Енергосистема України: кризове реформування
Через війну Україна змушена швидко проводити децентралізацію своєї енергосистеми. Зокрема, через появу потужностей мікрогенерації – в межах одного села, ферми, ОТГ. При цьому природним шляхом відбувається зелений перехід в енергетиці: більшість нових потужностей генерації відносяться до екологічно чистих.
Україні у спадок від СРСР дісталася вкрай централізована енергосистема – з величезними та надпотужними електростанціями, які через складну систему розподілу живлять безліч кінцевих споживачів. Ще до війни було зрозуміло, що така централізація несе у собі загрозу. І події останнього року це підтвердили: росіяни почали цілеспрямовано бити ракетами по об'єктах енергетики.
Восени та взимку 2022 року Україну врятували три речі: чудова робота ППО, героїзм енергетиків та те, що радянська енергосистема була спланована так, щоб могла продовжувати працювати і під час війни. Проте зрозуміло: їй потрібна децентралізація. Навіть після наймасовіших обстрілів стабільне енергопостачання зберігалося в тих регіонах, де працювали невеликі приватні електростанції – вітряні, сонячні, біогазові і т.д.
Остаточно стало зрозуміло, яким має бути новий принцип побудови української енергосистеми: безліч дрібних електростанцій, максимально наближених до споживачів та об'єднаних у величезну децентралізовану мережу. В ідеалі – самозабезпечення дрібних споживачів енергії. І, до речі, цей ідеал виявився цілком досяжним.
Війна, різке подорожчання енергоносіїв (і насамперед – газу), обстріли енергетичної інфраструктури, дорога логістика палива та багато іншого, – все це стимулює господарства по всій Україні переходити на нові – відновлювані та дешеві – джерела енергії. У тому числі використовувати котли, що працюють на дровах, тріску, соломі. Але мало хто знає, що це насправді не застарілі технології опалення, а навпаки – найінноваційніші. Вони допомагають вирішити проблеми дорожнечі опалення (знижують витрати на паливо), і одночасно використовувати буквально "все, що горить".
Приклад із життя – торішній діалог з директором української фірми, яка виробляє та встановлює твердопаливні котли (які працюють, зокрема, на соломі):
- То Жашківська школа №4 опалюється взимку соломою? Оцим котлом?
- Так, це мегаваттник, опікується ним місцевий фермер. Він дає солому, обслуговує, йому держава платить по лічильнику. Ефект вражає: школа велика, взимку у спортзалі діти у трусах тренуються, директор школи іноді дзвонить фермеру: зменш тепло, жарко.
- Так по всьому місту запроваджено?
- Ні, от у школі №2 – два котли, газовий і вугільний. Там ліміти, взимку спортзал закритий, в школі нижча температура, а якщо газу не буде, школу закриють. До того ж школа №4 у рази менше платить за тепло.
- Але ж управління освіти бачить цю картину, порівнює? Що кажуть чиновники?
- На одній з нарад чиновник управління розповів, що опалювати соломою – це кам’яний вік, є прогресивні методи. Я просто встав і вийшов. Сьогодні у Данії 17000 котлів на соломі, Копенгаген опалюється електростанцією на соломі, і прогрес – саме у відновлювальних енергоносіях, а не у викопному паливі.
- Яку площу може обігріти такий котел?
- 4500 кв. м. Економічне обґрунтування такого котла враховує 10 градусів морозу зовні, слабке утеплення приміщення, опалювальний сезон 100 днів. Потреба теплогенератора 460 кВт, КПД котла – 86%. Добова потреба тепла – 7,2 Гкал. Теплотворна здатність соломи – 2,6 Гкал/тн. Теплотворна здатність метану – 8,57 Гкал/1000 м3. Отже, затрати соломи на добу – 2,77 т, її вартість 1000 грн за т. Отже, вартість 1 Гкал з соломи – 385 грн. Вартість газу, приблизно, 36000 грн за 1000 м3. Значить, 1 Гкал з газу коштує 4200 грн. Витрати на опалення протягом сезону – 252000 грн за солому або 3024000 за газ. Так, 3 млн проти 250 тис. Економія на добу при опаленні соломою – 27468 грн. Вартість котла – 2340000 грн, окупиться він за 85 днів.
Інший приклад наводить відомий в Україні аграрій – експериментатор із застосування й удосконалення різноманітної сільгосптехніки, досвідчений випробувач понад десятка котлів різного типу, Михайло Бернацький, засновник ТОВ "Рост Агро", що на Полтавщині. При виборі котлів на альтернативному опаленні він радить звертати увагу насамперед на котли без теплообмінників. Тобто ті, які сушать продуктами згоряння.
"Я прийшов до висновку, що найбільш зручно використовувати дерев’яну щепу, гранулу та пелети. Звісно, є котли, що працюють на більш дешевій сировині – соломі, я їх просто не розглядав, це інший тип котлів. Із заготівлею щепи теж є проблеми – шукати деревину, заготовляти, різати. Можна купувати готову щепу, – каже засновник ТОВ "Рост Агро". – Однак сьогодні паливні пелети – досить дороге задоволення, хоча й не таке як газ, звісно. Та й чи буде він? Вихід – ставити обладнання для заготівлі пелет, це не надто вже й дороге обладнання. У нашому господарстві на виході два гранулятори паливних пелет, будемо заготовляти за годину 1 т пелети зі щепи. Також до 1 тис. т соломи заготовимо теж для виготовлення пелет. Це більше ніж удвічі здешевлює заготівлю альтернативного палива. Купувати зараз пелету за 8-9 тис. грн/т – дорого, а в мене її собівартість буде 2-3 тис. грн. От я щодня економитиму приблизно 20 тис. грн, за місяць я повертаю вартість обладнання (200-300 тис. грн). Очевидно, що частину зерновідходів теж пустимо на ці цілі. Бо продавати зерно за 3 тис. грн/т і купувати потім пелети за 9 тис. грн/т – це абсурд".
Взагалі, найближчими роками саме сільське господарство може стати одним із головних гравців на українському енергетичному ринку. Наша країна виробляє колосальну кількість органіки – просто до 2021 року (поки газ не подорожчав до позапредельних значень), ми не замислювалися про те, що вся ця органіка – теж чудове джерело енергії. Справа лише за технологіями та інвестиціями.
Це вже добре розуміють і на державному рівні. 17 липня 2022 року перший заступник міністра аграрної політики та продовольства Тарас Висоцький розповів: "Сільське господарство є джерелом сировини для виробництва різних видів біопалива – від біометану до твердих видів біопалива. Разом з Міністерством фінансів та іншими відомствами ми підтримували розвиток біоетанолу. Прийнято законопроект №7401, який дозволяє не тільки активніше виробляти технічні та харчові спирти, але й біоетанол можуть бути як культури, які безпосередньо вирощують на полях, так і відходи тваринництва та рослинництва".
За його словами, нарощування виробництва палива із сільгоспсировини – один із пріоритетних напрямків роботи Міністерства після повномасштабного вторгнення РФ в Україну. Все, що раніше вважалося в агросекторі виробничими відходами і не використовувалося, наразі розглядається як спосіб створення додаткової доданої вартості. Висоцький уточнив, що з початком війни додатковим стимулом для інвестування агрокомпаній у вертикальну інтеграцію та виробництво тих чи інших видів біопалива є ціни на енергоресурси, що сильно зросли, а також обмежені можливості експорту олії із зернових культур, яка підходить для виробництва біопалива.
Лише цукрові заводи з відповідним обладнанням могли б виробити із сировини, зібраної з площі 400 тис. га, близько 170 тис. т біоетанолу. Плюс 120 тис. т цього продукту, яке виробляють спиртові заводи, – в результаті можна закрити обсяги, які необхідні для виробництва сумішевих бензинів з часткою 10%, як і вимагає Директива 2003/30 ЄС. А що таке 200-300 тис. т пального в нинішніх умовах, коли кожна крапля на рахунку? А тому виникає запитання, чому в Україні біоетанол досі перебуває майже у підпіллі, тоді як у світі виробляється понад 60 млрд л цього продукту?
Не менш перспективний напрямок – вирощування т.зв. енергетичних рослин. Простіше кажучи – деревної (а також чагарникової та трав'яної) сировини для виробництва тріски, пелетів, навіть простих дров. Однак енергорослини дозволяють робити бізнес не лише на пальному. Їхнє вирощування також дозволяє рекультивувати деградовані землі, продавати вуглецеві квоти, а також вирішувати низку соціальних проблем.
Енергетичні рослини – спеціальні сорти дерев, чагарників та трав: невибагливі, а головне – зростаючі дуже швидко, тобто з високим ККД фотосинтезу та дуже швидким обміном речовин. В Україні з-поміж енергетичних культур добре ростуть прутоподібна верба, ліщина, горобина, тополя, верба. Деревину з них можна збирати кожні 4-7 років: дерева зрізають, річний урожай – від 7 до 20 т з гектара (залежно від виду рослини, якості ґрунту та якості самого палива). Ці рослини швидко напрацьовують деревну масу, з якої можна виробляти тріску або пеллети. Їхні основні покупці – власники котеджів, невеликих автономних підприємств (наприклад, придорожніх сервісів), ферми тощо.
До речі, містечко Обухів неподалік Києва вже половину свого виробництва теплоенергії забезпечує за рахунок спалювання деревної тріски. А робити пелети ще вигідніше. Виробництво пелетів можна розміщувати там же, де вирощуються енергорослини. Це дасть робочі місця у неблагополучних регіонах, де землі деградували та де є загроза безробіття – наприклад, там, де раніше видобували вугілля. Робочі місця з'являтимуться як на виробництві пелет, так і на вирощуванні енергорослин.
Альтернативний варіант – вирощувати трав'янисті (одно- та багаторічні) культури, які також можна переробляти на паливо. Це міскантус, просо прутоподібне, бодяк та коров'як. Енергетичні плантації біомаси покращують ґрунти, що підвищує цінність земельних ділянок. Ще швидше набирати біомасу можливо, вирощуючи технічну коноплю. Вона дає мінімум удвічі більший у порівнянні з усіма перерахованими вище культурами обсяг біомаси. Коноплі можна використовувати по-різному – і для твердого палива, і для переробки на біогаз.
По-перше, створюється багато робочих місць, що зараз дуже актуально. По-друге, біогазова станція вигідно відрізняється від сонячної своєю гнучкістю: вона може постачати електроенергію в мережу будь-якої доби. При необхідності генерацію можна взагалі зупинити, а біогаз, що виробляється, – накопичувати для переробки надалі.
На думку експертів Державного агентства з енергоефективності та енергозбереження Україна зараз реалізовує лише 1% свого потенціалу вирощування біоенергетичних культур. Їхня площа становить лише близько 7 тис. га з можливих 4 млн га. За оцінками Агентства, урожай енергетичних рослин із 4 млн га малородючих земель може замістити в еквіваленті близько 20 млрд м3 газу на рік.
Для порівняння: 2020 року Україна використала 28,2 млрд м3 газу. Близько 40% цієї кількості було імпортовано на суму $2 млрд. За нинішніх цін на газ використовувати енергокультури стає ще в рази вигідніше. Тим більше, що їхнє вирощування та перетворення на паливо не потребує ні високих технологій, ні великих капіталовкладень, ні довгих термінів окупності таких проектів.
Про те, що Україна орієнтуватиметься на відновлювану енергетику та децентралізовану енергосистему, а уряд має намір активніше використовувати потенціал відновлюваної енергетики: сонячної, вітрової, гідрогенерації, водневих технологій, уже заявив прем'єр-міністр Денис Шмігаль.
"Актуальними залишаються плани декарбонізації енергетики та "зеленої" трансформації. Війна зробила ці виклики ще більш невідкладними", – сказав він. За словами прем'єра, російські атаки штовхають країну до корінної реформи – побудови децентралізованої енергетичної системи, яка буде менш вразливою до ворожих нападів.
Більше того, у рамках проектів боротьби з глобальним потеплінням, "Паризького кліматичного пакту" та певного вікна можливостей для України – ми маємо шанс залучити кошти у відновлення енергетики України, саме як альтернативної, у рамках боротьби з викидами СО2.
Україна – це європейська Саудівська Аравія відновлюваних джерел, вважає екс-керівник Секретаріату Енергетичного співтовариства Янез Копач. На його думку, проблема в тому, що попри величезний потенціал генерації електроенергії з ВДЕ, в Україні досі немає системи гарантій походження (ГП).
Україна має найбільший потенціал розвитку ВДЕ серед країн в Центральної і Південно-Східної Європи, враховуючи також обмеження щодо використання земель. Потенціал сонячної генерації – 416 ГВт (утричі перевищує поточні встановлені європейські потужності), наземної вітрової – 134 ГВт (становить близько 60% поточних установлених потужностей у всьому ЄС).
Експорт зеленої електроенергії – надзвичайно важливий елемент післявоєнного відновлення країни. Однак багато споживачів не купують електроенергію без ГП, а в майбутньому сертифікат про походження стане майже обов’язковою вимогою.
https://www.epravda.com.ua/columns/2022/08/9/690175/
У будь-якому разі вже зрозуміла нова стратегія розвитку української енергетики. Після перемоги у війні, доклавши достатньо зусиль, ми можемо побудувати найсучаснішу та найекологічнішу енергосистему у світі.
Денис Стаджи
