Инновации 17 Января 2022

Наша настоящая повестка — «ГОЭЛРО-3»

Необходимо уйти от навязанного нам дискурса о «зеленом» водороде и о безуглеродности и заняться комплексной модернизацией энергосистемы страны с учетом неравномерности заселения и развития инфраструктуры
Наша настоящая повестка — «ГОЭЛРО-3»
Чтобы перейти до 2050 года полностью на «зеленый», то есть полученный без выделения углекислого газа, водород надо увеличить установленные мощности существующих ветро- и солнечных электростанций примерно в 33 раза
atomic-energy.ru

Статья публикуется одновременно в журналах «Эксперт» и «Стимул»

Развитие «зеленой» энергетики, в первую очередь возобновляемых источников энергии (ВИЭ), стало притчей во языцех во всем мире, особенно в Европе. Эта тема активно обсуждается и в России. Частью этого дискурса стало развитие водородной энергетики. Недавно в санкт-петербургском издательстве «Наукоемкие технологии» вышла (пока в электронном виде) посвященная этой тематике книга «Возобновляемые источники энергии и водород в энергосистеме: проблемы и преимущества». Ее авторы — известные специалисты в области энергетики вице-президент НП «Энергоэффективный город», кандидат технических наук Сергей Белобородов, профессор НИУ МЭИ, академик-секретарь секции энергетики Российской инженерной академии, доктор технических наук Евгений Гашо и руководитель проекта по энергоаудиту НП «Энергоэффективный город» Александр Ненашев. Мы встретились с Сергеем Белобородовым и Евгением Гашо, чтобы обсудить поднятые в книге вопросы.

— Тематика возобновляемых источников энергии и активно стимулируемый третий энергопереход на ВИЭ развиваются и обсуждаются уже лет десять как минимум. Водородная тема появилась в публичном пространстве первый раз на уровне больших документов Евросоюза в European Green Deal в 2019 году, а в 2020-м — уже в виде самостоятельной Водородной стратегии ЕС. Для чего нужна водородная энергетика, если мы переходим на ВИЭ? Поясните логику процесса?

Сергей Белобородов: Темой применения водорода для различных целей, например в ракетной технике, занимаются давно. А к водородной энергетике обратились для решения проблемы поддержания электрических режимов в энергосистеме в связи с развитием ВИЭ, поскольку производство электроэнергии ветром и солнцем плохо прогнозируемо и имеет значительную сезонную и суточную неравномерность. Водород стали рассматривать как один из вариантов накопителей энергии, предназначенных для сглаживания этой неравномерности. Когда дует ветер и светит солнце, а потребление падает, электроэнергия используется для производства водорода путем электролиза воды в электролизерах. А когда ветра не стало или тучи пришли, водород используется для производства электричества.

Необходимо отметить, что текущая эффективность цикла «электроэнергия — водород — электроэнергия» не превышает 65 процентов и уступает эффективности гидроаккумулирующих станций. Например, КПД цикла Загорской гидроаккумулирующей станции составляет около 70 процентов. Конечно, в качестве накопителя могут использоваться аккумуляторные батареи, это могут быть и любого другого типа накопители. Но в любом случае накопители необходимы для энергосистем, включающих ВИЭ.

А самостоятельное использование водородной энергетики, за редким исключением, не имеет смысла, потому что энергия, которая тратится на получение водорода, больше, чем потом получается при его использовании.


БЕЛОБОРОДОВ.jpg
Вице-президент НП «Энергоэффективный город», кандидат технических наук Сергей Белобородов
Дмитрий Лыков

Евгений Гашо: Если до определенного момента над энергетическими проблемами работали инженеры, то потом инициатива, судя по всему, перешла к политикам, которые решили, что теперь мы переходим на водород, не особенно задумываясь над тем, какую роль он должен играть в энергосистеме.

Первоначально предполагалось создание электролизеров, способных включаться и отключаться, изменять свое потребление электрической энергии в зависимости от частоты электрического тока в энергосистеме. Если ветер подул, энергии стало больше, частота тока пошла вверх, в этот момент увеличивается объем потребления электролизеров, и они, соответственно, вырабатывают больше водорода. Ветер стих, частота стала падать, электролизеры начинают ограничивать свою работу. Появления этих технологий ожидают не раньше 2030 года. Пока таких электролизеров нет.

Подсчитано, что в Евросоюзе коэффициент использованной установленной мощности (КИУМ)* электролизеров, работающих на ветре и солнце, составляет сейчас в районе 20 процентов. А в энергостратегии ЕС уже прописано, что электролизеры будут работать не 20 процентов, а 50 процентов времени. То есть, по большому счету, записано, что они будут использовать не только «лишнюю» электроэнергию, а еще какое-то ее количество из базовой части суточного графика. Но в этом случае они не смогут играть роль сглаживающей нагрузки в электросистеме, а станут дополнительной нагрузкой. И тогда должна появиться еще какая-то другая генерация или другой накопитель, которые будут играть эту роль.

В результате принятия такого политического решения о переходе на водород, стало еще более непонятно, каким способом планируется решать проблемы сбалансированности производства и потребления электрической энергии в энергосистеме.


ГАШО.jpg
Профессор НИУ МЭИ, академик-секретарь секции энергетики Российской инженерной академии, доктор технических наук Евгений Гашо
Дмитрий Лыков

— В свое время все говорили, что в качестве таких накопителей будут использоваться аккумуляторы, и подсчитывали, сколько этих аккумуляторов нужно. Сейчас отказались от использования аккумуляторов? И в чем выигрыш водорода или, наоборот, проигрыш по сравнению с аккумуляторами?

С. Б.: В водородной стратегии Евросоюза четко написано, что Евросоюз хочет переходить на водород, потому что он является одним из мировых лидеров в этой области. А для производства аккумуляторов нужны редкоземельные металлы, основное производство которых известно, кто контролирует: Китай. Попасть в зависимость от него не хочется.

Именно поэтому в Евросоюзе решили, что до 2030 года они будут опираться на аккумуляторные батареи, но к 2050 году основной вклад в решение проблемы накопления энергии должен начать играть водород.

Причем если к 2030 году мощность аккумуляторных батарей должна составить 60 гигаватт, то в 2050-м электролизеры должны обеспечить мощность 560 гигаватт. То есть в десять раз больше. Но в 2030 году будет и ветро-, и солнечных электростанций намного меньше, чем их должно быть в 2050-м.

magnifier.png Если ветер подул, энергии стало больше, частота тока пошла вверх, в этот момент увеличивается объем потребления электролизеров, и они, соответственно, вырабатывают больше водорода. Ветер стих, частота стала падать, электролизеры начинают ограничивать свою работу. Появления этих технологий ожидают не раньше 2030 года

— Возникает вопрос: а как Германия сейчас решает проблему несбалансированности выработки энергии ВИЭ? Ведь она уже настроила много таких станций.

С. Б.: Просто за счет экспорта электроэнергии. Когда дует сильный ветер, есть солнце, Германия сбрасывает ненужную электрическую энергию в энергосистемы других стран, где еще не так много ветро- и солнцегенераторов.

По мере роста доли ВИЭ в энергобалансе соседние страны не смогут оказывать данную услугу. В этом случае летом в часы солнечной активности Германии придется ежедневно отключать все традиционные теплоэлектростанции. Атомные станции не смогут работать в таком режиме, их придется отключить совсем.

Интересно, что в дни таких переработок от ветро- и солнцегенераторов, на рынке электроэнергии Германии формируются вообще отрицательные цены. При росте доли ВИЭ до 65 процентов в выработке электроэнергии в Германии экспорт уже не спасет, а отрицательные цены на электричество могут стать нормой. Поэтому вопрос роста доли ВИЭ в энергосистеме не только технологический, но еще и экономический. Электроэнергия, вырабатываемая ВИЭ, в таком количестве существующим потребителям не нужна. Избытки электроэнергии приведут к росту частоты в энергосистеме, сработает автоматика, что приведет к аварийному отключению тепловых и атомных электростанций. Таким образом, нужен новый потребитель. Таким потребителем должны стать электролизеры, предназначенные для производства водорода.

А чтобы перейти до 2050 года полностью на «зеленый», то есть полученный без выделения углекислого газа, водород, как мы посчитали в нашей книге, надо увеличить установленные мощности существующих ветро- и солнечных электростанций примерно в 33 раза. То есть для того, чтобы к 2050 году прийти к желаемой углеродной нейтральности, надо ежегодно вводить больше ветро- и солнечных электростанций, чем их было построено в Евросоюзе за последние двадцать лет. Но в 2020 году было введено меньше десяти процентов от той величины, которая требуется для достижения углеродной нейтральности к 2050 году.

Но если за год в Европейском союзе будет построено требуемое количество станций, то непонятно, что делать с электрическими режимами.

* КИУМ равен отношению фактической энерговыработки энергетической установки за определенный период эксплуатации к теоретической энерговыработке при работе без остановок на номинальной мощности.


ГРАФ ГАШО 1.jpg

Не стратегия, а недоумение

— Вернемся к водородной стратегии. Это политический документ. Как показывает ваш профессиональный анализ, он не обеспечивается, ни инженерно, ни технологически…

Е. Г.: Действительно, технологий нет, режимы непонятны, строить нужно намного больше, цены скачут. Возникает единственное слово — недоумение. На что они надеются, очень трудно сказать.

— А насколько гидролизное производство «зеленого» водорода действительно экологично?

С. Б.: В нашей работе были рассмотрены вопросы не только о месте водорода в энергосистеме, хотя это важно, но и о требуемых ресурсах для его производства. В большинстве публикаций на тему энергетического перехода не уделяется должного внимания тому, что электролизеры не могут работать на обычной воде. Нужна дистиллированная вода, и определенного качества. Для производства требуемого Евросоюзу для достижения углеродной нейтральности объема водорода потребуется около трех кубокилометров дистиллированной воды. В зависимости от технологии получения дистиллированной воды может потребоваться до 25 кубокилометров пресной воды в год. В этом случае такие страны, как Германия, должны будут полностью использовать значительную часть речной воды для получения водорода. Использовали воду для производства водорода, значит, вода не дошла до сельского хозяйства, до промышленности. И плюс экологические проблемы, связанные с солевым раствором, который образуется в процессе получения дистиллята. Что с ним делать? Попадание солевого раствора в пресную воду рек и озер приводит к экологическим проблемам для биоразнообразия. Таким образом, воду для производства дистиллята придется брать из океана. Объем солевых растворов при этом только вырастет.

В целом при энергетическом переходе на «зеленый» водород кратно вырастет материалоемкость энергосистемы. Что потребует кратного роста добычи полезных ископаемых, кратного роста производства металлов и пластика, кратного роста перевозок и так далее. Вряд ли это положительно повлияет на экологию. Стоит отметить, что в настоящее время отсутствуют или очень дорого стоят экологически чистые технологии утилизации лопастей ветростанций, солнечных панелей, аккумуляторных батарей, электролизеров и топливных элементов. А влияние ветропарка, занимающего 40 процентов территории Европейского союза, на изменения климата еще только предстоит оценить.


ГРАФ ГАШО 2.jpg

Думать о развитии России

— Возникает вопрос: а России нужно влезать в эту водородную историю?

С. Б.: В Российской Федерации еще в 1994 году были приняты нормы технологического проектирования производства водорода методом электролиза. Производить водород научились, транспортировать научились, ракеты летают, есть значительный задел по водородным технологиям. Правда, в Советском Союзе развитие водородной энергетики рассматривалось в увязке с развитием технологий управляемого термоядерного синтеза. Движение в сторону водородной энергетики имеет смысл только в случае, если будет обеспечена конкурентоспособность нашей экономики. В противном случае смысла нет.

Первое, на что мы считаем важным обратить внимание, — это стоимость «зеленого» водорода в России. В соответствии с прогнозом Международного энергетического агентства стоимость «зеленого» водорода в Российской Федерации будет самой высокой в мире. А это означает, что наша экономика станет неконкурентоспособной, если мы вслед за Европейским союзом перейдем на «зеленый» водород. И если учесть, что у нас холоднее, более длительный отопительный период, чем в большинстве других стран, то наша экономика будет фактически уничтожена при переходе на «зеленый» водород.

— Но коли мы подписали и ратифицировали Парижское соглашение, а президент Путин теперь уже и заявил, что к 2060 году, как и Китай, мы будем углеродно нейтральными, нам надо предлагать собственные пути решения этой проблемы…

С. Б.: Наша позиция состоит в том, что, во-первых, России бежать впереди паровоза точно нет никакого смысла. Поскольку у России на данный момент времени уже на 49 процентов снижены выбросы парниковых газов относительно 1990 года. С учетом, правда, землепользования и лесного хозяйства, того, что европейцы не хотят учитывать. Но этого надо добиваться от них.

В Евросоюзе с учетом Великобритании, пока она еще не вышла, было снижение на 21,6 процента относительно 1990 года. После выхода Великобритании у Евросоюза снижение составляет только 19 процентов. А у Испании и Португалии с 1990 года выбросы напротив выросли более чем на 20 процентов. В Австрии, Ирландии, Мальте и Кипре тоже выросли.

magnifier.png Действительно, технологий нет, режимы непонятны, строить нужно намного больше, цены скачут. Возникает единственное слово — недоумение. На что они надеются, очень трудно сказать

Е. Г.: И Евросоюзу, для того чтобы выйти к 2030 году по уменьшению выбросов на 55 процентов от 1990 года, надо приложить просто титанические усилия, которых мы пока не видим. Пока есть декларация, но ветра и солнца столько, сколько нужно для решения этой проблемы, не строится.

Нам могут сказать, что все перейдем на электромобили. Но для того, чтобы их зарядить, вы электроэнергию где-то должны взять. Значит, все равно должны все эти ветростанции, аккумуляторные или водородные накопители построить и так далее. То есть проблема не решается, если только всем не запретить ездить на автомобилях. Только тогда, наверное, проблему можно решить.

А мы, похоже, не особо думая, хотим уже сейчас построить много ветроэлектростанций, которые будут, с сожалением надо отметить, ухудшать режим работы энергосистемы, выдавливать из баланса и атомные станции и когенерацию, то есть совместную выработку электрической и тепловой энергии. При этом не давая никакого дополнительного эффекта по снижению выбросов углекислого газа. Появился ветропарк, выдавили атомную станцию, но и те и другие СО2 не выбрасывают.

Поэтому, прежде чем куда-то бежать, нужно посчитать электрические режимы, посмотреть, кто будет загружен при одних условиях, кто будет загружен при других условиях.

И наша стратегия должна учитывать наши особенности. Россия — это 17 миллионов 100 тысяч квадратных километров. Это 35 Франций и примерно 43 Германии, и с разной совершенно плотностью населения в разных частях страны, с разной экономикой. В трех-четырех «Германиях» с плотностью около 40 человек на квадратный километр (а в Германии и Франции плотность около 200 человек на квадратный километр) — Европейской России, Поволжье — оптимальные централизованные системы теплоснабжения и соответствующий баланс ГРЭС, ГЭС и АЭС. За Уралом и в Сибири, где плотность населения составляет около одного человека на квадратный километр, мы должны создавать симбиозы централизованных систем с распределенной генерацией на местных и нетрадиционных энергоресурсах. А в Якутии и на Чукотке, с плотностью 0,02 человека на квадратный километр, нужны наборы автономных гибридных систем (в том числе мини-АЭС), десятки разных наборов в зависимости от ситуации в том или ином регионе. Где-то, возможно, топливные элементы на водороде.


ГРАФ ГАШО 3.jpg

— А в эту пеструю картину в каких-то местах может быть все-таки эффективно вписан водород, коли уж мы это обсуждаем и книга ваша про это?

Е. Г.: Потребление водорода в мире превышает 70 миллионов тонн и ежегодно растет. Водород активно применяется в нефте- и газохимии уже сегодня. Но этот водород по классификации Европейского союза не «зеленый». Ограничение для широкого использования «зеленого» водорода — его высокая стоимость. «Зеленый» водород может оказаться конкурентоспособным в местах со значительными затратами на доставку традиционных видов топлива. Например, в удаленных изолированных населенных пунктах, в которые топливо доставляется вертолетами. В России для автономной энергетики созданы и эксплуатируются установки с электрохимическими генераторами, в том числе корабельными, мощностью 150 киловатт и более.

В мире основным направлением является внедрение водорода на транспорте, но есть нюансы. Создаются электростанции малой мощности на топливных элементах. Проводятся эксперименты по добавлению водорода в природный газ с целью повышения КПД тепловых электростанций. Но, как уже отмечалось ранее, расход электроэнергии на получение «зеленого» водорода больше, чем получается электроэнергии при его сжигании или использовании в топливных элементах. Таким образом, несмотря на рост КПД тепловых электростанций, общий энергетический эффект в энергосистеме будет отрицательным.

magnifier.png Наша позиция состоит в том, что, во-первых, России бежать впереди паровоза точно нет никакого смысла. Поскольку у России на данный момент времени уже на 49 процентов снижены выбросы парниковых газов относительно 1990 года

Но у нас очень много гидроресурсов не используется. А если мы сможем свои гидроресурсы эффективно использовать, зачем нам водород как посредник, когда мы можем с помощью гидроресурсов нормально, эффективно управлять выработкой электрической энергии? То есть у нас с вами достаточно много вариантов. И повышение эффективности достигается не только за счет существующих структур и электростанций.

Если мы разработаем внутри страны систему пиковой генерации, то сможем увеличить загрузку атомных станций. У нас сейчас атомные станции по сравнению с Евросоюзом недозагружены, потому что у нас не хватает пиковых мощностей. И самое главное, у нас технологии есть, надо просто принять решение и двигаться в этом направлении.

— За счет изменения схем размещения генерации?

С. Б.: И схем, и другой структуры электростанций. У нас в стране должен появиться необходимый объем пиковых* электростанций, которые могли бы работать в режиме с ежедневными пусками, остановами оборудования. А это газотурбинные ТЭЦ** малой мощности, которые дозволяют неограниченное количество пусков и остановов. При работе в режиме комбинированной выработки электрической энергии и тепла КПД будет достигать 80 процентов.


ГРАФ ГАШО 4.jpg

— То есть не Саяно-Шушенскую ГЭС пускать туда-сюда до взлета турбины, а строить специальные газотурбинные станции?

Е. Г.: Именно так. Но я бы здесь еще раз вернулся к слову «недоумение». Это недоумение по поводу странных энергорешений ЕС должно стимулировать нас к тому, чтобы уйти от навязанного нам дискурса, навязанной нам повестки о «зеленом» водороде и о «безуглеродности». Потому что нам необходимо, конечно, учитывая этот фактор, говорить в первую очередь о развитии страны. Вот тогда это будет органично учитываться в стратегии: и количество пиковых мощностей, и количество необходимых гидроаккумулирующих станций, которые действительно нужны, может быть, не такой большой мощности, и разных других мощностей. А это другой тип дискуссии, как мы уже говорили, с учетом ключевых особенностей страны.

Грубо говоря, это новая программа «ГОЭЛРО-3» с учетом сложившихся энергопроизводственных циклов, которые формировались во времена предыдущих ГОЭЛРО в рамках разнообразных территориально-промышленных комплексов. Идея энергопроизводственных циклов (ЭПЦ) предложена Николаем Николаевичем Баранским и Николаем Николаевичем Колосовским примерно 80 лет назад, и из этого выросла методология территориально-промышленных комплексов (ТПК). Энергопроизводственный цикл — это комбинация на основе сочетания типа энергоисточника и следующего за ним комплекса переработки сырья, которая обеспечивает совокупную экономию ресурсов на издержках, как бы сейчас сказали, логистики.

Это черная и цветная металлургия, лесная промышленность, машиностроение, химия, стройматериалы. Все они были созданы в той или иной комбинации, и подавляющее большинство и сегодня успешно работает. Это симбиозы алюминиевых заводов рядом с ГЭС Сибири, энерготехнологические комбинаты черной металлургии КМА и на Урале, лесопромышленные комплексы Севера и БАМа, нефтехимия Поволжья. Страна у нас большая, и только так можно было выстроить достаточно эффективный каркас энергопромышленного развития.

magnifier.png Мы, похоже, не особо думая, хотим уже сейчас построить много ветроэлектростанций, которые будут, с сожалением надо отметить, ухудшать режим работы энергосистемы, выдавливать из баланса и атомные станции и когенерацию. При этом не давая никакого дополнительного эффекта по снижению выбросов углекислого газ

Если первый план ГОЭЛРО предполагал просто элементарное создание генерирующих мощностей, достаточных для формирования индустриального каркаса страны, то после его перевыполнения команда его разработчиков становится Госпланом и тут же формирует концепцию ТПК на основе ЭПЦ, которые можно обозначить термином ГОЭЛРО-2. Японские и китайские чиновники признавались нам, что они не могут сдать экзамен на высокий уровень чиновника, если они не знают опыта формирования этих ТПК. Весьма успешные ныне кластеры в Японии и в Китае тоже во многом строились на этих принципах.

А мы сейчас видим абсолютно четко резервы для формирования концепции, которую можно было бы условно назвать «ГОЭЛРО-3».

У нас есть значительные и очень разные резервы повышения суммарной эффективности в промышленности, городах (при комплексном подходе ко всему энергохозяйству), в реализации эффективных схем энергоснабжения удаленных и труднодоступных поселений. Это некая матрица пересечения разнообразных отраслевых коридоров и территориальных точек роста. Но это даст эффекты синергии только в условиях взаимоувязки, солидарной энергетики — с учетом всех мультипликативных, экологических и иных эффектов. Нужно научиться их монетизировать, а не молиться на мнимую «устойчивость». И мы на самом деле потребляем критически мало энергии по сравнению с другими странами с похожим климатом и территорией. Нужен рост на других принципах и схемных решениях. Это и есть наша настоящая повестка дня, в которой водородная энергетика нашла бы свою абсолютно органичную, четкую нишу. К слову сказать, в одном из вариантов «Энергостратегии 2030» было что-то похожее, но потом ушло.

* Пиковая электростанция — это электростанция, часть или все агрегаты которой работают тогда, когда потребление электроэнергии в энергосистеме резко возрастает на короткое время — при так называемом пике.

** Газотурбинная теплоэлектроцентраль (ГТ ТЭЦ или ГТУ-ТЭЦ) — теплосиловая установка, служащая для совместного производства электрической энергии в газотурбинной установке и тепловой энергии в котле-утилизаторе.


ГРАФ ГАШО 5.jpg

Третий энергопереход для России

— Процессы перехода к «зеленой» энергетике называют третьим энергопереходом. Предыдущие базовые были с угля на нефть, потом с нефти на газ. Теперь это третий — с газа на ВИЭ. Первые два энергоперехода осуществлялись более или менее органично. Текущий энергопереход продвигают с помощью субсидий, с помощью налоговых маневров, с помощью разного рода экономического, внеэкономического и PR-политического регулирования. Насколько вы согласны с такой трактовкой? И не пережат ли этот процесс в принципе?

Е. Г.: Никакой органичности здесь нет, не может быть, и она не просматривается. Мы этот энергопереход не то что чуть-чуть поддавливаем, мы его вообще в каком-то смысле искусственно внедряем.

Поэтому он может быть нами в России использован исключительно для решения в ряде случаев экологических задач, в том числе, инновационного типа. В каких-то случаях для решения задач сглаживания пиков, в том числе через водород, для решения задач особого типа на каких-то удаленных территориях. Можно ли «пиарными», экономическими и иными мерами ускорить этот переход и кардинально решить его проблемы? Нет, потому что нарушены базовые принципы энергетики.

magnifier.png Совокупный КПД здесь просто потрясающе маленький, абсолютно маленький. А связка «ветряк» или «солнечник» с удивительной малой плотностью энергии и с его удивительной энергетической неэффективностью не может быть основной нового энергоперехода

Мы тратим самую ценную в энергетическом, в эксергетическом* смысле электроэнергию. Мы тратим электроэнергию, ценнейший вид топлива, чтобы с ее помощью получить воду, водород, который при сжигании даст тепло или энергию с гораздо меньшей эксергией, то есть работоспособностью.

Совокупный КПД здесь просто потрясающе маленький, абсолютно маленький. А связка «ветряк» или «солнечник» с удивительной малой плотностью энергии и с его удивительной энергетической неэффективностью не может быть основной нового энергоперехода. Эта цепочка энергетически неэффективная и не может быть основой для массового использования как новый источник энергии.

— А вам как видится?

Е. Г.: Это «недоумение-2» называется. А наше видение заключается в том, что есть разные резервы, мы сейчас говорим про нашу страну. Необходимо использовать все возможные резервы, маленькие, средние и большие. И сейчас нужно пойти по этому же пути, но на новых принципах. Но тогда нужно отказываться от конкурентной энергетики искусственно созданной путем дробления на части Единой энергосистемы СССР и идти к энергетике солидарной. Идея конкурентной энергетики нигде в мире не привела к снижению стоимости электроэнергии и повышению эффективности при сохранении уровня надежности электроснабжения потребителей. Допущенные ошибки при формировании конкурентных рынков — основная причина энергетических кризисов в Техасе и Европейском союзе в 2021 году. В целом идея конкурентной энергетики может быть эффективной только для редких зон с теплым климатом. Для нашей страны, учитывая наш климат и наши расстояния, конкурентная энергетика в ее текущем виде — это тупик. Но это отдельный и важный разговор, и мы с коллегами готовим контуры и приоритеты «энергоперехода» глазами энергетиков.


ГРАФ ГАШО 6.jpg

— Давайте вернемся к проблемам энергоперехода…

Е. Г.: Необходимо понять, какие приоритеты должны быть у российской энергетики. Является ли строительство ветропарков и солнечных электростанций приоритетом на данный момент?

Или у нас приоритетной проблемой является повышенный износ тепловых централей в городах? И, может быть, имеющиеся у нас ресурсы в ближайшие пять-десять лет надо направлять на модернизацию именно этих ТЭЦ, решив одновременно проблему электро- и теплоснабжения? При этом повысим коэффициент топливной эффективности до 80 процентов.

Правдиво ли утверждение, что в российской электроэнергетике значительные выбросы СО2? Ответ: «нет!» У нас на 25 процентов углеродный след ниже, чем в Германии и в США, в три раза меньше, чем в Китае, на уровне Дании. В среднем мы находимся примерно на одном уровне с Евросоюзом.

Но у нас есть и такие города, как, например, Улан-Удэ, где зимой в отопительный период из-за смога трудно дышать. Может быть, в первую очередь с точки зрения экологии решить эту проблему, чтобы люди могли нормально дышать? У страны ограниченные ресурсы, и это требует взвешенных решений.

Это, казалось бы, не имеет прямого отношения к водороду. Но если сейчас деньги будут забраны от тех же ТЭЦ, которые нас обеспечивают электроэнергией и теплом, то они скоро просто начнут выходить из строя. Поэтому именно они являются приоритетом. А бантиками этими красивыми — ВИЭ плюс водород — можно заниматься, когда у нас все будет более или менее хорошо.

magnifier.png Когда эти ветропарки заработают, возникнет проблема с электрическим режимом на Юге России, что может потребовать остановить либо Ростовскую АЭС, либо Новочеркасскую ГРЭС. Работать в режиме включить — выключить, приспосабливаясь к неравномерности работы ветряков: ветер дует — есть электричество, ветер прекратился — нет электричества, — они не могут

— То есть все-таки это бантики, а не магистральное направление развития?

Е. Г.: По крайней мере, для России. Но мы ни в коем случае не говорим, что не надо заниматься наукой, не надо вкладывать в технологии, в какие-то проекты. Но когда вы вначале строите на Юге Российской Федерации ветропарки на две с лишним тысячи мегаватт, а потом задумываетесь, а как они будут работать в энергосистеме, это бессмысленно. А пока ситуация такая, что, когда эти ветропарки заработают, возникнет проблема с электрическим режимом на Юге России, что может потребовать остановить либо Ростовскую АЭС, либо Новочеркасскую ГРЭС. Работать в режиме включить — выключить, приспосабливаясь к неравномерности работы ветряков: ветер дует — есть электричество, ветер прекратился — нет электричества, — они не могут.

— Может, надо туда майнинговые фермы наставить и майнить криптовалюту?

С. Б.: Это возможно, но при условии, что эти майнерские фермы смогут многократно в течение суток включаться и отключаться при изменении частоты в энергосистеме. То есть в какой-то момент они майнят, а в какой-то момент отключаются.

— А отключать ветрогенераторы нельзя? И пусть вращаются, но мы электричество с них не берем.

С. Б.: Тогда вопрос, зачем строить их, если мы их будем отключать. Если их отключить, они не будут вырабатывать электроэнергию, но их мощность мы все равно будем оплачивать.


КАРТА.jpg

— Значит, ветропарки строят в неправильном месте?

С. Б.: Да. Программа поддержки развития ВИЭ до 2025 года предполагает, что 67 процентов ветровых и 45 процентов солнечных электростанций будут построены на Юге Российской Федерации. Это приведет к невозможности вести электрические режимы без отключения части ветро-, солнечных и/или атомных электростанций. А сейчас прошел новый конкурс: ветропарки собираются построить в Астраханской, Волгоградской, Ростовской областях и в Краснодарском крае. Ситуация только ухудшится.

Важно отметить, что рост доли ВИЭ в энергосистеме приводит к ухудшению эффективности работы тепловых электростанций. Ветер то дует, то не дует, а тепловые электростанции будут работать в неэффективных режимах 24 часа в сутки семь дней в неделю, осуществляя резервирование выработки ВИЭ. Рост выбросов углекислого газа тепловыми электростанциями может оказаться больше, чем снижение выбросов от работы ветростанций. Было бы справедливо относить данный рост выбросов на углеродный след ВИЭ.

— Просто регулятор должен запрещать им строиться, вот и все, очень просто.

С. Б.: И в ноябре прошлого года произошло важное событие. Системный оператор обратился в Минэнерго с предложением не разрешать строительство ветропарков в некоторых регионах, где они не могут быть использованы. Представитель системного оператора четко сказал, что в противном случае им придется для запуска новых ветропарков отключать уже построенные ветропарки. Но, конечно, такие решения надо было принимать еще до того, как программу ВИЭ запускали. То есть считать, какие будут режимы в каждом регионе, какие будут перетоки, в какую сторону, какой объем ВИЭ может быть построен. Без такой балансировки мы будем сползать в сторону Техаса.

* Эксергия — предельное (наибольшее или наименьшее) значение энергии, которое может быть полезным образом использовано (получено или затрачено) в термодинамическом процессе с учетом ограничений, накладываемых законами термодинамики.

Темы: Инновации

Еще по теме:
13.05.2022
Ученым из Саратовского государственного технического университета имени Гагарина удалось получить сверхтвердое покрытие ...
12.05.2022
Национальный чемпион «СиСорт» запустил в серию полезное устройство, которое позволяет сократить площадь склада на произв...
29.04.2022
Несмотря на несколько стратегий и планов по импортозамещению в станкостроении, Россия может остаться без собственных ста...
28.04.2022
Авиадвигателестроительная фирма «ОДК-Сатурн», входящая в «Ростех», внедряет систему автоматизированного проектирования к...
Наверх