Енергетичний острів Харкова: чому столиці слід вивчити досвід міста, що знаходиться поблизу фронту.

Цю тему обговорили з енергетичним фахівцем Українського інституту майбутнього Станіславом Ігнатьєвим.

Внаслідок зосереджених атак супротивника на енергетичну інфраструктуру, Київ опинився на межі гуманітарної катастрофи. Міський голова Віталій Кличко закликав мешканців, якщо є така можливість, покинути місто. Як приклад для київської влади була наведена ситуація в Харкові. Це місто, розташоване всього за 30 км від лінії фронту, змогло створити ефективну систему життєзабезпечення, яка функціонує навіть під час постійних ракетних обстрілів та атак з повітря.

Перший удар по об'єкту енергетичної інфраструктури в Україні відбувся 25 вересня 2022 року, коли постраждала Харківська ТЕЦ-5. Це сталося на початку опалювального сезону, і місто залишилося без надійного електро- та теплопостачання, оскільки Харківська ТЕЦ-5 разом із Київською ТЕЦ-5 є одними з найбільших теплоелектроцентралей у країні. Внаслідок цього було ухвалене важливе рішення про поділ міста на так звані теплові райони. Це означало, що кілька кварталів або мікрорайонів отримали нові або модернізовані системи теплопостачання. Завдяки міжнародним програмам технічної допомоги та міському бюджету Харкова було придбано численні сучасні газові котли для оновлення котелень і когенераційних установок, що забезпечили виробництво як теплової, так і електричної енергії.

Крім того, була проведена модернізація системи електропостачання об'єктів критичної інфраструктури, зокрема, теплокомуненерго і водоканалу. Наприклад, у 2024 році Харківський водоканал провів тендерів на 2,2 млрд грн для того, щоб закупити когенераційні установки, які виробляють і теплову енергію, і електричну енергію для забезпечення насосної групи водоканалу, щоб кожен харків'янин мав стабільне водопостачання. Також, що кияни тільки зараз почали відчувати - це відведення рідких нечистот, тобто каналізації. Ми бачимо зараз, що в найбільших житлових комплексах в Києві, як "Манхеттен", потім на Лесі Українки... Я на власні очі бачив як розривається від морозів система каналізації, бо не працює насосна група і не відводяться такі "чистоти" з житлової забудови.

Харків зміг перейти на режим енергетичного острова завдяки впровадженню точкових елементів у своїй інфраструктурі. Наразі тривають проекти, спрямовані на створення максимально децентралізованих систем електрогенерації. Це компактні модульні електростанції, що функціонують за принципом когенерації, забезпечуючи і теплову, і електричну енергію з використанням природного газу або дизельного пального. Харків є яскравим прикладом того, як міська влада реагує на запити населення, прагнучи до енергетичної незалежності. Це одне з перших міст, яке реалізує концепцію енергетичного острова.

Якщо я вірно розумію, режим енергоострова забезпечує функціонування комунальних служб міста та надає централізоване тепло- і водопостачання для житлових будинків. Проте, графіки відключення електроенергії для населення все ще залишаються в силі?

Вважаю, що рішення, ухвалене на рівні Кабінету Міністрів щодо Харкова як прифронтового міста, не обійшлося без впливу міського голови. Це рішення дозволяє зберігати електропостачання для побутових споживачів, за умови відсутності аварійних ситуацій, що сприяє підтриманню більш-менш комфортних умов життя для мешканців під час постійних обстрілів. Отже, у Харкові вимкнення електрики для побутових споживачів (не для бізнесу) можливе лише в разі аварійних ситуацій, викликаних обстрілом або перевантаженням електромереж.

Яка ж тепер чисельність населення Харкова? Кажуть, що Київ і Харків не слід порівнювати, адже в цих містах різна кількість мешканців, що призводить до різного рівня навантаження...

Є люди, які як я живуть у Києві, але у мене прописка харківська. Тому у Києві населення рахується за кількістю домоволодінь, тобто квартир і приватних будинків. У Києві це 2,2 млн людей за різними оцінками населення. В Харкові до війни було 1,4, - 1,6 млн. Наразі, за словами Харківської міської ради, в місті мешкає трішки більше мільйона. Тобто Харків фактично у два рази менший за кількістю населення є зараз, як Київ.

Чи можливо, щоб енергетична система у вигляді острова з автономними тепловими районами функціонувала в Києві або Одесі?

Звичайно. Ми можемо навести яскраві приклади з інших міст, таких як Житомир і Хмельницький. Якщо ж звернути увагу на менші населені пункти, варто згадати Чортків у Тернопільській області та Долину в Івано-Франківській області, які також розвиваються в тому ж напрямку.

Житомир та Хмельницький почали таку систему будувати ще до повномасштабного вторгнення. А Харків, який мав велику власну централізовану теплогенерацію, не ставив це у пріоритети. Однак війна змусила переглянути пріоритети, тому тепер ці проєкти активно впроваджуються.

Бюджет Києва, на вигляд, в п'ять або шість разів перевищує бюджет Харкова в умовах повномасштабної агресії, тому існує можливість реалізувати це за рахунок міських коштів та за підтримки міжнародної технічної допомоги.

Врешті-решт, для мера Києва це значно легше, оскільки всі посольства зосереджені в столиці. У той же час, мер Чорткова змушений проводити по два дні в Києві, щоб відвідати посольства, різні благодійні організації та фінансові установи, з метою залучення ресурсів для свого міста. Отже, Київ має значно більше можливостей — як фінансових, так і адміністративних, а також територіальних — для реалізації подібних проєктів. Головне — це бажання і наявність команди, здатної втілювати ці ідеї в життя.

Я мала бесіду з заступником мера Хмельницького щодо їхнього досвіду впровадження когенераційних установок. Він зазначив, що всі їхні успіхи стали можливими завдяки міжнародним партнерам і, попри труднощі з центральною владою. Адже придбати та доставити когенератор – це лише перший етап, а потім треба ще під'єднати його до існуючої системи та отримати всі необхідні дозволи...

Ситуація в Україні наразі покращилася. Наприклад, раніше процес отримання дозволів та підключення когенераційних установок до газорозподільних мереж міг тривати до шести місяців. Але нещодавно НКРЕКП запровадила спеціальну постанову, яка обмежує цей термін до 30 календарних днів. Щодо підключення до мереж, то раніше технічні умови видавалися і узгоджувалися протягом тривалого часу. Тепер обленерго зобов'язане надати технічні умови, якщо підключення можливе, протягом двох робочих днів, а Укренерго має також протягом двох робочих днів дати свою згоду або відмовити.

У Хмельницькому активно реалізується проект зі створення власних електромереж, які з'єднують котельні. На деяких великих котельнях вже впроваджено когенераційні установки, але для малих котелень їх використання є економічно недоцільним. Тому місто вирішило прокласти власні електричні мережі, щоб зменшити залежність від постачальників електроенергії.

Чи є можливість встановлення когенераційних або газопоршневих установок у всіх регіонах, враховуючи необхідність доступу до газу певного тиску? І в кінцевому підсумку, яка кількість газу буде потрібна для забезпечення цієї генерації?

Ми провели дослідження у співпраці з місцевими радами та відповідними асоціаціями, яке показало, що Україні необхідно 3,8 ГВт когенераційних установок. Це відповідає приблизно потужності Рівненської атомної електростанції. Відзначено, що для реалізації цієї когенерації потрібно буде витратити додатково 3,5 млрд м³ газу. Хоча я не можу коментувати питання газу, я звертався до як приватних, так і державних компаній, і вони висловили впевненість, що у 2023-2024 роках зможуть наростити видобуток. Отже, проблема забезпечення газом не є критичною. Звичайно, створення розподіленої мережі - це завдання, яке потребує часу, але це безсумнівно є перспективним напрямком.

Щодо нашої газової інфраструктури, то вона досить розвинена. Для підключення когенераційних установок необхідна мережа з тиском 3,5 бар, що відповідає стандартам міських систем. Головним аспектом є забезпечення необхідних обсягів газу. Крім того, ми активно працюємо над проєктами з виробництва біометану — газу, отриманого з відходів сільського господарства. Сподіваюся, що після завершення війни обсяги видобутку газу зростуть як у державному, так і в приватному секторах.

Досвід міст Чортків і Долина демонструє, що розподілену генерацію електроенергії можна реалізувати на основі сонячних електростанцій. Долина, яка є центром видобутку нафти, також має в наявності супутні гази, що виникають в процесі видобутку. Ці населені пункти створюють власні генераційні потужності, які орієнтовані на потреби соціальної інфраструктури. Це означає, що в разі обмежень з боку обленерго для домогосподарств чи промислових підприємств, соціальна сфера отримує електроенергію завдяки власним джерелам генерації.

Сьогодні спостерігається тенденція, що вартість одного кіловата сонячної електроенергії вже перевищує комерційні тарифи. Наразі ціна електроенергії для бізнесу складає понад вісім гривень за кіловат, що є дорожчим за витрати на сонячну енергію, якщо врахувати інвестиції та терміни окупності сонячних електростанцій. Це змушує компанії, такі як "Епіцентр", "Нова пошта" (яка навіть створила підрозділ "Нова енергія") та ОККО, зводити власні сонячні електростанції. Вони доводять, що виробництво сонячної енергії є економічно вигіднішим, а також забезпечує більшу автономію і незалежність від зовнішніх постачальників електрики.

Якою мірою в Україні прогресують технології зберігання енергії? Чи можемо сподіватися на появу електричних станцій накопичення, подібних до мереж автозаправних станцій, у відповідь на постійні атаки на нашу енергетичну інфраструктуру?

Поділюся цікавою інформацією. Ми саме завершуємо наше дослідження щодо постачальників обладнання для зарядних станцій.

Сьогодні в українських домівках налічується пів гігавата зарядних станцій. Мова йде не про павербанки, а про справжні зарядні станції, такі як EcoFlow. Це можна порівняти з потужністю половини атомного реактора, яка доступна українцям у їхніх квартирах.

Минулого року ринок насправді отримав новий імпульс у розвитку промислових акумуляторів та накопичувачів енергії. Компанія Укренерго розпочала проведення аукціонів на так звані допоміжні послуги, що сприяють балансуванню енергосистеми, зокрема регулюванню частоти в мережі. У результаті, протягом минулого року було введено в експлуатацію 282 МВт нових потужностей накопичувачів електричної енергії, які переважно розташовані в чотирьох областях України: Львівській, Київській (без міста Київ), Дніпропетровській та частково в Чернігівській. Найбільша частка з цих потужностей, а саме 200 МВт, належить проектам компанії ДТЕК, які реалізовані в різних регіонах. Ці накопичувачі успішно інтегровані в об'єднану енергосистему країни.

Вони демонструють високу ефективність, оскільки у нас є надлишок електроенергії. Однак не завжди вдається постачати цю енергію побутовим споживачам через пошкодження, які зазнали підстанції Укренерго, а також обленерго в прифронтових зонах, Києві та Київській області. Накопичувачі електричної енергії можуть купувати її за вигідними цінами вночі або в періоди профіциту, а в години пікових навантажень, як ранком, так і ввечері, постачати енергію в мережу. Ці проєкти показують відмінні результати. Очікується, що до кінця року ми досягнемо близько 600 МВт встановлених потужностей для накопичення енергії.

Окрім цього, всі роздрібні торговці, логістичні центри та поштові сервіси, що обладнують сонячні електростанції на своїх дахах, тепер регулярно інтегрують системи накопичення енергії. Це дозволяє їм забезпечувати стабільне електропостачання не лише протягом дня, а й у ранкові та вечірні години.

Загалом накопичення електроенергії - це високовартісні послуги, тож їх встановлення достатньо швидко окуповується. От ви, наприклад, маєте сонячну станцію. У 2030 році закінчується зелений тариф, ви вийшли у вільний ринок і вам невигідно вдень продавати електричну енергію, оскільки вона достатньо дешево вартує. А в ранкові і вечірні години, коли ваша сонячна станція працює неефективно, електрична енергія є набагато дорожчою. Тож вам вигідніше вдень накопичити електричну енергію у ваших промислових павербанках, і продавати її в ті години, коли вона найдорожча.

Крім того, навіть після завершення війни дефіцит енергетичних потужностей залишиться актуальним. Нам потрібно буде адаптуватися до життя в умовах, коли генератори стануть невід’ємною частиною нашої інфраструктури протягом наступних трьох-п'яти років. Відновлення теплоелектростанцій не відбувається швидко, і не завжди виправдано вкладати кошти в модернізацію тих станцій, що працюють з низьким коефіцієнтом корисної дії 16-18%. Натомість, можна здійснити інвестиції в газопоршневі установки, які здатні стати ефективною альтернативою для великих теплоелектроцентралей, які зазнали значних ушкоджень. Таким чином, майбутнє за децентралізованими джерелами енергії. Агресор змушує нас швидко переходити до процесів декарбонізації та екологічного переходу, що є загальносвітовою тенденцією.