Аналіз затвердженої „Енергетичної стратегії України на період до 2030 р”Гелетуха Г.Г., к.т.н., ІТТФ НАН України, НТЦ „Біомаса” (geletukha@biomass.kiev.ua) Спробуємо проаналізувати прийняту стратегію з точки зору кількох ключових питань. 1. Яке споживання паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) прогнозується в Україні в 2030 р? Прогноз споживання ПЕР в 2030 р оснований на прогнозі зростання ВВП України в 3.1 раза (з 413.9 млрд грн у 2005 р. до 1286. 2 млрд грн. у 2030 р. – Рис. 1., стор. 10 стратегії). Рис.1. Прогноз обсягів виробництва ВВП, млрд. грн. (ціни 2005 р.)Це значить, що прогнозується середньорічний ріст ВВП протягом цих років у 4.9%/рік. На нашу думку, це досить оптимістичний показник, який в свою чергу може привести до завищеного прогнозу споживання ПЕР у 2030 р. Але припустимо, що такий ріст ВВП (у 3.1 рази) дійсно відбудеться до 2030 р. Згідно базового сценарію прогнозного розвитку паливно-енергетичного комплексу України на період до 2030 р., споживання первинних енергоресурсів становитиме 302.7 млн т у.п. у 2030 р. (Рис. 2). Тобто заплановано ріст споживання ПЕР у 1.51 рази. Рис. 2. Прогноз динаміки споживання первинних ресурсів, рівнів структурного та технологічного енергозбереження до 2030 року, млн. т у.п. (базовий сценарій)Такий рівень споживання ПЕР у 2030 р означатиме, що енергоємність ВВП знизиться у 2030 році в 3.1/1.51=2.05 рази. По даним, приведеним в самій стратегії (Рис.3), енергоємність ВВП в Україні становить 0.89 кг у.п./$ США (по купівельній спроможності). Тоді у 2030 році вона складатиме 0.89/2.05 = 0.43 кг у.п./$ США (ПКС). Для порівняння цей показник для Польщі у 2005 р. становив 0.34 кг у.п./$ США (ПКС). Тобто, стратегія ставить за мету мати енергоємність ВВП України у 2030 році значно вище ніж, наприклад, Польща вже має у 2005 р! Рис.3. Енергоємність ВВП країн світу, кг у.п./$ США (ПКС) (стор. 8 стратегії).(*Key World Energy Statistics, 2003, 2004) Інакше як консервацією існуючого положення речей з відставанням України з ефективного використання енергії ці проектні цілі назвати важко. Чому б не поставити за мету досягти в Україні енергоємності ВВП в 2030 р такої, що досягнута в Польщі в 2005 р – 0.34 кг у.п./$ США (ПКС)? Не вважаємо це за якесь фантастичне завдання. За ці 25 років Польща ймовірно ще знизить цей показник до рівня країн Західної Європи, але, принаймні, відставання України при цьому скоротиться. Тоді прогноз споживання ПЕР в Україні в 2030 р становитиме: 200.6 * 3.1*0.34/0.89=237.5 млн т у.п. (а не 302.7 як заплановано у стратегії). Це на 65.2 млн т у.п. менше ніж закладено у стратегії! До речі, практично стільки ж (64.78 млн т у.п.) відводиться у загальному балансі ПЕР на 2030 р атомній енергетиці з її 24 на той момент блоками. Тобто, якщо ми вийдемо у 2030 р. на рівень енергоємності ВВП у 0.34 кг у.п./$ США (ПКС), ми можемо відмовитись від будівництва 22 нових блоків АЕС, що заплановані до запуску в Україні до 2030 р згідно стратегії. Вважаємо, що у стратегії закладено неприпустимо високий рівень енергоємності ВВП, що консервує відставання України з ефективного використання енергії на найближчі десятиріччя. ^ 2. Які види енергії будемо виробляти?В стратегії закладено пріоритетний ріст генерації і споживання електроенергії в порівняння з споживанням інших видів енергії. Так, ріст споживання ПЕР заплановано у 1.51 рази (Рис. 2). Ріст же генерації і споживання електроенергії заплановано у 2.22 рази (Рис. 4). А ріст виробництва електроенергії на АЕС – в 2.47 рази (з 88.8 до 219.0 млрд кВт*год/рік). Рис. 4. Виробництво електроенергії по роках (згідно стратегії). Якщо б ріст виробництва електроенергії відбувався пропорційно росту споживання ПЕР, тобто у 1.51 рази – тоді в 2030 році необхідно було б планувати виробництво 285.7 0 млрд кВт*год/рік (а не 420.1), тобто на 134.4 млрд кВт*год/рік менше. В перерахунку це електроенергія від 12 нових блоків АЕС потужністю 1500 МВт кожний: 12*1500 МВт* 8700 год/рік* 0.85= 133.1 млрд кВт*год/рік. Тобто, якщо б ріст виробництва електроенергії відбувався пропорційно росту споживання ПЕР в Україні можна було б не будувати 12 нових блоків АЕС потужністю 1500 МВт кожний! ^ 3. За рахунок чого забезпечимо значний приріст виробництва електроенергії? Згідно стратегії в Україні в 2030 р буде працювати 24 блоки АЕС (14 нових, 8 – продовжена експлуатація, 2 існуючих). Загалом планується будівництво 22 нових блоків АЕС: 2 додаткових на ХАЕС (2000 МВт), 9 заміщуючих існуючі (10500 МВт) і 11 на нових площадках (16500 МВт). Крім того більше ніж вдвічі планується збільшити частку вугілля в енергетичному балансі країни (з 43.5 млн т у.п. у 2005 р до 101.0 млн т у.п. у 2030 р). Переважну більшість вугілля планується використати для виробництва електроенергії. ^ 4. Хто буде споживати значний приріст виробництва електроенергії? В стратегії заплановано 25 млдр кВт*год/рік електроенергії направити на експорт (стор. 25 стратегії) і близько 100 млдр кВт*год/рік – використати на електроопалення (перерахунок авторів по даним стратегії). Якщо пам’ятаєте, ми вже рахували, що це еквівалентно роботі понад 11 нових блоків АЕС потужністю 1500 МВт кожний. Тобто, згідно стратегії, 2 нових блоки будуть працювати виключно на експорт, а 9 – на електрообігрів! ^ 5. Скільки коштуватиме стратегія? Для порівняння ефективності капіталовкладень в різні напрямки розвитку енергетичного сектору України до 2030 р будемо використовувати дані самої ж стратегії. Так, запланований розвиток атомної енергетики до 2030 р. потребує наступних капіталовкладень: ядерна енергетика 208.2 млрд грн ядерно-паливний цикл 21.7 млрд грн Разом: 229.9 млрд грн.При цьому планується, що атомна енергетика забезпечить 64.78 млн т у.п. в енергетичному балансі в 2030 р. Тоді питомі капіталовкладення на 1 т у.п. забезпечену в балансі складатимуть: 229.9/64.78=3.55 тис грн/т у.п. Аналізуючи дані розділу про енергозбереження стратегії бачимо, що на заплановане „економічно доцільне галузеве технологічне енергозбереження” в обсязі 175.93 млн т у.п. у 2030 році плануються капітальні витрати у розмірі 98.8 млрд грн. Тоді питомі капіталовкладення на 1 т у.п. скорочення в енергобалансі складатимуть: 98.8/175.93=0.56 тис грн/т у.п. (в 6.3 рази менше ніж для атомної енергетики). При цьому „скорочена” в енергобалансі т у.п. за рахунок енергозбереження не потребує ніяких експлуатаційних витрат на відміну від АЕС, які ще потребують значних витрат на паливо, експлуатацію та захоронення відпрацьованого палива. До речі, на впровадження парку котлів для спалювання твердої біомаси необхідно 2.34 млрд грн (Табл. 1, дані авторів), які замістять природного газу на 5 млрд м3/рік (5.97 млн т у.п./рік). Тоді питомі капіталовкладення на 1 т у.п. забезпечену в балансі складатимуть: 2.4/5.97=0.4 тис грн/т у.п. (у 8.9 рази менше ніж для атомної енергетики). Тобто, атомний шлях розвитку енергетики України програє шляху енергозбереження і розвитку ВДЕ суто по економічних показниках. Табл. 1. Потенціал українського ринку котлів на біомасі і торфі для першочергового впровадження (реально освоїти до 2015 р). Тип обладнання Приблиз- на ємність ринку України, од. Встанов-лена потуж-ність, МВтт Період експлуатації, год/рік Заміщення при-родного газу, млрд. м3/рік Зниження викидів СО2*), млн т/рік Інвестиційні витрати, млн. грн Опалювальні котельні на деревині, 1...10 МВт 500 500 4400 0,26 0,51 100 Промислові котли на деревині, 0.1...5 МВт 360 360 6000 0,24 0,46 72 Побутові котли на деревині, 10...50 кВт 53000 1590 4400 0,84 1,65 318 Фермерські котли на соломі, 0.1...1 МВт 15900 3180 4400 1,67 3,27 954 Опалювальні котельні на соломі, 1...10 МВт 1400 2800 4400 1,47 2,88 840 Опалювальні котельні на торфі, 0.5...1 МВт 1000 750 4400 0,52 1,03 150 ВСЬОГО 72160 9180 5,00 9,81 2434 *) в порівнянні зі спалюванням природного газуЗагальна теплова потужність цього біоенергетичного обладнання складає понад 9000 МВт, що дає можливість замістити до 5,0 млрд. м3/рік споживання природного газу і зменшити викиди СО2 майже на 10 млн т/рік. Вважаємо за реальне досягти повного впровадження цієї кількості котлів на твердій біомасі до 2015 р. При питомих інвестиційних витратах 200 грн/кВт для котлів на деревині і торфу і 300 грн/кВт для котлів на соломі вартість обладнання, що необхідне для реалізації запропонованої концепції, становить 2.4 млрд грн. Якщо порівняти ці капіталовкладення з коштами, заощадженими на скороченні споживання природного газу (550 грн/1000 м3 5.0 млрд м3/рік = 2.75 млрд грн/рік), то видно, що річна економія коштів на придбання природного газу вище, ніж вартість всього парку котлів запропонованої концепції. Важливо, що ця економія буде повторюватися із року в рік. ^ 6. Який енергетичний баланс нам пропонується? Структура споживання первинних ресурсів в Україні (базовий сценарій) приведено в Табл. 2.Табл. 2. Структура споживання первинних ресурсів в Україні, базовий сценарій (по даних стратегії) Ресурси 2005 р. 2030 р. млн. т у.п. % млн. т у.п. % Природний газ 87.9 43.8 56.9 18.8 Вугілля 43.5 21.7 101.0 33.4 Нафта 25.7 12.8 34.0 11.2 Інші види палива (метан вугільних родовищ, біомаса, біогаз, торф, тощо) 11 5.5 16.8 5.6 Теплова енергія довкілля 0.2 - 22.7 7.5 Виробництво електроенергії без витрат органічного палива, всього В тому числі: ГЕС та ГАЕС АЕС 32.03.8928.11 15.9 1.914.0 70.95.564.78 23.4 1.821.4 Виробництво теплової енергії на АЕС 0.3 0.2 0.4 0.1 Всього 200.6 100 302.7 100 Зупинимось на питанні долі в балансі нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії (НВДЕ). Вона складає: 16.8 + 22.7 = 39.5 млн т у.п. (тобто 13% від загального споживання ПЕР) у 2030 р. Розділ 7.3. стратегії „Потенціал розвитку нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії” по іншому оцінює загальний вклад НВДЕ. Він прогнозує, що частка НВДЕ в загальному паливно-енергетичному балансі країни може зрости до 57.73 млн т у.п. (19% від загального споживання ПЕР) на рівні 2030 р (Табл. 3). Тоді незрозуміло, де ці 57.73 млн т у.п. „сховані” у структурі споживання ПЕР (Табл. 2) – там можна знайти максимум 39.5 млн т у.п. Схоже, що 18.23 млн т у.п. НВДЕ недовраховані в сумарному балансі ПЕР. Якщо їх врахувати, то на цю ж цифру можна було скоротити вклад АЕС – а це знову ті ж 12 нових блоків, які можна не будувати. Табл. 3. Показники розвитку використання НВДЕ за основними напрямками освоєння (базовий сценарій), млн. т у.п./рік Напрями освоєння НВДЕ Рівень розвитку НВДЕ по роках 2005 2010 2020 2030 Позабалансові джерела енергії, всього. 13,85 15,96 18,5 22,2 у т.ч. шахтний метан 0,05 0,96 2,8 5,8 Відновлювані джерела енергії, всього, у т.ч. 1,661 3,842 12,054 35,53 Біоенергетика 1,3 2,7 6,3 9,2 Сонячна енергетика 0,003 0,032 0,284 1,1 Мала гідроенергетика 0,12 0,52 0,85 1,13 Геотермальна енергетика 0,02 0,08 0,19 0,7 Вітроенергетика 0,018 0,21 0,53 0,7 Енергія довкілля 0,2 0,3 3,9 22,7 Всього 15,51 19,83 30,55 57,73 Окреме питання викликає запланований ріст використання „Енергія довкілля” до 22.7 млн т у.п., що передбачає широке впровадження теплових насосів. Очевидно, що електроенергія для роботи цих теплових насосів буде забезпечена нарощеними потужностями АЕС. Виникає два питання з цього приводу: 1) чи взагалі можна рахувати цю енергію як відновлювану – на нашу думку ні. 2) Чи справді так багато енергії довкілля може бути залучено в наш баланс в 2030 р? Для орієнтування в цьому питанні подивимось на офіційну статистику і плани застосування теплових насосів в ЕС-15. Для порівняння, у Білій Книзі (White Paper) плану розвитку ВДЕ у країнах ЄС вказано, що виробництво теплової енергії геотермальними установками, в тому числі тепловими насосами, складало 0.4 млн т н.е. (0.57 млн т у.п.) в ЄС у 1995 р., що становило 0.028% загального споживання ПЕР. У 2010 р. цей показник планується на рівні 1.0 млн т н.е. (1.43 млн т у.п.). Тобто Україна у 2030 р планує мати енергії від теплових насосів у 15.9 разів більше ніж 15 країн „старої” Європи планують мати у 2010 р. Вважаємо ці прогнози стратегії завищеними щонайменше на порядок. Спробуємо виділити вклад дійсно відновлюваних джерел (Табл. 4). Табл. 4. Рівень розвитку ВДЕ по роках (по даних прийнятої стратегії). Напрями освоєння ВДЕ Рівень розвитку ВДЕ по роках 2005 2030 Біоенергетика 1,3 9,2 Сонячна енергетика 0,003 1,1 Мала гідроенергетика 0,12 1,13 Велика гідроенергетика 3.89 5.5 Геотермальна енергетика 0,02 0,7 Вітроенергетика 0,018 0,7 Всього 5,35 18,33 Вклад ВДЕ складатиме 18,33 млн т у.п. (6% від загального споживання ПЕР) у 2030 р. Вважаємо, що це пораженчеські цілі для розвитку цього напрямку. Для порівняння, країни ЕС в цілому ставлять за мету досягти 12% вкладу ВДЕ вже до 2010 р. Вже досягнута доля ВДЕ в деяких країнах світу становила ще на 2001 р: Норвегія – 45%, Швеція – 29.1%, Нова Зеландія – 25,8%, Фінляндія – 23%, Австрія – 21.5%, Канада – 15.6%, Данія – 10.4%. Практично всі країни світу ставлять за мету значний ріст використання ВДЕ на найближчі десятиліття. Вважаємо, що як і у випадку з цілями по енергозбереженню стратегія консервує катастрофічне відставання України від розвинених країн з розвитку ВДЕ. За нашими оцінками цілком реально ставити наступні плани з розвитку цього напрямку (Табл. 5): Табл. 5. Використання НВДЕ у 2030 р. Позабалансові джерела енергії, всього 22.20 у т.ч. шахтний метан 0.93 Відновлювані джерела енергії, всього, у т.ч. 33.7 Біоенергетика 20.0 Сонячна енергетика теплова 2.0 Сонячна енергетика електрична 0.7 Мала гідроенергетика 1.3 Геотермальна енергетика 1.1 Вітроенергетика 8.6 Всього 55.9 При цьому доля ВДЕ складатиме 33.7 млн т у.п., або 11% від загального споживання ПЕР у 2030 р (при загальній потребі 302.7 млн т у.п.), або 14.2% (при загальній потребі 237.5 млн т у.п, якщо Україна піде по шляху більш інтенсивного енергозбереження). З цими показниками ми будемо далеко не лідерами з розвитку ВДЕ, але будемо почувати себе досить пристойно в оточенні європейських країн. ^ 7. Які ризики нас чекають? Існує ряд політичних та технологічних ризиків „атомного” сценарію розвитки енергетики, що закладений в прийняту стратегію. Політичний ризик атомного сценарію розвитку енергетики України полягає в тому, що існує потенційна загроза потрапити майже у повну залежність від Росії щодо постачання ядерного палива, та обладнання для АЕС як це трапилося з природним газом. Україна має тільки сировину (уран), але зараз тільки 30% потреби атомної енергетики задовольняються за рахунок вітчизняного урану. Решта покривається російською стороною. Україна не має власного замкненого циклу виробництва ядерного палива і не має технологій і потужностей для переробки/захоронення відпрацьованого ядерного палива і радіоактивних відходів. Тепловидільні збірки поставляються, знову ж таки, з Росії. Всі реактори, що експлуатуються в Україні зараз також вироблені в Росії. Ймовірно що орієнтація на російське обладнання залишиться і надалі. Тоді явно вимальовується нова „атомна голка” залежності України від нашого сусіда з можливостями впливу через цю залежність на інші економічні і політичні питання в Україні. Вважаємо, що заміна „газової голки” на атомну не відповідає інтересам України. Важливим технологічним бар’єром для втілення сценарію електроопалення за рахунок електроенергії виробленої на АЕС є необхідність кардинальної модернізації існуючих електричних мереж. Існуючі зараз мережі в більшості випадків не здатні витримати значно більшу потужність електроспоживання в разі широкого застосування електрообігріву. Тобто перехід на широкомасштабне електроопалення потребує підвищення пропускної спроможності електричних мереж більше ніж втричі, і пов’язані з цим витрати мають бути об’єктивно оцінені в енергетичній стратегії. Ідеї стратегії про застосування теплових насосів і теплоакумулюючих пристроїв не прописані в достатній мірі. Безперечно, їхнє впровадження також буде вимагати великих капітальних витрат, які мають бути віднесені до собівартості «теплової енергії» з АЕС. Один кВт встановленої потужності теплового насосу коштує 200—300 доларів. Навіть якщо половина електроенергії, виробленої на нових блоках АЕС, буде спожита тепловими насосами, для цього знадобиться більше ніж 2 млрд. доларів капітальних вкладень тільки на теплові насоси. Планування цих коштів в стратегії ми не знайшли. ^ 8. Чи є альтернатива затвердженій енергетичній стратегії? Переконані, що є! Наші погляди на таку альтернативу представлені в Табл. 6. Як видно з таблиці, ця альтернатива базується на кількох тезах, що обговорювались раніше: Розвивати економіку України по більш інтенсивному шляху енергозбереження з виходом на енергоємність ВВП у 0.34 кг у.п./$ США (ПКС) в 2030 році – рівень Польщі у 2005 р. Тоді загальне споживання ПЕР в Україні становитиме 237.5 млн т у.п. Підвищити рівень споживання НВДЕ до 55.9 млн т у.п. Виводити блоки АЕС з експлуатації по мірі відпрацювання їх ресурсу і не планувати будівництво нових блоків АЕС. Підняти споживання вугілля в Україні до 83.1 млн т у.п. (а не до 101.0 млн т у.п. як у затвердженій стратегії). Це представляється більш реалістичною задачею, втілення якої приведе до меншого (в порівнянні з прийнятою стратегією) екологічного навантаження на довкілля. Табл. 6. Структура споживання первинних енергоресурсів в Україні згідно базового сценарію прийнятої енергетичної стратегії та згідно альтернативного сценарію, що пропонується. Ресурси 2005 р. 2030 р. прийнята стратегія 2030 р. альтернативна стратегія млн. т у.п. % млн. т у.п. % млн. т у.п. % Природний газ 87.9 43.8 56.9 18.8 56.9 24.0 Вугілля 43.5 21.7 101.0 33.4 83.1 35.0 Нафта 25.7 12.8 34.0 11.2 34.0 14.3 Інші види палива (метан вугільних родовищ, біомаса, біогаз, торф, тощо) 11 5.48 16.8 5.55 55.9 23.5 Теплова енергія довкілля 0.2 0.0 22.7 7.5 - - Виробництво електроенергії без витрат органічного палива, всього В т.ч.: ГЕС та ГАЕС АЕС 32.03.8928.11 15.9 1.914.0 70.95.564.78 23.4 1.821.4 7.65.52.1 3.1 2.30.9 Виробництво теплової енергії на АЕС 0.3 0.15 0.4 0.13 - - Всього 200.6 100 302.7 100 237.5 100 ^ 9. То що будемо робити? Вважаємо за необхідне терміново: Розробити альтернативну прийнятій енергетичну стратегію України, що буде ставити за пріоритетні розвиток енергозберігаючих технологій, нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії. Розробити програму енергозбереження України, в якій детально прорахувати в яких галузях і за рахунок яких технологій можна досягти реального скорочення енергоємності ВВП до рівня 0.34 кг у.п./$ США (ПКС) в 2030 році. Прорахувати економічно доцільний потенціал таких технологій, необхідні капітальні витрати на їх впровадження, експлуатаційні витрати та терміни окупності. Розробити програму використання НВДЕ, в якій детально прорахувати в яких галузях і за рахунок яких технологій можна досягти заміщення 55.9 млн т у.п. за рахунок НВДЕ. Прорахувати економічно доцільний потенціал таких технологій, необхідні капітальні витрати на їх впровадження, експлуатаційні витрати та терміни окупності. Представити на затвердження Уряду альтернативний варіант стратегії, що буде ставити за пріоритетні розвиток енергозберігаючих технологій, нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії. Вважаємо, що існуюча стратегія прийнята на безальтернативній основі і Уряд має право вибирати більше ніж з одного кандидата. Координацію роботи по створенню альтернативної енергетичної стратегії доручити Національному агентству України з ефективного використання енергії. Вважаємо, що якщо розробка альтернативної стратегії буде знову доручена робочій групі Мінпаливенерго – результат буде приблизно такий самий. Відомство, зацікавлене в максимально можливому розвитку генерації, ніколи не буде вибудовувати енергетичну стратегію на пріоритетних засадах розвитку енергозбереження і НВДЕ. Після розгляду і затвердження енергетичної стратегії в Уряді, винести її на затвердження Верховною Радою. Повинно бути прийняте узгоджене політичне рішення з цього питання. Вважаємо питання Енергетичної стратегії України до 2030 р пріоритетним і таким, що потребує негайного доопрацювання і вирішення.