Необхідність переходу до моделей розвитку, які передбачають зростання економіки з одночасним підвищенням рівня енергоефективності та зменшенням викидів парникових газів (Ecological-economic decoupling), яка була зазначена у 2011 р. у звітах програми ООН по навколишньому середовищу, ставить перед країнами світу нові економічні та технологічні виклики, але водночас відкриває перспективи для модернізації економіки, реформування енергетики (включаючи зменшення споживання таких традиційних енергоресурсів, як вугілля та нафта) та підвищення добробуту громадян.
 |
Маєте Телеграм? Два кліки - і ви не пропустите жодної важливої юридичної новини. Нічого зайвого, лише #самасуть. З турботою про ваш час! |
Визнаючи важливість таких змін,Україна у 2016 р. підписала та ратифікувала Паризьку кліматичну угоду про регулювання заходів зі зменшення викидів діоксиду вуглецю та ухвалила у 2017 р. Енергетичну стратегію України на період до 2035 р., яка передбачає забезпечення сталого розвитку української економіки, декарбонізацію та збільшення частки відновлюваних джерел енергії у структурі загального первинного постачання енергії до 25%. Ці цілі до недавнього часу впроваджувалися за допомогою розвитку відновлюваних джерел енергії (далі — ВДЕ), виробництво електричної енергії з яких у минулі роки зазнало швидкого розвитку. Встановлена потужність об'єктів ВДЕ зросла майже у 6 разів, з 1426 МВт у 2017 до 8516 МВт на кінець 2020 р.
Зростання встановленої потужності об’єктів відновлюваної енергетики
(натисніть на зображення для перегляду)
Слід зазначити, що стрімкий розвиток виробництва електричної енергії з ВДЕ поряд з індустрією інформаційних технологій та аграрним сектором був прикладом успішного іноземного інвестування в українську економіку, за допомогою якого були залучені значні кошти (близько 3,7 млрд євро у 2019 р. та близько 1,3 млрд євро у 2020 р.), створено робочі місця (приблизно 45 тис. за 2014–2019 рр.) та закладено підґрунтя для подальшої трансформації української енергетики.
Водночас успішне продовження декарбонізації та сталого розвитку в енергетиці вимагає подальшого зростання долі відновлювальної енергетики, пошуку і впровадження нових видів ВДЕ, розвитку маневрених потужностей, для чого треба використовувати всі наявні можливості та технології. Серед них слід зазначити системи накопичення енергії (Energy Storage) та водневі технології, про можливості застосування яких в енергетиці України піде мова у цій статті.
Системи накопичення енергії
Актуальність розвитку
Мінливий характер сонячної та вітрової енергії, які набули найбільшого поширення серед ВДЕ, впливає на стабільність енергетичних систем. Це потребує їх балансування за допомогою імпорту/експорту електричної енергії або розвитку високоманеврених потужностей чи систем накопичення енергії (далі — СНЕ). Це системи, які дозволяють відкласти споживання електричної енергії до моменту пізнішого, ніж момент її генерації, за допомогою її накопичення. Серед найбільш перспективних видів СНЕ можна виділити системи, які використовують електрохімічні процеси для накопичення енергії акумуляторними або проточними батареями (BESS), або електричну енергію для отримання водню чи інших газів (P2G), які в подальшому можуть використовуватися як паливо для генерації електричної енергії.
В умовах обмежених можливостей імпорту/експорту електричної енергії та енергоносіїв (через технічні, політичні або ринкові умови) СНЕ дозволяють швидко реагувати на потреби енергетичної системи, проводити первинне регулювання, вирівнювання частоти в електричній мережі та оптимально інтегрувати ВДЕ. Більше того, за умов ліквідного ринку СНЕ можуть ефективно використовувати коливання цін на електричну енергію, які є результатом коливання виробітку зі змінних ВДЕ та піків споживання.
Світові тренди розвитку СНЕ підтверджують цю думку. Так, за даними Міністерства енергетики США, передбачається зростання у світі потужності СНЕ, що використовуються для потреб енергосистем, до майже 160 ГВт-год у 2030 р., а витрати на розвиток СНЕ у світі зростуть з $8,6 млрд у 2020 до $30,1 млрд у 2030 р.
Прогноз зростання СНЕ, що використовуються для потреб енергетичних систем
Серед основних гравців на світовому ринку слід виділити США, ЄС та Китай. Тільки у США у 2020 р.:
1) компанія California Edison підписала контракти на встановлення СНЕ потужністю 770МВ/3 080 МВт-год;
2) компанія Pacific Gas and Electric — на встановлення СНЕ потужністю 423МВ/1 692 МВт-год;
3) компанія Hawaiian Electric — на встановлення СНЕ загальною потужністю 3 ГВт-год.
Що стосується ЄС, то серед найбільших проєктів можна відзначити:
1) німецький Netzbooster, який передбачає встановлення СНЕ загальною потужністю 600 МВ;
2) надання допомоги через механізм потужності (capacity mechanism) 253 МВ СНЕ (включаючи 103 МВ проєктів СНЕ компанії Total) Францією;
3) укладення італійським оператором системи передачі Terna договорів зі СНЕ потужністю 230 МВт.
А Китай анонсував встановлення СНЕ потужністю 1,8 ГВ.
Необхідність впровадження СНЕ в Україні
В Україні мінливі типи ВДЕ (тобто вітер і сонце) є джерелом для 96% об'єктів відновлювальної енергетики. За даними українського оператора системи передачі (Укренерго), це створює тиск на стабільність об'єднаної енергетичної системи України (далі — ОЕС України). Так, у 2020 р. у зв'язку з падінням споживання електричної енергії через протиепідемічні заходи Укренерго була вимушена 20 разів подавати команди на розвантаження потужністю від 212–1656 МВт виробникам електричної енергії з ВДЕ для підтримки стабільності ОЕС України. За оцінками Міністерства енергетики України, обсяг обмежень виробників ВДЕ у 2021 р. може сягнути 1,5 млрд кВт-год. Враховуючи викладене, розвиток СНЕ в Україні є невідкладною необхідністю.
На даний момент Укренерго оцінює невідкладну необхідність у системах накопичення потужністю 240 МВт та загальну потребу протягом 2021–2023 рр. у 1500 МВт. Слід зазначити, що з метою впровадження СНЕ Укренерго вже:
- у грудні 2019 р. отримала грант на суму 560 тис. євро для фінансування спільного проєкту з RTE International щодо реалізації першої в Україні СНЕ, в рамках якого планується встановлення СНЕ потужністю 200 МВт (закінчення підготовки ТЕО планується найближчим часом);
- у жовтні 2019 р. підписала меморандум з Європейським банком реконструкції та розвитку щодо спільної реалізації проєкту розбудови мережі накопичувачів енергії потужністю до 220 MВт;
- у жовтні 2019 р. уклала з Міжнародною фінансовою корпорацією консультаційну угоду про технічну допомогу щодо розробки механізму аукціонів для залучення приватних інвесторів, здатних профінансувати розбудову СНЕ в Україні.
Крім того, Укренерго опрацювала потенційні регіони розміщення СНЕ, включаючи, але не обмежуючись ПС 750 кВ «Вінницька» (200 МВт), ПС 330 кВ «Вінницька» (100 МВт), ПС 330 кВ «Кам'янець-Подільська» (50 МВт), ПС 330 кВ «Полтава» (100 МВт), ПС 330 кВ «Миргород» (100 МВт), ПС 330 кВ «Кременчук» (100 МВт).
Правове регулювання СНЕ
Використання СНЕ на даний момент не врегульоване на законодавчому рівні, адже в українському законодавстві відсутнє таке поняття. У Верховній Раді 12 грудня 2019 р. був зареєстрований проєкт закону про внесення змін до Закону України «Про ринок електричної енергії» (щодо енергетичної безпеки, балансування енергосистеми та системи накопичення енергії) №2582 (далі — Законопроект), який на момент написання цієї статті знаходиться на етапі розгляду парламентськими комітетами. Наводимо основні положення Законопроекту:
1. СНЕ визначається як технологічний комплекс, приєднаний до системи передачі чи розподілу з метою відбору, накопичення, у т. ч. шляхом перетворення (фізичні, інерційні, хімічні, водневі та інші технології) раніше виробленої електричної енергії, її зберігання та подальшого відпуску.
2. Передбачається можливість будівництва СНЕ через конкурсні процедури, рішення про проведення яких приймає Кабінет міністрів України на підставі подання Міністерства енергетики України. Переможцю конкурсних процедур держава може гарантувати придбання послуг СНЕ за встановленим тарифом протягом встановленого строку.
3. Ліцензуванню підлягає оператор СНЕ, потужність СНЕ якого більше 5 МВт. Від ліцензованого виробника електричної енергії не вимагається додаткової ліцензії для експлуатації системи накопичення енергії.
4. Укренерго у виключних випадках дозволяється здійснювати експлуатацію лише СНЕ загальною потужністю до 250 МВт.
5. Операторам систем розподілу у виключних випадках дозволяється здійснювати експлуатацію лише СНЕ загальною потужністю до 20 МВт.
6. Виробники ВДЕ можуть використовувати СНЕ та продавати накопичену електричну енергію за «зеленим» тарифом у обсязі, не більшому від виробленої ними на власних електроустановках.
Слід також зазначити, що в Укренерго працює робоча група, яка паралельно до Законопроекту розробляє зміни до Кодексу системи передачі з метою впровадження СНЕ.
Якщо звертатися до європейського досвіду, відповідне регулювання можна знайти у директиві (ЄС) 2019/944 від 5 червня 2019 р. (далі — директива 2019/944) та регламенті (ЄС) 2019/943 від 5 червня 2019 р. Згідно з ними, основними принципами регулювання СНЕ для держав-членів ЕС мають бути:
- поширення принципу анбандлінгу операторів систем передачі та систем розподілу на СНЕ, тобто заборона на одночасне володіння, будівництво, управління та здійснення експлуатації СНЕ відповідними особами;
- впровадження послуг СНЕ на ринкових, конкурентних засадах, тобто уникнення спотворення конкуренції та перехресного субсидіювання СНЕ;
- вільний та недискримінаційний доступ учасників ринку електричної енергії до послуг СНЕ.
Незважаючи на правову невизначеність, імплементація проєктів СНЕ в Україні вже почалася. Так, компанія ДТЕК разом з компанією Honeywell реалізують проєкт по встановленню СНЕ потужністю 1МВ/2.25 МВт-год на Запорізькій ТЕС.
Водневі технології
Водень набуває все більшої популярності та відіграватиме велику роль у збереженні клімату та декарбонізації світових економік через виробництво електричної енергії, застосування у якості палива в транспортній індустрії та використання для накопичення енергії СНЕ. 11 грудня 2019 р. Європейський союз затвердив «Європейський зелений курс», який, серед іншого, виділяє водневу промисловість серед пріоритетних напрямів для розвитку. Слід зазначити, що «Європейський зелений курс» передбачає розвиток саме «зеленого» або «чистого» водню (тобто водню, який виробляється за допомогою ВДЕ).
На виконання завдань «Європейського зеленого курсу» 8 липня 2020 р. була прийнята Воднева стратегія ЄС, яка передбачає, крім іншого, широке впровадження водню як енергоносія та засобу накопичення енергії, а також зростання долі водню в енергетичному балансі Європи до 13–14% у 2050 р. Загальний обсяг інвестицій для реалізації Водневої стратегії оцінюється у 430 млрд євро до 2030 р.
Воднева стратегія ЄС виділяє Україну як одного з пріоритетних партнерів, взаємодія з яким щодо реалізації її цілей заохочується, включаючи наукові досліди, прямі інвестиції у виробництво водню та вільну торгівлю ним. Більше того, Воднева стратегія ЄС передбачає можливість встановлення електролізних установок для виробітку водню потужністю 40 ГВт у країнах східного та південного сусідства ЄС (включаючи Україну). Слід також зазначити, що провідна асоціація у сфері водню Воднева Європа (Hydrogen Europe) запропонувала можливість створення 8 тис. МВт електролізних установок для виробітку водню в Україні до 2030 р., що може привести до 16,6 млрд євро інвестицій в українську економіку.
Основним джерелом струму для електролізних установок є сонячні та вітрові електростанції, піки виробництва електроенергії якими можна направити на виробництво водню. Одеська, Миколаївська, Херсонська та Запорізька області є найбільш перспективними для виробітку «зеленого» водню. Слід зазначити, що водень можна використовувати як пальне для виробітку необхідної електричної енергії або як паливний елемент у транспортних засобах. В ЄС вже оголошено плани з реалізації до 2030 р. 126 проєктів у сфері водневих технологій, а Німеччина оголосила національний план розвитку водневих технологій з бюджетом 7 млрд євро. Такі компанії, як Royal Dutch Shell Plc, BMW, Microsoft Corp та Sinopec, планують збільшити інвестиції у водень у 6 разів до 2025 р. А у США компанія Plug Power вже залучила 1 млрд інвестицій для будівництва 5 заводів з виробництва «зеленого» водню.
Згідно з оцінками Міністерства енергетики України, транспортування водню може використовуватися у довгостроковій перспективі — розподільчі мережі та газотранспортна система України та словацький газовий коридор придатні для експорту водню в ЄС.
З метою створення підґрунтя для досягнення зазначених цілей українські державні органи активно долучаються до розвитку водневих технологій в Україні:
- у листопаді 2019 р. в Міністерстві енергетики України був створений підрозділ з впровадження водневих технологій;
- у червні 2020 р. при Раді національної безпеки і оборони була створена робоча група з питань розвитку водневих технологій;
- Україна планує у рамках долучення до «Європейського зеленого курсу» вступити в Європейський альянс чистого водню (European Clean Hydrogen Alliance).
Поступово зацікавленість у водневих технологіях виявляють і приватні інвестори, зокрема:
- регіональна газова компанія протягом літа-осені 2020 р. провела перший етап водневих випробувань на своїх полігонах у 5 областях України, під час яких моделі газових мереж було випробувано на сумісність з воднем 99% концентрації;
- станом на кінець 2020 р. більше 20 українських компаній вступили в Європейський альянс чистого водню (European Clean Hydrogen Alliance);
- група компаній ДТЕК має намір запустити перші пілотні проєкти з виробництва «зеленого» водню до кінця 2021 р.
Водночас слід зазначити, що регулювання використання водню в Україні є фрагментарним та включає наступні положення:
- водень вважається хімічною речовиною та регулюється ДСТУ2655‑94 Водень;
- експлуатація установок електролізу водню, скоріш за все, буде вимагати отримання дозволу на спеціальне водокористування;
- на даний момент водень вважається небезпечною речовиною, а отже, його виробництво, швидше за все, буде потребувати отримання дозволів на виконання робіт підвищеної небезпеки та на експлуатацію (застосування) машин, механізмів, устаткування підвищеної небезпеки, а також ідентифікації відповідних виробничих потужностей як об'єктів підвищеної небезпеки;
- виробництво водню як хімічної речовини, очевидно, буде вимагати проведення оцінки впливу на довкілля.
Враховуючи викладене, для гармонічного розвитку водневих технологій в Україні найближчим часом необхідно:
- створити концепцію розвитку водневої індустрії в Україні;
- впровадити стандарти та вимоги щодо використання водню в енергетиці, а також щодо його зберігання та транспортування (враховуючи можливості української газотранспортної системи);
- переглянути Енергетичну стратегію України на період до 2035 р., враховуючи положення «Європейського зеленого курсу».
* * *
Враховуючи світові тенденції, Україна має великий потенціал для впровадження СНЕ та водневих технологій. Для цього нам потрібно якнайшвидше встановити чіткий правовий режим регулювання відповідних технологій в енергетиці та створити підґрунтя, яке надасть міжнародним інвесторам впевненість у їх розвитку. Це створить сприятливі умови для залучення інвестицій у ці сфери, реалізації великих міжнародних та місцевих проєктів, розвитку нових ринків та зростання експортного потенціалу України.