Чи допоможе застосування когенерації малої та середньої потужності (розподіленої генерації) підвищити стійкість та надійність енергозабезпечення критичної інфраструктури міст та населених пунктів України? Про це народні депутати України, представники державних установ, теплогенеруючих компаній та міжнародні фахівці говорили під час круглого столу, організованого Комітетом ВРУ з питань енергетики та житлово-комунальних послуг спільно з USAID Проєктом енергетичної безпеки (ПЕБ) 24 березня 2023 року.
Когенерація – процес виробництва тепла та електроенергії в рамках одного технологічного процесу. Когенераційні установки малої та середньої потужності повинні розглядатися як невіддільна частина концепції розподіленої генерації (РГ) у національній системі виробництва енергії. Зокрема такі когенераційні установки, особливо якщо вони встановлені на базі муніципальних об’єктів централізованого теплопостачання, забезпечують комунальне підприємство власною енергією, таким чином підвищуючи стійкість комунального підприємства до перебоїв у електропостачанні, забезпечуючи можливості для живлення місцевої критичної інфраструктури, зменшуючи вразливість до відключень живлення. При цьому надлишки електроенергії можуть надходити в мережу.
«Сучасна когенерація має кращі показники ефективності, тому це питання надзвичайно актуальне для України. Ми маємо трохи часу для підготовки до наступної зими й повинні зробити все необхідне, щоб підійти до наступної зими сильнішими, з більш диверсифікованими джерелами енергії», – сказав Голова Комітету ВРУ з питань енергетики та житлово-комунальних послуг Андрій Герус.
Об’єднана енергетична система (ОЕС) України, збудована як централізована система, має великі переваги в мирний час, але виявилась вразливою в умовах війни. Завдяки героїчним зусиллям енергетиків та великій підтримці міжнародної спільноти, зокрема USAID та інших донорів, із постачанням силового енергетичного обладнання та дизельних генераторів малої потужності, Україні вдалося пройти зиму з мінімально необхідними обмеженнями споживання. Та лише дизельними генераторами проблему не вирішити, потрібне комплексне рішення для забезпечення стійкості енергосистеми, в першу чергу в аварійних режимах. Одним з таких рішень є розвиток РГ, зокрема застосування когенерації малої та середньої потужності (вихідна потужність 5 МВт – 20 МВт).
«Починаючи з жовтня 2022 року ворог обстріляв 24 об’єкти генерації. Більшість з них – багаторазово. Як наслідок, сьогодні пошкодженими залишаються 19 блоків теплових електростанцій сумарною потужністю 3,3 ГВт, 4 енергоблоки ТЕЦ сумарною потужністю 1,1 ГВт, 8 гідроагрегатів ГЕС сумарною потужністю 540 МВт. Крім того, 5 теплових електростанцій сумарною потужністю 10 ГВт та найбільша в Європі Запорізька атомна електростанція з 6-ма енергоблоками сумарною потужністю 6000 МВт залишаються під окупацією, – зазначив перший заступник Міністра енергетики України Юрій Власенко.
Наразі Міненерго спільно з Міністерством розвитку громад, територій та інфраструктури України та USAID готують проєкти із впровадження необхідних технічних рішень для розвитку РГ в Україні. В першу чергу – у найбільш постраждалих від війни областях.
Менеджерка енергетичних проєктів USAID/Україна Ешлі Кінг зазначила, що мікромережі, розподілені енергетичні ресурси та розподільча когенерація на основі систем централізованого теплопостачання можуть розглядатись як пріоритетні заходи для зміцнення стійкості України, відновлення енергопостачання і скорочення відключень після російських атак. “USAID через Проєкт енергетичної безпеки допоможе Україні посилити її енергетичну безпеку, стабілізувати енергопостачання, підвищити стійкість енергетичного сектору та енергетичну незалежність країни як невіддільний компонент національної безпеки,” – підкреслила Ешлі Кінг.
«КГУ можуть забезпечити електропостачання як для власних потреб теплокомуненерго (ТКЕ), так і для інших обʼєктів критичної інфраструктури таких як системи водопостачання та водовідведення, лікарні тощо. Такі установки мають набір технічних рішень, що дозволяє у випадку надзвичайної ситуації використовувати резервні види палива та місцеві енергетичні ресурси. При цьому, собівартість виробленої електроенергії є нижчою від виробленої дизель-генератором, а термін експлуатації КГУ є значно довшим», – розповів консультант з теплопостачання USAID ПЕБ Сергій Пінчук. До переваг КГУ експерт також додав можливість розосередити їх розміщення по місту, що зменшує ймовірність пошкоджень під час ракетних обстрілів.
Деякі міста України, зокрема Черкаси, Житомир, Хмельницький, Старокостянтинів, вже мають досвід використання КГУ під час відключень електропостачання на місцевому рівні. Використання КГУ протягом опалювального сезону 2022 – 2023 рр. допомогло містам утримувати в робочому стані об’єкти критичної інфраструктури на локальному рівні. Водночас розвиток використання КГУ обмежується недосконалістю або відсутністю відповідних регуляторних норм. Наприклад, ТКЕ міста Черкаси має 3 КГУ загальною потужністю 3,9 МВт(e). Це комунальне підприємство разом з оператором системи розподілу (ОСР) створили локальний “енергоострів” для енергоживлення котелень, в тому числі обласної лікарні, на час блекауту. Проте, регулювання для такої взаємодії немає, і це виключно добра воля ОСР. ТКЕ міста Хмельницький має 13 КГУ загальною потужністю 6.4 МВт(e), з яких 4 МВт(e) використовує на власні потреби, і має надлишкових потужностей 2.4 МВт(e). Підприємство хоче використовувати цю енергію для прямого заживлення інших котелень міста, щоб у випадку аварійної ситуації вони не залишились без електропостачання і могли забезпечувати генерацію теплової енергії для потреб споживачів. Але для цього необхідно отримати дозвіл від НКРЕКП. У місті Старокостянтинів ТКЕ замінило у власній котельні газовий котел потужністю 2,2 МВт на КГУ потужністю 720 кВт(т) і 500 кВт(e). Це дало змогу заживити шляхом прямого приєднання теплові пункти й забезпечити передачу теплоносія до споживача незалежно від відключень електроенергії. Надлишок електроенергії підприємство могло б використати для живлення інших об’єктів критичної інфраструктури міста, але зіштовхнулось з регуляторними бар’єрами.
Якщо говорити про швидке нарощення можливостей потужностей РГ, то системи теплопостачання міст можуть слугувати для цього хорошим майданчиком. Втім, розвиток використання КГУ потребує спрощення ряду регуляторних питань, зокрема врегулювання процесу прямого підключення КГУ до власних об’єктів ТКЕ та інших об’єктів місцевої критичної інфраструктури, стимулювання співпраці ОСР, ТКЕ та місцевих органів влади для створення «острівного режиму» по забезпеченню енергопостачання критичної інфраструктури від КГУ у разі блекауту або віялових відключень електроенергії, а також впровадження єдиної системи ліцензування, та встановлення тарифів на теплову енергію тощо.
USAID ПЕБ підтримав наміри Міністерства енергетики України щодо відновлення енергетичної системи України та спільно з Мінінфраструктури, державною компанією «Українські розподільчі мережі» розпочав реалізацію пілотного проєкту-дослідження з Підвищення надійності електропостачання за допомогою розподіленої генерації та мікромережі, яка в аварійних режимах може від’єднуватися від основної мережі ОЕС України та працювати в ізольованому острівному режимі. «В рамках цього проєкту для одного з районів Миколаївської області буде створено розрахункову модель розподільчих мереж 6-150 кВ, оцінено сезонні та добові коливання попиту, враховано наявність чинної генерації ВДЕ і прораховано різні сценарії роботи мережі. Разом із Миколаївобленерго USAID ПЕБ планує оцінити технічний стан підстанцій та необхідність у додатковому обладнанні, зокрема для захисту і телеуправління. В результаті USAID ПЕБ планує отримати методологію та типовий дизайн синхронно робочої мікромережі з генерацією і технічною специфікацією необхідного обладнання, які з мінімальними змінами можуть бути повторені в інших регіонах», – поінформував експерт ринку електроенергії USAID ПЕБ Роман Дорош.
З метою ефективного використання електростанцій малої та середньої потужності USAID ПЕБ пропонує також якнайшвидше перезапустити проєкт з оцінки відповідності генеруючих ресурсів. Серед іншого, це дасть можливість дослідити економічну рентабельність такої генерації в ринкових умовах та потребу в її підтримці, зрозуміти, скільки проєктів з розподіленої генерації зможе прийняти ОЕС України у післявоєнний період, забезпечуючи її диспетчерську керованість, та чи будуть такі проєкти економічно рентабельними або потребуватимуть державної підтримки при збереженні доступних цін на електроенергію для споживачів.