You are here

COVID-19 и низкоуглеродная электроэнергия: уроки на будущее

,
,
,

ЛЭП и трансформаторы на электрораспределительной подстанции. (Фото: Yelantsevv/Freepik.com)

Пандемия COVID-19 изменила работу энергосистем по всему миру и дала возможность получить представление о потенциальной структуре производства электроэнергии в будущем, когда доминирующее положение займут низкоуглеродные источники энергии. В частности, то, как продемонстрировала себя ядерная энергетика, показывает, что она может содействовать переходу к устойчивой, чистой энергетической системе и по окончании фазы восстановления после пандемии COVID-19.

Ограничения экономической и социальной активности во время вспышки COVID-19 привели к беспрецедентному и устойчивому снижению спроса на электроэнергию во многих странах на 10% и более по сравнению с уровнями 2019 года всего за несколько месяцев, что поставило в сложное положение как производителей электроэнергии, так и операторов энергосистем (рис. 1). В своем недавнем докладе об устойчивом восстановлении Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует сокращение мирового потребления электроэнергии на 5% по итогам 2020 года, причем в одних только Соединенных Штатах ожидается рекордное снижение на 5,7%. Устойчивое восстановление экономики обсуждалось 9 июля на саммите МЭА по переходу к чистой энергетике, в котором принял участие Генеральный директор МАГАТЭ Рафаэль Мариано Гросси. 

Рис. 1. Еженедельное изменение спроса на электроэнергию в 2020 году по сравнению с 2019 годом в отдельных государствах (15 марта — 6 июня). Например, отсутствие требования о самоизоляции в Швеции привело к увеличению спроса на электроэнергию в период с 15 марта по 5 апреля по сравнению с аналогичным периодом 2019 года. И наоборот, введенный во Франции режим самоизоляции привел к снижению спроса на электроэнергию в среднем на 14% за этот период (15 марта — 6 июня). (Графика: Харим Юнг)

Примечание. Об изменениях в производстве электроэнергии сообщили Индия, США и Южная Корея.

Производство электроэнергии из органического топлива сильно пострадало из-за относительно высоких эксплуатационных затрат по сравнению с ядерной и возобновляемой энергией, а также ввиду простых механизмов ценообразования на рынках электроэнергии. В этих чрезвычайных условиях низкоуглеродная электроэнергия, напротив, стала преобладать, причем доля электричества, произведенного из возобновляемых источников энергии, в ряде стран выросла в связи с обязанностью операторов энерготранспортных систем ставить в график и передавать возобновляемую электроэнергию вперед других видов электричества, а также в результате благоприятных погодных условий.

Ядерная энергетика также показала свою устойчивость, надежность и адаптируемость. Ядерной отрасли удалось быстро внедрить специальные меры для борьбы с пандемией, что позволило избежать необходимости останова станций из-за негативного воздействия COVID-19 на персонал или цепи поставок. Производители ядерной энергии также быстро адаптировались к изменившимся рыночным условиям. Например, «ЭДФ энерджи» смогла удовлетворять запросы оператора электросетей Великобритании за счет периодического сокращения производства электроэнергии на своем реакторе «Сайзуэлл В», при этом не прерывая экономически выгодное и надежное снабжение потребителей электричеством.

Несмотря на успехи ядерной отрасли в период пандемии, в условиях значительного снижения спроса многим производителям пришлось существенно сократить общий объем генерации, как произошло, например в Соединенном Королевстве, Франции, Швеции, на Украине и, в меньшей степени, в Германии (рис. 2). Снижение спроса во Франции вплоть до конца марта уже привело к падению выручки ЭДФ в первом квартале на 1%, при этом объем производства ядерной энергии был более чем на 9% ниже показателя предыдущего года. Аналогичным образом, российский Росатом столкнулся со значительным сокращением спроса в апреле и мае, что привело к снижению выручки на 11% за первые пять месяцев года.

Рис. 2. Еженедельные изменения в производстве низкоуглеродной электроэнергии (15 марта — 6 июня) по сравнению с неделей 8–14 марта (перед введением режима изоляции в большинстве случаев) в отдельных государствах. (Графика: Харим Юнг)

Примечание. В другие виды генерации из возобновляемых источников энергии включены, в частности, такие поддающиеся диспетчерскому управлению источники, как гидроэнергия и биомасса.

В целом конкурентоспособность и устойчивость низкоуглеродных технологий привели к увеличению доли рынка ядерной, солнечной и ветровой энергетики во многих странах после введения ими режима самоизоляции (рис. 3). Доля ядерной генерации в Южной Корее увеличилась почти на 9 процентных пунктов за время пандемии, а в Соединенном Королевстве ядерная энергетика практически полностью заменяла собой угольную генерацию в течение двух месяцев. В своем краткосрочном энергетическом прогнозе Администрация по энергетической информации США указывает, что по итогам всего 2020 года доля ядерной генерации увеличится более чем на один процентный пункт по сравнению с 2019 годом. В Китае производство электроэнергии в январе-феврале 2020 года сократилось более чем на 8% в годовом исчислении: угольная энергетика снизилась почти на 9%, гидроэнергетика — почти на 12%. Ядерная энергетика оказалась более устойчивой, снизившись только на 2%. В течение последних месяцев во всем мире можно было в полной мере прочувствовать все преимущества увеличения доли экологически чистой энергии с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов и других загрязнителей воздуха.

Рис. 3. Изменение рыночной доли ядерной, солнечной и ветряной генерации электроэнергии после введения режима изоляции. (Графика: Харим Юнг)

Примечание. Изменение доли в структуре производства электроэнергии по сравнению с периодом с 1 января 2020 года до введения режима изоляции.

Задачи на будущее

Несмотря на продемонстрированные в ходе кризиса достоинства более чистой энергетической системы, в том числе способность существующих АЭС поставлять конкурентоспособную, надежную и низкоуглеродную электроэнергию в случае необходимости, не исчезли проблемы как краткосрочного, так и долгосрочного характера.

В краткосрочной перспективе резкое падение спроса на электроэнергию ускорило происходившее в последнее время падение цен на электроэнергию, особенно в Европе (рис. 4), опустив их ниже уровней, которые и без того считались неустойчивыми с экономической точки зрения. По приведенным в уточненном прогнозе «Standard and Poor's» данным, резкое падение цен в Европе является результатом не только режима изоляции в связи с COVID-19, но и резкого падения спроса в связи с нехарактерно теплой зимой, увеличением предложения электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников, в условиях снижения цен на газ и квотами на выбросы CO2. Столь низкие цены еще сильнее усугубляют трудности, с которыми сталкиваются многие производители электроэнергии, в том числе АЭС. Это может помешать осуществлению необходимых инвестиций в переход к экологически чистой энергии, что будет иметь долгосрочные последствия для достижения целей в области борьбы с изменением климата.

Что касается ядерной энергетики, то поддержание и продление сроков эксплуатации существующих электростанций имеет ключевое значение для поддержки и ускорения перехода к низкоуглеродным энергетическим системам. В благоприятных инвестиционных условиях продление срока службы на 10–20 лет может быть реализовано при средней стоимости 30–40 долл. США/МВт ч, что делает ее одним из наиболее экономичных вариантов низкоуглеродной энергетики, с одновременным сохранением объемов мощностей, поддающихся диспетчерскому управлению, и снижением общих затрат на переход к экологически чистой энергии. В докладе МЭА об устойчивом восстановлении указывается, что без такого продления сроков 40% всех АЭС в развитых странах могут быть выведены из эксплуатации в течение следующих десяти лет, в результате чего расходы на электроэнергию в год увеличатся примерно на 80 млрд долл. США. МЭА отмечает потенциал программ технического обслуживания и продления сроков эксплуатации АЭС с точки зрения оказания поддержки мерам экономического восстановления за счет создания значительной экономической активности и занятости.

Необходимость гибкого подхода

Новые ядерно-энергетические проекты могут быть одинаково выгодными с точки зрения экономики и экологии, однако их финансирование станет еще более сложной задачей в отсутствие широкой политической поддержки и более существенных реформ энергетического рынка, включая совершенствование механизмов вознаграждения за надежность, гибкость и другие услуги. В среднесрочной и более долгосрочной перспективе, как показывает тенденция, проявление которой ускорилось в результате кризиса, структуры энергетических систем будущего будут все больше определяться возможностью гибко подходить к производству электроэнергии и эксплуатации системы. 

Рис. 4. Воздействие на цены на электроэнергию в среднем в 2020 году до и после введения режима изоляции в отдельных государствах относительно 2019 года. (Графика: Харим Юнг)

Что касается еще более долгосрочной перспективы, то несмотря на то, что производители и операторы систем успешно отреагировали на кризис, наблюдающееся снижение генерации за счет органического топлива привлекает внимание к задачам обеспечения дополнительной стабильности сетей, которые, вероятно, возникнут в дальнейшем в процессе перехода к экологически чистой энергии. Тяжелые вращающиеся паровые и газовые турбины обеспечивают механическую инерцию в электроэнергетической системе, тем самым поддерживая ее в сбалансированном состоянии. Замена этих мощностей возобновляемыми источниками энергии с переменным характером генерации может привести к большей нестабильности, ухудшению качества электроэнергии и увеличению частоты отключений электроэнергии.  Крупные АЭС наряду с другими технологиями могут взять на себя эту роль, уменьшая риск перебоев с поставками в полностью безуглеродных системах электроснабжения. 

Проблемы, созданные COVID-19, также высветили необходимость обеспечения встроенной устойчивости будущих энергетических систем к более широкому спектру внешних потрясений, в том числе к более переменчивым и экстремальным погодным условиям, связанным с изменением климата.

Успехи ядерной энергетики во время кризиса служат своевременным напоминанием о ее текущем значении и будущем потенциале с точки зрения создания более устойчивой, надежной и низкоуглеродной энергетической системы.

Источники данных о спросе на электроэнергию, ее производстве и ценах: Европейская сеть операторов систем передачи электроэнергии (Европа), Национальная энергетическая компания «Укрэнерго» (Украина), Корпорация по эксплуатации энергосистемы (Индия), Корейская энергетическая биржа (Южная Корея), Национальный оператор энергосистемы (Бразилия), Независимый оператор энергосистемы (Онтарио, Канада), АЭИ (США). Данные охватывают период с 1 января по май/июнь.

Мы на связи

Рассылка новостей