Непредвиденные проблемы с переходом Европы на возобновляемые источники энергии

В начале февраля в Европе произошло событие, которое не привлекло такого внимания СМИ, как грандиозные планы Евросоюза по финансированию перехода на экологически безопасные источники энергии, но, возможно, было не менее важным, а, пожалуй, даже более важным. На одной из подстанций в Хорватии произошел сбой, который вызвал перегрузку в некоторых сегментах энергосети, распространившуюся затем за границы страны. Это вызвало эффект домино, который вызвал отключение электричества и сокращение поставок электроэнергии во Францию и Италию. Проблема была довольно быстро устранена, но это лишь вопрос времени, когда возникнут новые чрезвычайные ситуации, подобные этой. Причина сбоя – рост доли возобновляемых источников в энергетическом балансе.

Агентство Bloomberg сообщило об этом инциденте, сославшись на несколько источников в секторе жилищно-коммунального хозяйства Европы. Хотя никто не заявил прямо, что вина за отключение электроэнергии и растущий риск новых сбоев лежит на возобновляемых источниках, очевидно, что изменения в структуре энергетического баланса способствуют росту этого риска.

Проблема связана с частотой переменного тока в энергосети. Нормальное значение частоты – 50 герц. Если частота сильно отклоняется от этого уровня, подключенное к сети оборудование выходит из строя, а за этим следуют перебои в подаче электроэнергии. Стабильная частота обычно поддерживается инерцией, создаваемой вращающимися турбинами, работающими на ископаемом топливе, а также атомными либо гидроэлектростанциями. Поскольку Европа сокращает свои угольные и атомные мощности, эта инерция также снижается, подвергая энергосети повышенному риску отклонения частоты тока.

«Суть проблемы не в росте доли «зеленой» электроэнергии, а в сокращении доли обычных мощностей», – заявил корреспонденту Bloomberg главный специалист по моделированию электроэнергетических сетей в Институте экономики энергетики Кельнского университета.

Это почти то же самое, что заявить, будто это не пандемия разрушает мировую экономику, а недостаточное количество здоровых людей, чтобы поддерживать ее на плаву. Ветровая или солнечная энергетика при всех своих очевидных преимуществах, таких как значительно меньший объем атмосферных выбросов, имеет недостатки, как и любой другой источник. В данном случае речь идет о прерывистом характере генерации энергии. Эта прерывистость не может поддерживать инерцию, необходимую для того, чтобы частота тока в электросети не отклонялась от значения в 50 герц.

Коммунальные службы хорошо знают об этой проблеме. «Вопрос не в том, произойдет ли отключение электричества в некоторых регионах Европы, а в том, когда это случится, – сказал в интервью Bloomberg Стефан Зак, руководитель отдела коммуникаций австрийской коммунальной компании EVN. – Отключение может произойти даже в странах с высокими стандартами безопасности электросетей».

Однако этой проблеме не уделяется достаточно внимания для того, чтобы заставить действовать тех, кто отвечает в данном случае за принятие решений. В сообщении Bloomberg упоминаются такие вещи, как мощности хранения энергии и батареи. Однако батареи на нынешней стадии своего развития не способны заменить инерционные турбины угольных станций, которые поддерживают частоту тока на уровне 50 герц. Они могли бы помочь при временном аварийном отключении, но им не под силу обеспечить электроэнергией миллионы домашних хозяйств и промышленных объектов. Возьмем самую большую аккумуляторную батарею, которая в настоящее время строится в Австралии. Ее мощность составляет 300 МВт/450МВтч, что позволяет питать энергией полмиллиона домашних хозяйств в течение одного часа.

Такие проблемы, как та, что произошла на хорватской подстанции, подчеркивают тот факт, о котором активисты перехода на возобновляемые источники не хотели бы говорить: доля солнечных и ветровых мощностей растет слишком быстро, в то время как мощности, обеспечиваемые за счет ископаемого топлива, слишком быстро сокращаются.

Возьмем для примера Германию: она стремительно сокращает свои атомные и угольные генерирующие мощности. И все же эта страна, флагман перехода к зеленой энергетике в Европейском Союзе, в настоящее время производит больше энергии из каменного угля, чем из ветра. По той простой причине, что ветер не дует постоянно. Кроме того, она сейчас практически не получает энергию от солнечных станций, поскольку сейчас зима, а это значит, что условия для солнечных ферм далеки от оптимальных.

Можно также вспомнить о веерных отключениях электричества в Калифорнии прошлым летом, когда волны необычайной жары обрушились на штат, который получает треть электроэнергии из возобновляемых источников. В тот момент официальные лица отказались признать тот факт, что причина отключений состоит именно в этом, но с признанием или без оного факт остается фактом: генерация электроэнергии на солнечных фермах всегда снижается с заходом солнца, то есть как раз тогда, когда происходит резкий всплеск спроса со стороны домашних хозяйств. В то же время выводя из эксплуатации свои газовые станции, штат не располагал достаточными резервными генерирующими мощностями, чтобы восполнить потерянные поставки.

Вот еще один пример: еще в 2018 году Британия на десять дней осталась без энергии от ветровых электростанций. Почему? Из-за природного явления, которое называется «ветровой засухой» или штилем. Тогда это событие привело к резкому скачку цен на электроэнергию уже на следующий день, и прогнозы, предвещавшие спокойную, безветренную погоду на ближайшие две недели, лишь усугубили проблему. Правительство Британии теперь хочет снабжать ветровой энергией всю страну, что в свете прошлых событий может оказаться несколько рискованным решением.

Возобновляемые источники энергии – великое дело. После того, как они сошли с конвейера, солнечные панели или ветровые турбины не выделяют парниковых газов в течение всего срока эксплуатации. Солнечная энергия, в частности, уже превратилась в доступный способ стать относительно независимым с точки зрения электроснабжения, если человек живет в местности, где много солнечных дней в году.

Однако солнце и ветер рекламируются как готовое решение проблемы выбросов углекислого газа, которая стоит перед всей планетой, в то время как они не являются таким решением. Больше того, универсального решения вовсе не существует. Чем скорее люди, принимающие решения, осознают этот факт, тем скорее они смогут начать работать над тем, как привести в соответствие возобновляемые источники и надежность электросети. В противном случае мы можем увидеть повторение того крайне неблагоприятного явления, с которым столкнулись многие страны советского блока в восьмидесятые годы, – регулярные веерные отключения электроэнергии, длившиеся месяцы или даже годы.

Источник