Только солнце, только ветер, только атом впереди
Низкоуглеродная энергетика из перспективного направления превратилась в мировой тренд. Энергетическая зеленая революция уже произошла, констатируют в этом году многие эксперты. Однако надежное и постоянное энергоснабжение только за счет ветра и солнца невозможно, так как эти источники полностью зависят от погоды. О том, почему это стало одной из самых обсуждаемых тем «Атомэкспо-2024», мы расскажем в этом материале.
Тандем ветра и атома
По прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), уже к началу 2025 года мировая выработка низкоуглеродных возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на треть превысит объем производства электроэнергии за счет источников на ископаемом топливе. Пока традиционная генерация сохраняет лидерство по установленной мощности, но уже проигрывает гонку по объему выработки. Ожидается, что к 2026 году доля выработки ветровых солнечных и малых гидроэлектростанций, которые тоже квалифицируются как зеленые, приблизится
к 50%. Еще один тренд, который выделяют аналитики, — ускоренное развитие атомной генерации. В 2023 году российские атомные электростанции досрочно выполнили годовое государственное задание Федеральной антимонопольной службы России по выработке электроэнергии (214,202 млрд кВт•ч). К 2025 году выработка атомной генерации в мире достигнет рекордного уровня, поскольку увеличится выработка АЭС во Франции, возобновится работа нескольких объектов в Японии, а также будут введены в коммерческую эксплуатацию новые мощности атомной генерации в Китае, Индии и Корее.
Доминирующими направлениями остаются солнечная и ветровая генерации. В 2023 году объемы вводов зеленой генерации выросли относительно предыдущего года в 1,5 раза, до 540 ГВт. Любопытно, что 420 ГВт из этого объема пришлось на солнечную генерацию, но по темпам прироста установленной мощности (динамике ежегодных вводов) ветер уже обгоняет солнце. Например, в Китае, на который приходится 60% мировых вводов ветроэлектростанций (ВЭС), в прошлом году построено вдвое больше ветровых станций, чем в 2022 году.
Однако не все так безоблачно на пути внедрения возобновляемых источников энергии. Эти виды электрогенерации напрямую зависят от погодных условий. Синоптики пока не способны точно предсказывать почасовой уровень инсоляции хотя бы в течение суток, а даже небольшая облачность существенно влияет на уровень генерации, что не дает возможности точно прогнозировать выработку генерирующих объектов. Следовательно, солнечные электростанции (СЭС) требуют практически стопроцентного резервирования базовой генерацией — энергоблоками, способными резко набирать нагрузку: ТЭС или ГЭС. А это значит, узлы солнечной генерации могут размещаться только поблизости с этими объектами.
Ветер тоже переменчив, но предсказуемости этому виду генерации добавляет союз с искусственным интеллектом. Благодаря внедрению обучаемых нейронных сетей при работе с широкой выборкой гидрометеорологических данных и статистических данных телеметрии ветроустановок точность прогнозов почасовой выработки на ближайшие сутки для ветровых электростанций в России уже составляет свыше 90% от их установленной мощности и продолжает расти. В отличие от солнечных станций, ВЭС способны работать в предсказуемом графике, что создает оптимальные возможности для их использования в связке с АЭС и другими видами генерации — ТЭС или ГЭС. В ветреные периоды ВЭС обеспечивают генерацию по минимальным ценам, а атомные блоки работают на пониженной мощности, экономя ресурс. Когда выработка ветряков снижается, нагрузку принимают АЭС. Благодаря точности ветропрогнозов решения о наборе или снижении мощности атомных блоков принимаются заблаговременно и работают в графике без резких скачков. Все эти факторы делают ветряную и атомную генерацию оптимальным низкоуглеродным тандемом. В 2023 году производство электроэнергии на атомных и ветряных электростанциях ГК «Росатом» составило 291,7 млрд кВт•ч.
Развитие ВИЭ и атомного направлений продолжается, углубляется процесс локализации производства. К настоящему моменту мощность ветропарков, построенных Ветроэнергетическим дивизионом «Росатома» в России, превысила 1 ГВт, компания планирует реализацию проектов за рубежом.
Будущее в зеленой энергетике
В марте этого года на XIII Международном форуме «Атомэкспо-2024» в рамках круглого стола «Возобновляемая и атомная генерация: синергия достижений как лучшее решение» эксперты обсудили, как стремительное развитие технологий низкоуглеродной генерации меняет ландшафт строительства энергосистем будущего. Уже сейчас у них нет сомнений, что эти решения станут важным элементом озеленения энергетики. «Мы видим результаты климатических изменений, в том числе для энергосистем: 2023-й был самым жарким годом с самым большим объемом выбросов парниковых газов. Мы видим усиливающийся консенсус мирового сообщества по поводу значимой роли атома и возобновляемой энергетики. Так, в рамках международной климатической конференции были приняты декларации об утроении объемов и того и другого, что является амбициозными целями», — такими словами открыла дискуссию модератор круглого стола, заместитель директора Центра по энергопереходу и ESG Сколковского института науки и технологий Ирина Гайда. Она отметила, что развитие возобновляемой и низкоуглеродной генерации становится чрезвычайно важным вопросом, прежде всего для стран, чьи энергосистемы только начинают путь трансформации.
Как рассказал директор департамента развития электроэнергетики Минэнерго России Андрей Максимов, развитие атомной и зеленой генерации сейчас прорабатывается в рамках двух стратегических документов, привязывающих принципиальные решения властей к реальным проектам: обновляемой Энергетической стратегии РФ до 2050 года и Генсхеме размещения объектов энергетики до 2042 года. Принципиальные договоренности по развитию атомной генерации с единственным игроком сектора — «Росатомом» — уже достигнуты. Регуляторы согласовали принципы дальнейшей работы с компаниями и договорились о необходимости согласования мест размещения объектов ВИЭ с «Системным оператором Единой энергетической системы» для создания надежной и сбалансированной энергосистемы и предотвращения лишних расходов на создание сетей.
Площадка для роста — Дальний Восток
Масштабное строительство низкоуглеродной генерации на Дальнем Востоке вполне укладывается в стратегию развития атомной отрасли. Благодаря коротким срокам строительства ВИЭ могут стать хорошим решением для Дальнего Востока. В рамках схемы и программы развития энергосистем на 2024–2029 годы здесь прогнозируется дефицит не только мощности, но и электроэнергии. Для покрытия последнего ветряная и солнечная генерации подходят лучше всего. «Системный оператор Единой энергетической системы» говорит о том, что уже сейчас на Дальнем Востоке есть площадки для размещения 1,75 ГВт солнечных и ветровых электростанций, интеграция которых в объединенную энергосистему не потребует значительного сетевого строительства. Они способны покрыть оперативный дефицит энергии, а крупные ГЭС пока справляются с обеспечением достаточной мощности.
Дальний Восток, где ранее функционировал единственный объект атомной генерации — Билибинская АЭС, может стать одним из центров реализации уже оформленного решения правительства о повышении доли атомной генерации в общероссийской выработке с нынешних 20% до 25% к 2042 году. Прошлой осенью глава «Росатома» Алексей Лихачев сообщил, что Госкорпорация планирует строительство на Дальнем Востоке двух больших блоков с реакторами ВВЭР-1200 и двух средних с реакторами ВВЭР-600. Также в рамках «Атомэкспо-2024» достигнуты договоренности об изучении перспектив размещения плавучих энергоблоков у берегов Приморья.
Мал золотник, да дорог
Еще одна дискуссия, прошедшая в рамках «Атомэкспо-2024», «Возможности и вызовы для внедрения малых атомных решений», была посвящена теме, вызывающей сейчас особый интерес: проектам атомных станций малой мощности (АСММ). Как отметили участники сессии, растущее внимание к таким решениям обусловлен сочетанием экологичности, надежности энергоснабжения и прогнозируемости его цены. Сегодня «Росатом» предлагает широкую линейку максимально гибких малых наземных и плавучих энергетических решений, адаптируемых к разным энергозадачам.
В мире по-прежнему остается немало мест, лишенных доступа к электроэнергии. В некоторых из них строительство крупных электростанций слишком затратно и неокупаемо, в других — невозможно из-за территориальных особенностей. В таких случаях наземные АСММ и плавучие энергоблоки могут оказаться единственным возможным решением для развития удаленных территорий, освоения месторождений, создания условий для экономического развития труднодоступных регионов, поэтому в мире наблюдается масштабный запрос на такие АЭС. При этом энергоблоки способны обеспечивать низкоуглеродную выработку по высокопрогнозируемым тарифам, не зависят от погоды и соответствуют передовым стандартам безопасности.
Линейка плавучих энергоблоков была представлена также в выставочной части «Атомэкспо-2024». Ядром экспозиции выступал предметный макет ПЭБ-100 в разрезе. Его электрическая мощность составит 100 МВт, срок службы — до 60 лет.
В мире существует более 70 проектов малых модульных реакторов на стадии проектирования. «Росатом» — единственная технологическая компания, перешедшая от слов к делу. Сегодня, реализуя наши проекты для Якутии и Чукотки, мы ставим перед собой задачу продемонстрировать экономическую эффективность и надежность АСММ. Создание референтности на Дальнем Востоке откроет для этой технологии огромный рынок точно так же, как референтность российских АЭС на базе реакторов ВВЭР-1200 поколения III+ показала всему миру, что ядерная энергетика является безопасным решением проблемы изменения климата. Мы уверены, что приобретаемый опыт в ближайшие годы позволит предложить нашим партнерам по всему миру лучшие решения в области АСММ.
Низкоуглеродный интерес
Негативная динамика мировых цен на ископаемые виды топлива — еще один стимул для развития низкоуглеродной генерации. Кроме того, крупные потребители все чаще обращают внимание на экологичность своего производства, объемы выбросов, в том числе косвенные, при производстве продукции становятся фактором конкурентоспособности на мировых рынках. В этой ситуации промышленность все активнее интересуется возможностями инвестирования в низкоуглеродные источники энергии.
«Совет рынка» (регулятор энергорынков) в августе 2023 года создал Центр энергосертификации для запуска национальной системы сертификации низкоуглеродной электроэнергии, выработанной на ВИЭ, ГЭС и АЭС. С помощью зеленых сертификатов коммерческие потребители будут снижать углеродный след товаров. С февраля 2024 года в реестре низкоуглеродных сертификатов зарегистрировались уже 28 участников, десять из которых — производители электроэнергии. По мнению главы «Совета рынка» Максима Быстрова, «механизм только начал работать и будет набирать обороты». Система добровольная, предполагается, что к ней будут подключаться не только возобновляемая энергетика, но и крупные ГЭС и АЭС. Потенциал продаж низкоуглеродной энергии регуляторы оценивают в 400 млрд кВт•ч в год, что составляет чуть менее 40% общероссийской выработки.
Развитие возобновляемой и низкоуглеродной энергетики — не самоцель, это необходимо для озеленения экономики. И зеленые сертификаты — именно тот инструмент, который способен дать обратную связь. Пока основными покупателями низкоуглеродной энергии видятся российские компании, работающие на экспорт. По мере ожидаемого ужесточения углеродного регулирования в мире их способность доказать небольшой объем выбросов при производстве продукции будет существенно сказываться на рентабельности — они смогут избежать дополнительных пошлин при экспорте.
Не случайно отличительной особенностью нынешнего форума «Атомэкспо-2024» стала его полная безуглеродность — все источники энергии являлись зелеными. В рамках демонстрации приверженности данной климатической повестке «Росэнергоатом» и организатор форума — «Атомэкспо» — подписали соглашение о компенсации выбросов парниковых газов, образовавшихся от объема электроэнергии, потребленной в ходе проведения форума.
Десятки миллионов больших и малых потребителей по всему миру покупают энергию из чистых источников, сознательно поддерживая устойчивое развитие, защиту окружающей среды и борьбу с изменением климата. За 2022 год только в рамках четырех крупнейших систем сертификации (в мире их около 150) приобретен 1 трлн кВт•ч чистой электроэнергии, что сопоставимо со всей выработкой в России.