Підвищити надійність і маневреність української енергосистеми до європейських стандартів можна тільки за рахунок розвитку гідроакумулюючих електростанцій, йдеться в публікації "ДС".
В кінці червня компанія "Укренерго" підписала угоду про приєднання до Європейської мережі системних операторів передачі електроенергії (ENTSO-E). Це означає, що в перспективі українська енергосистема буде підключена до європейської, ставши її складовою частиною. Відбудеться це не завтра і не післязавтра - тільки на виконання вимог, висунутих ENTSO-E, буде потрібно мінімум п'ять років. Однак готуватися до об'єднання з європейцями потрібно вже сьогодні, тоді як технологічна готовність української енергосистеми до подібного кроку оцінюється всього лише в 15%.
Головне завдання, яке потрібно вирішити українським енергетикам і владі - підвищити надійність об'єднаної енергосистеми (ОЕС) України, зокрема, в частині якості продукції, що поставляється споживачам електроенергії та стабільності її поставок. Іншими словами, ОЕС України повинна поставляти споживачам досить електроенергії під час пікових навантажень, і захищати від стрибків напруги вночі, коли її споживання різко падає.
Для цього в енергосистемі є маневрові та регулюючі потужності, які дозволяють оперативно реагувати на зміну споживання електроенергії в мережах і підтримувати баланс між виробленням електроенергії та її споживанням. Однак в ОЕС України якраз такі потужності - в дефіциті. Кістяк маневрених потужностей мають становити гідроелектростанції, однак сьогодні їх частка в загальному балансі не перевищує 9%, коли як оптимальний рівень повинен бути в межах 15-20%.
Для маневру потужністю в Україні застосовуються вугільні блоки теплоелектростанцій (ТЕС) потужністю 200 і 300 МВт.Однак проблема в тому, що вони були спроектовані як раз для роботи в базовому режимі, а не в режимі регулювання потужності. Їх діапазон регулювання становить всього лише 20-30% від номінальної потужності, і цього явно недостатньо, щоб вугільні блоки могли використовуватися в якості регулюючих потужностей. Однак через використання вугільних блоків не за призначенням, диспетчерам енергосистеми доводиться щодня, під час нічного провалу в споживанні електроенергії, давати команди на зупинку до 10 енергоблоків. А вранці, щоб пройти ранковий і вечірній максимуми навантажень в енергосистемі, їх включають назад. Фактична кількість циклів "пуск / зупинка" вугільних блоків значно перевищує ліміт, встановлений заводами-виробниками для цього обладнання, і такі "гойдалки" в їх роботі приводять до того, що турбогенератори енергоблоків ТЕС виходять з ладу в 3-4 рази частіше, ніж якщо б вони працювали в стабільному, базовому режимі.
Перекіс на користь теплової енергетики не дозволяє якісно регулювати добовий графік навантажень в енергосистемі, проходження нічних "провалів" споживання електроенергії, забезпечувати аварійні і частотні резерви. Все це в підсумку знижує стійкість і надійність ОЕС України. Тому стійкість і надійність ОЕС потрібно підвищувати. Але за рахунок чого?
У світі основна технологія для регулювання і маневрування потужністю - гідроакумулюючі станції (ГАЕС). За даними Міжнародного енергетичного агентства, в 2013 році частка ГАЕС серед всіх накопичувачів енергії займала 99% і досягла 141 ГВт. Потужність ГАЕС в європейських країнах досягла 45 ГВт і продовжує збільшуватися - в Швейцарії будується станції Linth-Limmern потужністю 1 ГВт і Nant de Drance потужністю 900 МВт, в Португалії - Venda Nova III потужністю 736 МВт.
В Україні вирішити проблему з дефіцитом регулюючих потужностей також можна за рахунок введення в дію нових блоків ГАЕС, оскільки це дозволить знизити кількість пусків блоків ТЕС, стабілізувати їх навантаження і підвищити їх ККД. А також - заощадити газ і електроенергію, що дуже актуально в українських реаліях. Наприклад, тільки один гідроагрегат дає економію від 100 до 170 тис. Кубометрів газу і від 930 до 2800 тонн вугілля на добу. Річний ефект від використання тільки одного гідроагрегату потужністю 324 МВт складає в середньому 35 млн доларів. Сьогодні в Україні функціонує лише 3 гідроагрегату на Дністровській ГАЕС. Однак в перспективі на цій станції буде працювати 7 гідроагрегатів, а ще 4 гідроагрегати буде функціонувати на Канівської ГАЕС, то в сумі виходить значний економічних ефект.
У використанні ГАЕС є і екологічний плюс - експлуатація тільки трьох гідроагрегатів Дністровської ГАЕС скорочує викиди діоксиду вуглецю на 180 тис. тонн на місяць, SO2 - на 2,3 тис. тонн, а пилу - на 700 тонн.
При цьому гідроенергетика, як один з видів відновлюваної низьковуглецевої енергетики, відповідає природоохоронним директивам ЄС і підтримується Паризькою угодою по клімату, яку Україна підписала в квітні минулого року.
При всіх перерахованих вище вигодах, ГАЕС ще й вигідніше будувати. Наприклад, згідно з Програмою розвитку гідроенергетики до 2026 року, капітальні витрати на будівництво 1 МВт встановленої потужності Дністровської та Канівської ГАЕС порівнянні з витратами на модернізацію 1МВт встановленої потужності блоку ТЕС. Однак якщо побудовані ГАЕС будуть експлуатуватися в середньому ще 100 років, то термін служби реконструйованих блоків ТЕС обмежений 15-20 роками.
Останнім часом в світі постійно виникають нові ідеї вирішення проблеми дефіциту регулюючих потужностей, зокрема, за рахунок накопичення електроенергії на системному рівні. Наприклад, технологія промислового застосування електричних акумуляторів-накопичувачів тільки почала розвиватися, і потужність пілотних зразків не перевищує 60-90 МВт. Але у цього методу є і більш суттєві недоліки - при виробництві та утилізації таких систем дуже велика загроза забруднення навколишнього середовища, цикл заряду таких пристроїв довше циклу розряду в кілька разів, і вони втрачають ємність задовго до того, як вичерпають свій ресурс. Все як у батарей смартфонів, тільки масштаби набагато більше. Тому в доступній для огляду перспективі ця технологія не зможе замінити ГАЕС ні в світі, ні в Україні.
Ще одним перспективним напрямком регулювання потужності є управління попитом енергоспоживання - так звані інтелектуальні електромережі SmartGrid. Ця технологія базується на вирівнюванні добового споживання електроенергії окремими домогосподарствами. Але в Україні на цю технологію доводиться набагато менша частка енергобалансу, ніж в Європі. Тому і ефект від таких заходів в українській енергосистемі буде мізерним.
З цієї ж причини передчасно говорити про інший вид нової технології - V2G. Це двостороннє використання електромобілів і гібридів, коли автомобіль підключається до загальної енергомережі не тільки для підзарядки, а й для повернення надлишків енергії, виробленої в процесі експлуатації. Однак цей метод, швидше за все, стане реальністю тільки в далекому майбутньому. В Україні поки зареєстровано трохи більше 3000 електроавтомобілів і гібридів, і важко спрогнозувати, коли кількість такого транспорту досягне таких величин, що він зможе впливати на енергосистему країни. І це ще ми не беремо до уваги вартість електрокарів, яка для більшості громадян України в найближче десятиліття буде просто непідйомною.
Що стосується побутових акумуляторних систем на кшталт Tesla PowerWall, які дозволяють створювати "віртуальні електростанції" на дому, то загальна вартість такої системи для кінцевого споживача з установкою "під ключ" досягає 15 тис. доларів. Для України це поки - недосяжна величина.
Тому всі перераховані вище методи можуть стати вирішення проблеми регулювання потужністю української ОЕС, але в далекому майбутньому. А поки, в нинішніх реаліях, в Україні іншої альтернативи ГАЕС, як технології.
2 
8642
Коментарі