Инвестиционная платформа "Патон"
ЭНЕРГЕТИКА
Проблемы энергетики, тенденции, риски.
Направления проектов для бизнеса.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Массовые СМИ утверждают, что основная проблема энергетики - высокие тарифы, коррупция, аферы на рынке, импорт энергии из России. Специалистов больше беспокоит тяжелое состояние АЭС, ТЭС, ГЭС, сетей, приоритет ВИЭ, неконкурентный трейдинг, несовершенство законодательства. Переходной период, проблемы известны, меры принимаются, потерпите.
На самом деле, СМИ говорят не о проблемах. Они просто дают информацию, способную вызвать интерес. Реальные проблемы интересны и доступны лишь узкому кругу специалистов, которые не могут их ни решить, ни донести кому следует. Так выходит, что власть занята не настоящими проблемами, а теми, что на слуху. Решение таких проблемы только создает новые.
Главная же проблема состоит в том, что энергосистема Украины работает в непроектном режиме. В результате, половина мощностей простаивает, а оставшиеся затрачивают на единицу продукции в 2-3 раза больше ресурсов, чем должны. Доходы от продаж не покрывают расходов, отрасль стагнирует.
Установленная мощность украинской генерации составляет 54 гВт, которая в лучший (1990) год производила 298 млрд кВт*час, а в 2020 - 149 млрд кВт*час. Разница между "было" и "стало" по европейским ценам составляет от 15 до 45 млрд евро в год.
Сегодня ЕС испытывает дефицит электроэнергии, который будет устойчиво расти из-за перевода транспорта на электрическую тягу и отказа от угольных ТЭС. В Украине избыток энергии, половину которой производят АЭС с очень низкой себестоимостью. Это уникальные возможности.
Проблема в том, что энергосистема Украины работает в непроектном режиме, что обуславливает недопустимое качество и потери энергии. Вследствие этого:1) Из-за профицита энергии, потребитель диктует цену, не покрывающую затрат генерации.
2) Повышение тарифа ведет к неплатежеспособности потребителей, разгрузкам и неплатежам.
3) Экспортировать избыток, чтобы устранить профицит, не позволяет низкое качество энергии.
4) Проблему качества можно решить за счет энергосистемы ЕС или России, но это крайне дорого.
Отметим, что без технического решения вопросов профицита и качества энергии, изменить ситуацию путем администрирования невозможно. Рассмотрим эти вопросы
Баланс, как система учета - например, статья Багузина,
Статика
Согласно проекту энергосистемы, установленная мощность всех генераторов должна совпадать с общей мощностью всех потребителей, расположенных вблизи мест генерации для снижения потерь. Новые генераторы строят, когда ожидается появление новых потребителей. Разницу мощности генераторов и потребителей компенсируют путем импорта или экспорта.
За годы независимости, Украина потеряла больше половины индустриальных потребителей и сбыт в страны СССР и СЭВ. Генерации некуда девать мощности, поэтому часть их потеряна или деградирует. Резко выросли перетоки энергии и потери в линиях, ухудшились характеристики напряжения.
Динамика
Согласно проекту, энергосистема содержит базовую (АЭС), маневренную (ТЭС) и балансирующую (ГЭС) генерацию в соотношении, позволяющем обеспечить отклонение частоты не более 0,1 Гц постоянно и 0,2 краткосрочно (подробнее). Вместе с потерей потребителей, это соотношение было разрушено. Кроме того, за 10 лет в систему добавилось 10% волатильных источников ВИЭ, затрудняющих балансировку.
Способность к балансировке также определяет емкость системы. При отключении блока 1 ГВт, Германия теряет 1\180 часть генерации, тогда как Украина 1\15. Поэтому нам нужно больше резервов.
Резерв - это когда генератор потребляет энергоноситель и деньги, а энергию либо не производит, либо работает с пониженным КПД. Без этой услуги энергосистема невозможна и за нее нужно платить.
Аналогом резервного генератора является емкая "чужая" энергосистема, которая берет на себя услугу регулирования. Это очень дорого: скажем, при нештатном режиме, Германия покупала энергию за 38 центов. Российская услуга еще дороже: за нее нужно заплатить энергетической независимостью.
В схеме экспорта или импорта, такая "услуга" может возникнуть в любой момент, если Украина не справится с балансировкой и ее выполнит энергосистема-донор или акцептор. В этом случае, штрафы превысят доходность. А кроме частоты, штрафу подлежат другие дефекты качества.
Стоимость
Нижняя цена генерации возможна при условии работы на 100% нагрузке. Чем она меньше, тем ниже КПД и выше вклад постоянных расходов. Остановленный блок потребляет энергию, материалы, платит зарплату и налоги. Резервный блок потребляет топливо, ничего не производя взамен. У маневрирующего блока огромный перерасход топлива.
Согласно проекту энергосистемы, установленная мощность всех генераторов должна совпадать с общей мощностью всех потребителей, расположенных вблизи мест генерации для снижения потерь. Новые генераторы строят, когда ожидается появление новых потребителей. Разницу мощности генераторов и потребителей компенсируют путем импорта или экспорта.
За годы независимости, Украина потеряла больше половины индустриальных потребителей и сбыт в страны СССР и СЭВ. Генерации некуда девать мощности, поэтому часть их потеряна или деградирует. Резко выросли перетоки энергии и потери в линиях, ухудшились характеристики напряжения.
Динамика
Согласно проекту, энергосистема содержит базовую (АЭС), маневренную (ТЭС) и балансирующую (ГЭС) генерацию в соотношении, позволяющем обеспечить отклонение частоты не более 0,1 Гц постоянно и 0,2 краткосрочно (подробнее). Вместе с потерей потребителей, это соотношение было разрушено. Кроме того, за 10 лет в систему добавилось 10% волатильных источников ВИЭ, затрудняющих балансировку.
Способность к балансировке также определяет емкость системы. При отключении блока 1 ГВт, Германия теряет 1\180 часть генерации, тогда как Украина 1\15. Поэтому нам нужно больше резервов.
Резерв - это когда генератор потребляет энергоноситель и деньги, а энергию либо не производит, либо работает с пониженным КПД. Без этой услуги энергосистема невозможна и за нее нужно платить.
Аналогом резервного генератора является емкая "чужая" энергосистема, которая берет на себя услугу регулирования. Это очень дорого: скажем, при нештатном режиме, Германия покупала энергию за 38 центов. Российская услуга еще дороже: за нее нужно заплатить энергетической независимостью.
В схеме экспорта или импорта, такая "услуга" может возникнуть в любой момент, если Украина не справится с балансировкой и ее выполнит энергосистема-донор или акцептор. В этом случае, штрафы превысят доходность. А кроме частоты, штрафу подлежат другие дефекты качества.
Стоимость
Нижняя цена генерации возможна при условии работы на 100% нагрузке. Чем она меньше, тем ниже КПД и выше вклад постоянных расходов. Остановленный блок потребляет энергию, материалы, платит зарплату и налоги. Резервный блок потребляет топливо, ничего не производя взамен. У маневрирующего блока огромный перерасход топлива.
1
АЭС
При 100% загрузке, комфортная цена 2,5 цента за кВт*час.
Работают в базовом режиме, не маневрируют. В условиях профицита, выводятся из работы поблочно, либо работают на пониженной мощности. При существующей загрузке, сложившаяся цена порядка 4 цента за кВт*час не покрывает расходов.
Работают в базовом режиме, не маневрируют. В условиях профицита, выводятся из работы поблочно, либо работают на пониженной мощности. При существующей загрузке, сложившаяся цена порядка 4 цента за кВт*час не покрывает расходов.
2
ГЭС
Самая дешевая энергия. Режим загрузки мало влияет на КПД, цену определяют постоянные расходы: ремонт, зарплата и др. В условиях профицита, работают в балансирующем режиме, борются за нагрузку, чтобы покрыть постоянных расходы и накопить средства на периоды низкого уровня воды, .
3
ТЭС
Для 100% загрузки, комфортная цена 3,5 цента за кВт*час. Работают в маневренном режиме с большой недозагрузкой и пережогом топлива. При существующей загрузке, сложившаяся цена порядка 5,5 центов за кВт*час не покрывает расходов.
Даже при 100% загрузке энергия ТЭС объективно дороже, чем АЭС. Но малая загруженность и сверх маневренная работа из-за непроектного состояния энергосистемы сильно увеличивает эту разницу.
Даже при 100% загрузке энергия ТЭС объективно дороже, чем АЭС. Но малая загруженность и сверх маневренная работа из-за непроектного состояния энергосистемы сильно увеличивает эту разницу.
4
ВИЭ
Твердая цена 16,4 цента за кВт*час. Работают "когда могут", независимо от профицита. Деньги получают от остальной генерации, на которую государство возложило свои обязательства перед инвесторами.
Отметим, что участники рынка находятся в заведомо неравных условиях и борются между собой на биржевых аукционах, как будто эти условия равны. Это заведомо неработоспособная схема, которую невозможно улучшить с помощью логики.
До устранения профицита энергии, саморегулирование на конкурентном рынке электроэнергии нереально. Поэтому цены на нем будут устанавливаться путем скрытого администрирования.
Устранение профицита при на таком рынке произойдет само, через банкротство генерации. Первыми не выдержат ТЭС, лишив систему возможности маневрировать. В силу этого, мощность АЭС и ВЭС будет ограничена возможностью их сбалансировать со стороны ГЭС - то есть, уровнем воды в реках. Если к тому времени ENTSO-E будет реализован, спасать ситуацию будет или ЕС за европейскую цену, или Россия за счет энергетической независимости Украины.
До устранения профицита энергии, саморегулирование на конкурентном рынке электроэнергии нереально. Поэтому цены на нем будут устанавливаться путем скрытого администрирования.
Устранение профицита при на таком рынке произойдет само, через банкротство генерации. Первыми не выдержат ТЭС, лишив систему возможности маневрировать. В силу этого, мощность АЭС и ВЭС будет ограничена возможностью их сбалансировать со стороны ГЭС - то есть, уровнем воды в реках. Если к тому времени ENTSO-E будет реализован, спасать ситуацию будет или ЕС за европейскую цену, или Россия за счет энергетической независимости Украины.
МОДЕЛЬ
Главный параметр энергетики - баланс между производством и потреблением. Способность к балансировке заложена в проект энергосистемы, где учтено множество условий.
Существенный прирост мощности генерации возможен за счет организационно-технических мер по повышению КПД, КИУМ и форсировке, стоимость которых несравненно ниже строительства.
Рисунок показывает энергосистему, как баланс между генераторами и потребителями разного типа, отличных по способности к изменению нагрузки. Структура мощности "слева" и "справа" задает условия задачи, качество ее решения определяет "центр".
Для устранения проблем, необходимо комплексно менять как структуру генерации, распределения, потребления, так и средства и методы управления.
Для устранения проблем, необходимо комплексно менять как структуру генерации, распределения, потребления, так и средства и методы управления.
Как следует из модели, энергетике есть куда расти даже без вложений в новые мощности: для этого нужно обеспечить сбыт, вывести мощности на проектный режим, поднять КИУМ\КПД, изменить структуру генерации и потребления. Это комплекс взаимосвязанных задач, которые необходимо решать компетентно и в правильной последовательности, диктуемой специалистами, а не инвестором.
1
Идеальное состояние
В идеале, энергетика должна решать задачу максимизации ВВП Украины за счет продуктов с высокой прибавочной стоимостью. Необходимо поднять производство энергии, обеспечить ею производство высоких переделов и население, экспортировать остаток. Экспорт не должен создавать дефицит и повышать цену внутри страны.
Существуют различные возможности повысить объемы и качество энергии, снизить потери и стоимость. Многие из них сегодня невозможны, маловероятны, доступны только суперкорпорациям. Мы приводим большой список, чтобы показать бизнесу возможные сценарии изменения энергетики, риски и причины событий.
Часть приведенных направлений бизнес может исполнить своими силами или на субподряде у мировых компаний, без поддержки государства и несмотря на противодействие суперкорпораций
Существуют различные возможности повысить объемы и качество энергии, снизить потери и стоимость. Многие из них сегодня невозможны, маловероятны, доступны только суперкорпорациям. Мы приводим большой список, чтобы показать бизнесу возможные сценарии изменения энергетики, риски и причины событий.
Часть приведенных направлений бизнес может исполнить своими силами или на субподряде у мировых компаний, без поддержки государства и несмотря на противодействие суперкорпораций
Тенденции
В связи с решением о "зеленым переходе", мировая энергетика и энергопотребление находятся в состоянии неопределенности. Наличие равновероятных взаимоисключающих сценариев накладывает ограничения на стратегию, поднимает риски.
Украина приняла энергетическую стратегию до 2035 года, созданную за гранты, без участия профессионалов энергетиков. Фактически, это отчет, содержащий полезную теоретическую информацию без конкретики и механизмов. Оговорено, что конкретика появится в целевых программах, которые когда-то будут разработаны. О факте их подготовки нам неизвестно.
Объективно, потребность в энергии на период до 2035 года спрогнозировать невозможно, поэтому можно считать "чем больше-тем лучше". Но такую цель ставят перед собой все мировые лидеры, которые будут диктовать нам свои условия. Поэтому, наименее рисковая для нас стратегия - максимально использовать тот потенциал, что уже имеется.
При этом необходимо учитывать следующие тенденции:
В связи с решением о "зеленым переходе", мировая энергетика и энергопотребление находятся в состоянии неопределенности. Наличие равновероятных взаимоисключающих сценариев накладывает ограничения на стратегию, поднимает риски.
Украина приняла энергетическую стратегию до 2035 года, созданную за гранты, без участия профессионалов энергетиков. Фактически, это отчет, содержащий полезную теоретическую информацию без конкретики и механизмов. Оговорено, что конкретика появится в целевых программах, которые когда-то будут разработаны. О факте их подготовки нам неизвестно.
Объективно, потребность в энергии на период до 2035 года спрогнозировать невозможно, поэтому можно считать "чем больше-тем лучше". Но такую цель ставят перед собой все мировые лидеры, которые будут диктовать нам свои условия. Поэтому, наименее рисковая для нас стратегия - максимально использовать тот потенциал, что уже имеется.
При этом необходимо учитывать следующие тенденции:
1
Потребление
В связи с массовым переводом транспорта на электро тягу, заменой газовых устройств на электрические, потребность в электроэнергии будет возрастать несмотря на прогресс в энергосбережении.
2
Декарбонизация
В ближайшем будущем будут массово закрыты угольные и мазутные ТЭС и ТЭЦ. Возникнет временные дефицит и подорожание энергии, проблемы балансировки.
3
ВИЭ
Установленная мощность и КПД ВИЭ в мире будут расти, стоимость и доходность снизятся. В Украине ввод ВИЭ приостановится до решения проблем балансировки своими силами или "чужой" энергосистемой
4
АЭС
Строительство безопасных АЭС возобновится по всему миру. САРЕХ снизятся (за счет массовости), ОРЕХ возрастут (проблемы с ураном).
Продление эксплуатации старых АЭС будет преобладать над закрытием.
Продление эксплуатации старых АЭС будет преобладать над закрытием.
5
Мини-АЭС
Появятся в ближайшее время. Может быть установлена вблизи потребителя. Безопасна, обладает высокой маневренностью, не требует диспетчеризации. Недостатки: высокие КАРЕХ, истощение запасов урана
6
Аккумулирование
Объем энергии, запасаемой в аккумуляторах разного типа, будет повышаться, а их характеристики и стоимость - улучшаться. По мере решения проблем балансировки, ГЭС будут постепенно закрыты, а их плотины разрушены
7
Водород
Низкий КПД обуславливает высокую цену, но богатое финансирование, стимулирование, дотации обеспечат бурное развитие в ближайшие годы.
8
Прочее
Термояд: неограниченный источник энергии, высокая неопределенность
Суперсеть: проект глобальной сети Китая, интегрирующей мировые системы и китайские мощности
Суперсеть: проект глобальной сети Китая, интегрирующей мировые системы и китайские мощности
9
Энергосбережение
Самая перспективная ниша для среднего бизнеса. Направления приведены в ЕСУ 2035, хотя без конкретизации.
Простые решения
Поскольку профессионалы-энергетики на решения в энергетике не влияют, их принимают далекие от понимания люди. Они видят понятную им небольшую часть проблем и рассчитывают отыскать один-два крупных проекта, способные решить сразу все. Приводим обзор таких решений, навредивших в прошлом и потенциально вредных в будущем
Поскольку профессионалы-энергетики на решения в энергетике не влияют, их принимают далекие от понимания люди. Они видят понятную им небольшую часть проблем и рассчитывают отыскать один-два крупных проекта, способные решить сразу все. Приводим обзор таких решений, навредивших в прошлом и потенциально вредных в будущем
1
Зеленая энергия
Законом о ВИЭ создана схема быстрой окупаемости инвестиций за счет АЭС. Это привело к бурному развитию ВИЭ на профицитном рынке, ВИЭ стала вытеснять с рынка АЭС, которые ее субсидируют. Меры по компенсация высокой волатильности ВИЭ не предусматривалась, что усилило и без того непроектный режим работы ТЭС. Хаос в размещении ВИЭ привел к увеличению транспортного плеча при передаче энергии и потерям в энергосистеме.
2
Дата центр
Заявлено о строительстве двух дата-центров возле АЭС, которые примут избыточную мощность 1,5 энергоблоков АЭС из 15. На первый взгляд, хорошее решение, особенно если потребитель будет разгружаться в часы пикового потребления - это отличный способ сбалансировать энергосистему. Однако, такие договоренностей нигде не зафиксированы, обычно дата центры работают в режиме 24х7.
Условие инвестора - обеспечить цену около 2 центов за кВт. Это значит, что 1500 гВт с самой низкой себестоимостью выводятся из общего баланса, в нем возрастает доля дорогостоящих источников, цена на рынке для остальных потребителей поднимается.
Условие инвестора - обеспечить цену около 2 центов за кВт. Это значит, что 1500 гВт с самой низкой себестоимостью выводятся из общего баланса, в нем возрастает доля дорогостоящих источников, цена на рынке для остальных потребителей поднимается.
3
Водород
Заявлено, что "в обмен на трубу", Украина становится поставщиком водорода для Германии, с помощью которого энергосистему можно полностью загрузить и, что особенно важно, сбалансировать. На первый взгляд, отличное решение. Однако, из-за низкого общего КПД цикла производства гидролизного водорода, его стоимость крайне высока и эту проблему будут решать как за счет субсидий на стороне покупателя, так и давлением на цену производителя. Ситуация аналогична дата-центру: дешевая генерация переключается на водород, дорогая остается внутреннему рынку и разоряет бизнес.
4
Энергомост
Предпринимаются давние попытки расширить возможности Бурштынского энергоострова, или создать выпрямительный мост для передачи энергии двух блоков АЭС напрямую в ЕС, минуя энергосистему Украины. Ситуация аналогична дата-центру: прибыль экспортера даже теоретически не покрывает нанесенных этим совокупных убытков энергосистеме.
5
Аккумуляторы ДТЭК
ДТЭК ввел в эксплуатацию электрический аккумулятор 1 мВт и внес в Раду проект закона об балансировочном рынке. При этом, глава ДТЭК заявил о готовности избавиться от карбоновых активов, включая угольные ТЭС. Надо полагать, речь идет о планах замещения ТЭС аккумуляторами за счет схемы окупаемости, подобной ВИЭ. В силу этого, потребителей ожидает резкое повышение тарифов.
Если при этом вывод из эксплуатации маневрирующих ТЭС пойдет быстрее, чем ввод аккумулирующих мощностей, это вызовет резкий рост затрат на услуги балансировки ЕС, или окончательную зависимость от России.
Если при этом вывод из эксплуатации маневрирующих ТЭС пойдет быстрее, чем ввод аккумулирующих мощностей, это вызовет резкий рост затрат на услуги балансировки ЕС, или окончательную зависимость от России.
6
Энергорынок
Закон об энергетике отделяет государство от бизнеса, создает конкуренцию, как двигатель устойчивого развития. Однако, механизмы его реализации не отрегулированы, что дает широкие возможности для законного мошенничества.
Мало того, эти механизмы невозможно отрегулировать, пока не решены структурные вопросы: система несет технические убытки, которые на кого-то нужно повесить.
Предполагается, что закон устанавливает подходы, при которых рынок сам решит вопросы, мешающие ему работать. Даже если оно и так, для этого нужен достаточный переходный период, ресурсы, воля и специалисты.
Мало того, эти механизмы невозможно отрегулировать, пока не решены структурные вопросы: система несет технические убытки, которые на кого-то нужно повесить.
Предполагается, что закон устанавливает подходы, при которых рынок сам решит вопросы, мешающие ему работать. Даже если оно и так, для этого нужен достаточный переходный период, ресурсы, воля и специалисты.
КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ
Задача №1
Главная проблема энергетики - отсутствие не только логичного целевого управления, но и информации, на которой оно должно основываться. Математическая модель энергосистемы существует, но без исходных данных об объектах производства и потребления это просто игрушка. Потребление внутри Облэенерго и РЭС рассматривается, как "черный ящик", данные для управления образуются на бирже, что обуславливает их низкое качество. Неизбежным результатом управления, основанного на таких данных, являются потери и борьба за то, на кого их повесить.
Необходима тщательная ревизия данных об объектах потребления и генерации, чтобы понять истинный объем и характер потребности и генерации, геометрию, характер и параметры перетоков, возможности изменения и маневра. Только заложив эти данные в модель, можно понимать, какие точно изменения энергосистемы необходимы и инвестировать в них, исходя из понимания выгод.
Действующая генерация
Поскольку .
Поскольку .
1
Балансирующая группа
Законом о .
2
Маневрирование АЭС
Заявлено .
3
Внутренний маневренный потребитель
Заявлено,
Новая генерация
Поскольку .
Поскольку .
1
Электро аккумуляторы
Законом о .
2
Газотурбинные установки
Заявлено .
3
Поршневые машины
Заявлено,
Действующий потребитель
Поскольку .
Поскольку .
1
Балансирующая группа
Законом о .
2
Маневрирование АЭС
Заявлено .
3
Внутренний маневренный потребитель
Заявлено,
Передача и распределение
Поскольку .
Поскольку .
1
Услуги коммерческого учета
Законом о .
2
Услуги управления
Заявлено .
3
Смарт-трейдинг
Заявлено,
