, речь идет о солнечной, ветровой, водородной, гидроэнергетике, геотермальной (для производства энергии использует недра Земли), а также биогазе (его получают из органических отходов).
Если говорить об Украине, то у нас более развита солнечная энергетика и ветряная. Но она погодозависимая и локальная: на юге и юго-востоке Украины такие территории, что получать энергию солнца и ветра можно круглый год, но сейчас эти земли временно оккупированы.
Сейчас возобновляемая энергетика дает стране до 10% энергии; если бы у Украины остались все мощности, которые разрушены или оккупированы, - вероятно, можно было бы выйти на цифру в 20% энергии, получаемой от возобновляемой энергетики.
Если говорить о Харьковской области, то такое лето, как было в 2024 году, фактически - более 4 месяцев, конечно, благоприятно для солнечной генерации.
Другой пример декарбонизации - использование тепловых насосов. У нас сейчас никто и нигде не ставит тепловые насосы, и мы вообще не используем тепло земли. Тепловой насос под домом, если этот дом еще утеплить и поставить там нормальные окна, - может обеспечить его теплом, и никакого газа вообще не надо. В пригороде Харькова есть такое здание на 500 квадратов: там солнечная электростанция на крыше, ветряк на 10 кВ и три нитки тепловых насосов. Да, они потратили средства на этапе создания, но потом 10 лет вообще ничего не тратили. То есть оборудование - дорогое. Но стоит принимать во внимание тариф на электроэнергию и то, что он продолжит расти. А стоимость солнечных панелей и другого оборудования - падает, - говорит Александр Лазуренко.
Мировым трендом сейчас является водородная энергетика. Водород можно производить из воды, а его сжигание не дает вредных выбросов. Основные преимущества - экологичность и высокая энергоемкость. Кроме того, водород можно будет передавать по существующей уже системе газопроводов, если по ней не будет идти природный газ. Но пока такие установки есть только экспериментальные.
Второе Д: децентрализация
Децентрализация предполагает переход от централизованной модели производства электроэнергии с крупными электростанциями к распределенной системе со многими меньшими источниками генерации.
То есть речь пойдет не о больших ТЭС или ТЭЦ, а о станциях и мини-котельных на 2-10 МВт или даже сотни киловатт. Но при этом они должны располагаться максимально близко к конечным потребителям, фактически - возле них, чтобы существенно уменьшить потери при передаче энергии. Идеальная энергосистема - это небольшая электростанция в каждом здании, которая обеспечивает его электроэнергией, - отмечает профессор Лазуренко.
По словам энергетика, два основных направления для будущей модернизации - это когенерация (то есть выработка одновременно и электро-, и тепловой энергии) и распределенная генерация (то есть перемещение генерации как можно ближе к потребителю). Это те факторы, которые влияют на эффективность работы и на цены. Сейчас очень большие потери энергии - в проводах, в линиях электропередач; их называют нагрузочные, или тепловые потери. Соответственно, чем длиннее линия, через которую передается электроэнергия к потребителю, тем больше ее теряется.
Понятно, что «электростанция в каждом доме» - это идеальный, но пока нереальный план. Энергетики говорят, что реальный вариант - ориентация на гибридную энергосистему, включающую и традиционные, и возобновляемые источники энергии небольшой мощности, расположенные равномерно по территории и объединенные сильными связями.
По словам Александра Лазуренко, такой подход можно реализовать и для города-миллионника - такого, как Харьков, - но работы будет много. Во-первых, для небольших источников генерации нужно место возле потребителей. Во-вторых, для когенерационных установок нужен природный газ, что требует расширения и развития газотранспортной инфраструктуры.
Если говорить о мини-котельных, которые производят и тепло, и электроэнергию, то, например, такая когенерационная установка на 600 кВт может обеспечить около 60 квартир, то есть примерно один подъезд высотного дома. Размером она - с морской контейнер, находиться должна на улице в огороженном пространстве. Стоит приблизительно 10 миллионов гривен. Но они есть и мощнее - на 2 - 10 МВт и так далее. При наличии инвестиций и предоставления места - с точки зрения энергетики Харьков готов к переходу на такие мелкие источники энергии.
Кроме того, децентрализация в энергетике предусматривает развитие локальных электростанций, таких как солнечные, ветровые и биоэнергетические установки, которые могут работать независимо или в составе микросетей. Энергетики Харьковского политеха, например, предлагают использовать крыши муниципальных зданий для солнечной энергетики: их не надо ни покупать, ни арендовать.
Третье Д: Диджитализация
Диджитализация в энергетике - это внедрение цифровых технологий для управления производством, распределением и потреблением электроэнергии. Она включает использование «умных» счетчиков и автоматизированных систем управления для прогнозирования потребления и оптимизации работы электростанций.
По словам Александра Лазуренко, пример диджитализации в энергетике - создание виртуальных электрических станций, которые работают на платформах цифровых интеллектуальных сетей Smart Grid. Смысл в том, что можно небольшие платформы, которые производят по 100-200 кВт, объединить в единую виртуальную электростанцию на 5-10 мегаватт и выступить в роли продавца электроэнергии на энергорынке.
Еще один возможный подход - управление спросом электроэнергии.
Это очень актуальная тенденция за рубежом, но у нас об этом пока только говорят. Там потребителей, которые участвуют в процессе управления потреблением, делят на группы. Допустим, у вас стоит дома накопительный бойлер. Он включается в основном тогда, когда это нужно энергосистеме, то есть когда ей надо сбалансироваться и увеличить потребление. Она подает команду, включает условно 100 бойлеров по квартирам - и увеличивает потребление. Получается, что ей не надо сбрасывать генерацию в этот момент. И наоборот, если что-то случилось с генерацией, то можно дать команду и выключить приборы. Да, какое-то время в квартире будет не такой горячий бойлер. Но потребители идут на это за счет того, что в случае участия в такой системе управления спросом - у них ниже тариф на электроэнергию, - говорит Александр Лазуренко.
В энергетике есть такое понятие, как «активный потребитель». Например, у человека на крыше собственного дома есть электростанция мощностью 10 или 50 кВт. И человек может использовать эту энергию только для себя, а может продавать ее излишки системе. Рынок вспомогательных услуг устроен таким образом, что самая дорогая энергия - именно та, которая участвует в балансировке. Он предполагает, что сначала участник этого рынка вкладывает деньги - например, в аккумуляторную подстанцию, а потом в нужный энергосистеме момент продает энергию, но по самому высокому тарифу.
Практика
Теоретически восстановление энергетики Украины выглядит логичным и последовательным процессом: диверсификация источников, развитие возобновляемой энергетики, постепенная цифровизация. Однако в реальности все значительно сложнее - из-за войны, недостатка инвестиций, технических ограничений и политических рисков. Поэтому возможны разные сценарии: от быстрого развития чистой энергетики при поддержке международных партнеров до более консервативного варианта, где традиционная генерация останется важной частью системы еще на долгие годы.
По мнению экспертов, есть несколько сценариев того, как может выглядеть энергетика после окончания войны и запуска процесса восстановления.
Сценарий первый. Оптимистичный
По словам главы совета Украинской ассоциации возобновляемой энергетики Станислава Игнатьева, наиболее оптимистичный сценарий основывается на том, что РФ больше не будет бить по энергосистеме и газораспределению, и вся энергоинфраструктура останется хотя бы в таком состоянии, как она есть сейчас. Кроме того, этот идеальный вариант предполагает, что Украине удастся вернуть Запорожскую АЭС, город Энергодар и прилегающую инфраструктуру.
В таком случае у страны не будет существенных проблем с генерацией. Основной путь тогда - восстанавливать разрушенное (и генерацию, и передачу), а энергосистема страны в целом останется такой же, как и была.
Если у нас будут сохранены все 4 АЭС, нам необязательно восстанавливать разрушенную теплогенерацию, тем более, в этом вопросе будут проблемы с финансированием. Я имею в виду, например, Ладыжинскую, Добротворскую, Борщевскую ТЭС и другие. Даже без них энергосистема будет относительно стабилизирована, это во-первых. А во-вторых, энергопотребление у нас существенно уменьшилось, и Украине будет хватать электрической энергии от АЭС, - говорит Игнатьев.
По его словам, на сегодня максимальный дефицит энергии наблюдается в Украине, когда сильные морозы и сильная жара, - это до 6 ГВт/час. Запорожская АЭС этот дефицит может покрывать без проблем. Для балансировки необходимо будет восстановить гидроэнергетику, но с пониманием того, каким в новых климатических реалиях является режим наполнения водохранилищ: последние годы - очень маловодные. Игнатьев отмечает: можно огромные деньги потратить на восстановление ДнепроГЭС, а потом окажется, что нет достаточного количества воды, чтобы агрегаты работали с высоким КПД.
На вопрос, сколько лет Украина сможет жить только на мощностях АЭС и будет ли этого достаточно, пока точного ответа нет. Если работа промышленности в Украине будет расти, это, конечно, будет вызывать потребность в дополнительной энергии.
Но здесь надо понимать, произойдет ли в Украине эмиграционная революция? Вернутся ли все те люди, которые за рубежом? Специалисты говорят, что продуктивное население, которое уже адаптировалось в других странах и имеет там работу, вряд ли вернется. И здесь возникает вопрос - а будет ли кому работать в промышленности, чтобы она демонстрировала рост? - отмечает Станислав Игнатьев.
Сценарий второй. Экологический
Второй сценарий основывается на том, что Украина должна двигаться в направлении декарбонизации. Европа приняла норматив, согласно которому до 2027-го года она полностью отказывается от российского газа, а до 2050-го года - от атомной тепловой генерации.
По мнению экспертов, атомная генерация еще десятки лет будет оставаться основой энергетической системы Украины, но над ее модернизацией и постепенным замещением тоже надо работать.
Профессор Лазуренко отмечает, что стоит обратить внимание на актуальный мировой тренд - применение малых модульных реакторов небольшой мощности, которые сейчас широко используются как энергетические установки больших военных и гражданских кораблей. Сейчас в мире реализуется много экспериментальных проектов такой «малой атомной энергетики».
По мнению Станислава Игнатьева, у Украины есть шанс сформировать энергетический микс, когда постепенно мощности тепловой генерации будут замещены на распределенную точечную зеленую генерацию. Затем необходимо создать благоприятные условия для бизнеса, чтобы он строил новые так называемые интерконнекторы.
Сейчас есть запросы минимум от 10 стран Европы, которым нужна более дешевая украинская электрическая энергия. Это потенциально выручка в страну, это создание новых рабочих мест, это уплата налогов в Украине. Зеленая распределенная генерация в приграничных к Европе областях должна обеспечить вот такие перетоки. И тогда Украина может стать настоящим энергетическим хабом хотя бы Восточной Европы, о чем я очень сильно мечтаю, - говорит Станислав Игнатьев.
Но на этом пути есть две большие проблемы. Первая - на законодательном уровне этот вопрос сейчас не урегулирован: кодекс передачи электроэнергии этого не позволяет. Второй вопрос - финансовый. За государственные средства интерконнекторы строиться не будут, международные доноры на такое денег тоже не дают. Это задача как зарубежного, так и среднего и крупного бизнеса в Украине - обеспечение таких новых проектов собственными финансовыми ресурсами. В Украине уже есть подобный опыт: только за 2024 год украинский бизнес построил 0,98 ГВт мощностей зеленой генерации, из них - 80% для собственных нужд без подключений к электросетям. Конечно, здесь производительность гораздо меньше, но с другой стороны - это чистая зеленая генерация, создание новых объектов, уплата налогов в Украине, зеленый переход.
Еще одно окно возможностей для будущего в разрезе декарбонизации - это модернизация малых гидроэлектростанций. В Украине есть области - в частности, это Тернопольская, Львовская, Ивано-Франковская, Закарпатская, - где сосредотачивается большинство малых гидроэлектростанций на малых реках. Но там, говорит Станислав Игнатьев, работает очень старое оборудование - на одной станции времен Австро-Венгерской империи. Модернизация такого оборудования для повышения коэффициента полезных действий - это большая возможность для Украины.
Сценарий третий, пессимистичный
По нему мы должны привыкать к «стране генераторов», как минимум - в определенные зимние и летние периоды. По словам Игнатьева, это может длиться 3-5 лет, пока не будут построены новые мощности. Дело в том, что при низких или при высоких температурах, а также при аварийных ситуациях мы имеем дефицит энергии. Кроме того, летом обычно атомная генерация выводится в ремонт. Все это не дает рассчитывать на быстрое возвращение на довоенный ритм жизни без почасовых отключений. Подробнее об этом читайте здесь.
Сценарий четвертый, фатальный
Наиболее пессимистичный сценарий основывается на том, что РФ удастся разбить ключевые элементы энергоинфраструктуры Украины, в частности открытые распределительные устройства и крупные подстанции. В таком случае Украина распадется на так называемые «энергетические острова», говорит Игнатьев:
Харьков сейчас фактически находится в режиме «энергетического острова». Он присоединен к объединенной системе по аварийным схемам, но РФ пытается уничтожить те элементы, которые обеспечивают аварийное питание. Поэтому мэр Харькова постоянно говорит о том, что городу нужна распределенная генерация. Например, в прошлом году через систему ProZorro Харьков провел на 2,1 млрд грн тендеров на такую распределенную генерацию для теплокоммунэнерго и для водоканала, причем за средства местного бюджета. В этом вопросе Харьков является рекордсменом среди городов Украины.
Второй потенциальный «энергетический остров» - это Одесса и Одесская область. Другие «острова», как это ни парадоксально, это тыловые западноукраинские области - Черновицкая, Ивано-Франковская: причина в том, там уже есть распределенная генерация.
Поэтому вот такой пессимистический сценарий - это Украина как страна «энергетических островов». Но есть яркий пример США, где каждый штат сам за себя, причем у нас все централизовано, а у них - максимально децентрализовано, и в каждом штате есть собственная генерация. Например, штат Техас производит электроэнергии больше, чем вся Украина до полномасштабного вторжения. И он продает энергию в другие регионы, - отмечает Игнатьев.
Существует много теоретических моделей восстановления энергетики Украины, но все они сталкиваются с реальными ограничениями - войной, финансовыми трудностями и инфраструктурными проблемами. Идеальные планы могут не выдержать испытания реальностью, если не учитывать эти вызовы. Однако их необходимо преодолевать, ведь энергосистема - это не просто об экономике, а о стратегической безопасности страны. Стабильное энергоснабжение укрепляет устойчивость государства и его способность к восстановлению. Поэтому главное - искать реалистичные решения, которые обеспечат надежность энергосистемы как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.
«Проект «Усиление устойчивости медиа в Украине». Внедряется Фондом «Ирондель» (Швейцария) и IRMI, Институтом региональной прессы и информации (Украина). Финансируется Фондом «Швейцарская солидарность» (Swiss Solidarity)»
