На ветряках далеко не уедешь: о децентрализации энергосистемы Украины

Премьер-министр Украины Денис Шмыгаль вслед за Зеленским предложил строить малые электростанции для создания децентрализованной энергетической системы.

Решение на первый взгляд логичное: раз прилетает по крупным электростанциям и электроподстанциям, то нужно перестроить энергосистему так, чтобы вместо крупных объектов было много мелких и у России увеличился расход ракет для их уничтожения. Тогда и трансформаторы сверхвысоких классов напряжения не нужны и можно обойтись малыми трансформаторами, которые передаёт Киеву в качестве гуманитарной помощи.

Но есть ряд изъянов в такой концепции.

Во-первых, децентрализованная энергосистема – это откат в доиндустриальную эпоху, когда у каждого завода была своя электростанция, обеспечивавшая его потребности в э/э, а заодно и рабочего посёлка. Тогда если не единственным, то уж точно главным, потребителем э/э была промышленность. Теперь в развитых странах на быт и промышленность приходится примерно по 50% потребления э/э. Следовательно, жителям городских микрорайонов тоже нужно будет строить во дворах миниТЭС. Про стоимость э/э для конечного потребителя можно даже не говорить.

Во-вторых, логика строительства больших электростанций состоит в том, что вырабатываемая ими э/э через сеть ВЛЭП передаётся под сверхвысоким напряжением на большие расстояния с минимальными потерями. Одна цепь линии электропередач на 750 кВ может передать от 1800 до 2200 МВт э/э (два атомных энергоблока ВВЭР-1000) на расстояние в 1200-2000 км. А линия электропередач на 35 кВ (верхняя планка напряжения, на котором работает генератор на электростанции) передаёт лишь 5-15 МВт на 30-60 км. Соответственно, децентрализация – это резкое увеличение протяжённости линий электропередач: столбов и проводов в городах станет ещё больше, больше будет и небольших трансформаторов. Плюс не ясно, что делать с АЭС, которые ни разу не маленькие, но тянут половину производства э/э на Украине.

Ещё один момент: Киев не может позволить себе закупки газа – под это Украина регулярно просит деньги у Запада. Следовательно, основой генерации должны стать угольные ТЭС: одно дело снабжать углём Трипольскую ТЭС по ж/д ветке, другое дело возить уголь машинами для россыпи мелких ТЭС. Соответственно, точка выброса загрязняющих веществ смещается с пригорода или загородной территории, где станции построены с учётом розы ветров, в города. А значит солнечный свет в таких городах будет по большим православным праздникам, а в остальные дни будет смог.

В-третьих, Шмыгалю не объяснили специфику ВИЭ. Солнечные и ветряные электростанции – недиспетчерезируемый вид генерации. Их работа вносит хаос в энергосистему, который уравновешивается ГЭС и ТЭС, где можно оперативно снижать выработку э/э по мере роста генерации на ВИЭ.

Плюс в мире нет больших энергосистем на сотни мегаватт мощности, которые могли бы в длительном режиме работать без других видов генерации (ТЭС, АЭС и ГЭС). Почему? Два момента.

Первый момент: работа энергосистемы – это постоянная балансировка спроса и предложения э/э, так как перекос всегда приводит к изменению частоты в энергосистеме. Вырос спрос при недостатке предложения – частота упала, упал спрос без снижения предложения – частота выросла. И то, и то грозит аварией. В больших энергосистемах удерживать частоту на заветных 50 герцах проще, чем на малых. Подробнее можно узнать в ролике Александра Малькова «Как электростанции синхронизируются в энергосистеме».

Второй момент: для запуска ВИЭ/СЭС их самих нужно запитать э/э. ВИЭ производят «грязный переменный ток» – у него «прыгающая» частота (ветер дует неравномерно, лопасти вращаются с разной скоростью), перед подачей его в сеть нужно пропустить его через выпрямитель, где «грязный переменный ток станет» постоянным, а затем в инверторе преобразовать в «чистый» переменный ток и отправить в энергосистему. СЭС выдают постоянный ток, который инвертором преобразуется в переменный и выдаётся в энергосистему. Для работы инвестора и доведения э/э из ВИЭ необходимо подключение к мощной энергосистеме, так как инверторы «ведомы» этой системой – они подстраиваются по частоту в мощной сети, которую задают мощные станции, – да и сам инвертор потребляет э/э для преобразования постоянного тока в переменный.

В общем, никакой децентрализованной энергосистемы на Украине не будет так это дорого, сложно и ВИЭ непригодны для построения такой энергосистемы особенно в масштабах огромной страны с десятками миллионов человек. Да и сама идея откровенно противоречит прогрессу, хотя сама Украина с ним всегда была несовместима.