Поділитись
Український бізнес усе частіше звертається до джерел сталої енергії — як для зниження залежності від імпорту палива, так і для зміцнення енергетичної безпеки в умовах війни з російським агресором. Проєкт Green Energy Help Desk, ініційований Об’єднанням організацій роботодавців України (ООРУ) за підтримки Міжнародної організації праці (МОП) та Уряду Бельгії, допомагає компаніям знайти ефективні рішення для переходу на ВДЕ, мікроенергосистеми та полігенерацію.
Навчання у межах проєкту вже охопило понад 120 учасників з різних регіонів України — це власники, топменеджери, технічні директори підприємств, що шукають стійкі рішення в нових реаліях.
Одним із ключових модулів став блок, присвячений відновлюваним джерелам енергії. Його представив доктор технічних наук, завідувач кафедри ВДЕ КПІ ім. Ігоря Сікорського, експерт проєкту Василь Будько. Учасники активно ставили запитання — від технічних деталей впровадження систем до стратегічних міркувань щодо ролі ВДЕ в майбутньому енергобалансі України.
У цьому матеріалі — найцікавіші запитання й чесні, глибоко обґрунтовані відповіді експерта. Без гасел, з технічними нюансами та практичними прикладами.
- Чи доцільно використовувати скидне тепло стічних вод у теплових насосних системах?
– Однозначно так, це потрібно робити. Скидне тепло — це невикористаний ресурс, який може бути ефективно залучений у системи теплозабезпечення, зокрема через теплові насоси. Та є нюанс: усе залежить від джерела цього тепла — чи воно походить з технологічного, побутового чи виробничого циклу.
І саме це визначає, яку саме технологію доцільно застосовувати для відбору тепла: тип теплообмінників, змійовиків чи іншого обладнання. Наприклад, стічні води з харчової промисловості можуть мати інші характеристики, ніж води з комунальних стоків. Тому підбір системи — завжди інженерно обґрунтований процес. Але як ідея — це абсолютно правильний напрямок.
- Чи можуть сонячні або вітрові електростанції брати участь у первинному або вторинному регулюванні частоти та активної потужності?
– У випадку з вітровими електростанціями — я скептичний. Там є багато технологічних обмежень щодо керованості та прогнозованості виробництва.
А от із сонячною генерацією — є потенціал. Наразі ведеться багато досліджень — як в Україні, так і за кордоном — з метою розробити алгоритми керування, які б зменшували негативний вплив сонячних станцій на енергосистему, зокрема через коливальні режими.
Один із таких підходів передбачає роботу сонячних панелей не в точці максимальної потужності (Maximum Power Point, MPP), як це зазвичай відбувається, а на 10–15% нижче цієї точки. Завдяки цьому станція отримує певний резерв потужності, яким можна оперативно керувати — збільшувати або зменшувати генерацію в залежності від потреб енергосистеми. Це дозволяє СЕС брати участь у регулюванні та покращує їхню інтеграцію в баланс енергомережі.
- Чи мають плавучі сонячні елекстростанції негативний вплив на водний об'єкт?
– Якщо ми говоримо про водосховища, то загалом — ні, негативного впливу немає. В Україні є багато водосховищ, зокрема каскад Дніпровських ГЕС — це серйозний потенціал для розміщення плавучих сонячних електростанцій.
Втім, технічні виклики залишаються. Наприклад, що відбудеться з платформою, коли водосховище замерзатиме взимку? Як конструкція поводитиметься при розширенні льоду, чи не призведе це до її пошкодження? Такі ризики потрібно враховувати на етапі проєктування.
З точки зору впливу на якість води чи водні екосистеми – сонячні електростанції не створюють суттєвих загроз. Це вже підтверджено практикою в інших країнах.
До речі, раніше також обговорювалось питання будівництва ВЕС мегаватного класу поблизу водосховищ — з дотриманням відповідних санітарних і технічних відстаней. Таких проєктів поки не реалізовано, але попередні оцінки свідчать, що ані сонячні, ані вітрові станції не мають негативного впливу на водні об’єкти, за умови дотримання технічних норм
- Підскажіть, чи є напрацювання на альтернативу акамуляції LeFeFO4? Є зараз щось краще?
– Наука не стоїть на місці. Постійно розробляються нові технології зберігання енергії, і це стосується не лише хімічного складу акумуляторів, а й конструкції, розміру частинок, параметрів електродів тощо. Переважна більшість таких рішень поки перебуває на стадії лабораторних досліджень.
У промисловому масштабі поки що замінника LiFePO₄ немає. Проте в наукових колах триває активна робота над більш ефективними, дешевими та безпечними системами зберігання енергії.
Тобто перспективи є – і вони обов’язково реалізуються, але для цього потрібен час, експериментальна перевірка й масштабованість.
- Осади стічних вод (після належного зневоднення) мають значний енергетичний потенціал?
- Так, такий потенціал безумовно існує. Осади після очищення стічних вод можуть бути джерелом біогазу, що використовується для виробництва електроенергії та тепла. Це практикується у багатьох країнах світу.
Але проблема в тому, наскільки це реалізовано у нас, в Україні. Візьмімо, наприклад, Бортницьку станцію аерації в Києві. Вона обслуговує все місто, і там зосереджена величезна кількість осаду. Протягом останніх 15 років різні інвестори неодноразово пропонували побудувати біогазову станцію, але жоден проєкт не був реалізований.
Причина – у непрозорих умовах. Як тільки доходить до справи, з’являються умови, які відлякують інвесторів. У певний момент вони просто відмовляються вкладати гроші. А поки немає чітких і справедливих правил на рівні державної політики, про системне впровадження таких рішень говорити не доводиться.
Особливо складно це питання реалізовувати через взаємодію з органами місцевого самоврядування. Кожна міськрада має власний підхід, і часто це не сприяє ефективній реалізації таких інфраструктурних енергетичних проєктів.
- Як на рахунок мініГЕС у Карпатах? Справа в тім, що квазіекологи таке заводять про мініГЕС…
- У Карпатському регіоні справді багато гірських річок, які мають потенціал для будівництва малих ГЕС. Це природна перевага, яку цілком можна було б використати для розвитку місцевої генерації та децентралізованого енергопостачання.
Але водночас є ціла низка бар’єрів, які суттєво гальмують ці проєкти. Насамперед ідеться про дозвільні процедури – отримати всі необхідні документи вкрай непросто. Значну роль у цьому відіграє екологічна експертиза, яка обов’язкова для таких об’єктів. Мала ГЕС — це не просто гребля, це складний інженерний і природоутворюючий об’єкт, і оцінюється він з великою увагою.
Особливо проблематичним стає будівництво, якщо мова йде про території, що входять до природоохоронних зон. Тут виникає конфлікт між інтересами енергетики та охороною довкілля. Тому потенціал є, а реалізація наразі обмежена.
- Чому не розглядають Десну для будівництва ГЕС?
– Причина – в гідрологічних особливостях самої річки. Десна – це рівнинна річка з дуже широкими заплавами. У періоди весняного розливу вона виходить на великі площі, які називають поймами. Це природна властивість, і саме вона є головним бар’єром для гідробудівництва.
Будь-яка гребля тут неминуче призвела б до масштабного затоплення територій. Йдеться про сільськогосподарські землі, лісові масиви, населені пункти. Для порівняння: на Дніпрі, де вже існує каскад із п’яти ГЕС (раніше було шість), свого часу під водою опинились величезні площі, а тисячі людей були відселені.
У сучасних умовах, коли в Україні значно підвищилися стандарти екологічної оцінки і врахування думки громад, реалізувати такий масштабний проєкт майже нереально. Саме тому ідея будівництва ГЕС на Десні наразі навіть не розглядається – через неприйнятність затоплення і високу екологічну чутливість регіону.
- Кажуть, що ВЕС на високогір'ї – полонинах знищує птахів. Хіба це можливо?
- Це поширений стереотип, який не зовсім відповідає дійсності. Найчастіше він стосується малопотужних вітроустановок із високою швидкістю обертання лопатей. У таких конструкціях ризик для птахів дійсно є вищий. Але сучасні вітроустановки мегаватного класу мають зовсім інші характеристики. Залежно від типу, вони обертаються зі швидкістю лише 16–20 обертів на хвилину — це досить повільно. Я особисто бачив відео, де птахи спокійно пролітають між лопатями і не мають жодної загрози.
До того ж, за даними орнітологів, основна загроза для птахів – це зовсім не вітряки. Від автомобільного транспорту гине в рази більше птахів. Із цим погоджується більшість дослідників у світі. Тому звинувачувати саме ВЕС у значному впливі на популяцію птахів — не зовсім коректно.
- Чи є економічно обґрунтоване співвідношення потужності СЕС до емності ESS? Чому рекомендаційний коефіцієнт 0,25? При ньому термін окупності системи перевищує 7 років.
- Я не знаю, звідки взялися такі рекомендаційні коефіцієнти — 0,25, наприклад. Це, м’яко кажучи, "пальцем у небо".
Універсального, заздалегідь встановленого співвідношення між потужністю СЕС і ємністю ESS не існує і не може існувати. Ємність акумуляторної батареї має розраховуватись виключно на основі конкретного аналізу інтенсивності сонячного випромінювання в заданій локації, а також на основі реальних спостережень і прогнозів роботи станції.
Тільки після такого аналізу можна говорити, яку енергію потрібно акумулювати і на яку ємність розраховувати ESS. Без цього будь-які узагальнення на кшталт "0,25 від встановленої потужності" — не мають практичного сенсу. І тим більше — не можуть бути основою для оцінки окупності, яка справді може перевищувати 7 років, якщо зробити неправильні вихідні припущення.
- Чи впливає теплове забруднення АЕС на собівартість виробленої електрики? Бо фактично АЕС є конкурентом ГЕС і ВЕС по декобарнізації
- Собівартість електроенергії для кожної електростанції унікальна й залежить від витрат на реалізацію проєкту. Але тут є один важливий момент: коли мова йде про собівартість електроенергії з АЕС, зазвичай рахують лише вартість палива. А витрати на будівництво самої атомної станції – а це мільярдні вкладення – часто просто не беруть до уваги. Це серйозна методологічна помилка.
Тому твердження, що електроенергія з АЕС є найдешевшою — це міф. Насправді, за сьогоднішніми оцінками, найдешевша електроенергія — це та, що виробляється на фотоелектричних станціях.
Щоб зрозуміти масштаб відмінностей у капітальних затратах, можна порівняти вартість встановленої потужності на різних типах генерації:
l АЕС — близько 6 000–6 500 доларів за 1 кВт встановленої потужності.
l ГЕС — 3 000–4 000 доларів за 1 кВт.
l ВЕС — 1 800–2 000 доларів, залежно від класу турбін.
l ФЕС — від 800 до 1 200 доларів за 1 кВт, залежно від місця розташування.
Тобто, атомна енергетика є найдорожчою за капітальними витратами, і навіть без урахування витрат на утилізацію відпрацьованого палива та майбутню дезактивацію об’єктів. Тому в контексті декарбонізації атомна енергія — не панацея, а лише один із дорогих інструментів, який до того ж має власні екологічні й технічні обмеження.
- Який енергетичний потенціал України?
- Енергетичний потенціал України – 5 трильйонів кВт·год на рік
В Україні постійно оновлюються та вдосконалюються розрахунки щодо потенціалу відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). За останніми оцінками, загальний технічний потенціал усіх ВДЕ в Україні становить близько 5 трильйонів кіловат-годин електроенергії на рік. Це — колосальний обсяг, який суттєво перевищує потреби нашої держави в електроенергії. Тому логічним напрямом розвитку ВДЕ є не лише забезпечення внутрішніх потреб, а й експорт енергії до сусідніх країн та країн ЄС.