COVID-19 и низкоуглеродная электроэнергия: уроки на будущее

Производство электроэнергии из органического топлива сильно пострадало из-за относительно высоких эксплуатационных затрат по сравнению с ядерной и возобновляемой энергией, а также ввиду простых механизмов ценообразования на рынках электроэнергии. В этих чрезвычайных условиях низкоуглеродная электроэнергия, напротив, стала преобладать, причем доля электричества, произведенного из возобновляемых источников энергии, в ряде стран выросла в связи с обязанностью операторов энерготранспортных систем ставить в график и передавать возобновляемую электроэнергию вперед других видов электричества, а также в результате благоприятных погодных условий.

Ядерная энергетика также показала свою устойчивость, надежность и адаптируемость. Ядерной отрасли удалось быстро внедрить специальные меры для борьбы с пандемией, что позволило избежать необходимости останова станций из-за негативного воздействия COVID-19 на персонал или цепи поставок. Производители ядерной энергии также быстро адаптировались к изменившимся рыночным условиям. Например, «ЭДФ энерджи» смогла удовлетворять запросы оператора электросетей Великобритании за счет периодического сокращения производства электроэнергии на своем реакторе «Сайзуэлл В», при этом не прерывая экономически выгодное и надежное снабжение потребителей электричеством.

Несмотря на успехи ядерной отрасли в период пандемии, в условиях значительного снижения спроса многим производителям пришлось существенно сократить общий объем генерации, как произошло, например в Соединенном Королевстве, Франции, Швеции, на Украине и, в меньшей степени, в Германии (рис. 2). Снижение спроса во Франции вплоть до конца марта уже привело к падению выручки ЭДФ в первом квартале на 1%, при этом объем производства ядерной энергии был более чем на 9% ниже показателя предыдущего года. Аналогичным образом, российский Росатом столкнулся со значительным сокращением спроса в апреле и мае, что привело к снижению выручки на 11% за первые пять месяцев года.

В целом конкурентоспособность и устойчивость низкоуглеродных технологий привели к увеличению доли рынка ядерной, солнечной и ветровой энергетики во многих странах после введения ими режима самоизоляции (рис. 3). Доля ядерной генерации в Южной Корее увеличилась почти на 9 процентных пунктов за время пандемии, а в Соединенном Королевстве ядерная энергетика практически полностью заменяла собой угольную генерацию в течение двух месяцев. В своем краткосрочном энергетическом прогнозе Администрация по энергетической информации США указывает, что по итогам всего 2020 года доля ядерной генерации увеличится более чем на один процентный пункт по сравнению с 2019 годом. В Китае производство электроэнергии в январе-феврале 2020 года сократилось более чем на 8% в годовом исчислении: угольная энергетика снизилась почти на 9%, гидроэнергетика — почти на 12%. Ядерная энергетика оказалась более устойчивой, снизившись только на 2%. В течение последних месяцев во всем мире можно было в полной мере прочувствовать все преимущества увеличения доли экологически чистой энергии с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов и других загрязнителей воздуха.

Несмотря на продемонстрированные в ходе кризиса достоинства более чистой энергетической системы, в том числе способность существующих АЭС поставлять конкурентоспособную, надежную и низкоуглеродную электроэнергию в случае необходимости, не исчезли проблемы как краткосрочного, так и долгосрочного характера.

В краткосрочной перспективе резкое падение спроса на электроэнергию ускорило происходившее в последнее время падение цен на электроэнергию, особенно в Европе (рис. 4), опустив их ниже уровней, которые и без того считались неустойчивыми с экономической точки зрения. По приведенным в уточненном прогнозе «Standard and Poor's» данным, резкое падение цен в Европе является результатом не только режима изоляции в связи с COVID-19, но и резкого падения спроса в связи с нехарактерно теплой зимой, увеличением предложения электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников, в условиях снижения цен на газ и квотами на выбросы CO₂. Столь низкие цены еще сильнее усугубляют трудности, с которыми сталкиваются многие производители электроэнергии, в том числе АЭС. Это может помешать осуществлению необходимых инвестиций в переход к экологически чистой энергии, что будет иметь долгосрочные последствия для достижения целей в области борьбы с изменением климата.

Что касается ядерной энергетики, то поддержание и продление сроков эксплуатации существующих электростанций имеет ключевое значение для поддержки и ускорения перехода к низкоуглеродным энергетическим системам. В благоприятных инвестиционных условиях продление срока службы на 10–20 лет может быть реализовано при средней стоимости 30–40 долл. США/МВт ч, что делает ее одним из наиболее экономичных вариантов низкоуглеродной энергетики, с одновременным сохранением объемов мощностей, поддающихся диспетчерскому управлению, и снижением общих затрат на переход к экологически чистой энергии. В докладе МЭА об устойчивом восстановлении указывается, что без такого продления сроков 40% всех АЭС в развитых странах могут быть выведены из эксплуатации в течение следующих десяти лет, в результате чего расходы на электроэнергию в год увеличатся примерно на 80 млрд долл. США. МЭА отмечает потенциал программ технического обслуживания и продления сроков эксплуатации АЭС с точки зрения оказания поддержки мерам экономического восстановления за счет создания значительной экономической активности и занятости.

Новые ядерно-энергетические проекты могут быть одинаково выгодными с точки зрения экономики и экологии, однако их финансирование станет еще более сложной задачей в отсутствие широкой политической поддержки и более существенных реформ энергетического рынка, включая совершенствование механизмов вознаграждения за надежность, гибкость и другие услуги. В среднесрочной и более долгосрочной перспективе, как показывает тенденция, проявление которой ускорилось в результате кризиса, структуры энергетических систем будущего будут все больше определяться возможностью гибко подходить к производству электроэнергии и эксплуатации системы. 

Что касается еще более долгосрочной перспективы, то несмотря на то, что производители и операторы систем успешно отреагировали на кризис, наблюдающееся снижение генерации за счет органического топлива привлекает внимание к задачам обеспечения дополнительной стабильности сетей, которые, вероятно, возникнут в дальнейшем в процессе перехода к экологически чистой энергии. Тяжелые вращающиеся паровые и газовые турбины обеспечивают механическую инерцию в электроэнергетической системе, тем самым поддерживая ее в сбалансированном состоянии. Замена этих мощностей возобновляемыми источниками энергии с переменным характером генерации может привести к большей нестабильности, ухудшению качества электроэнергии и увеличению частоты отключений электроэнергии.  Крупные АЭС наряду с другими технологиями могут взять на себя эту роль, уменьшая риск перебоев с поставками в полностью безуглеродных системах электроснабжения. 

Проблемы, созданные COVID-19, также высветили необходимость обеспечения встроенной устойчивости будущих энергетических систем к более широкому спектру внешних потрясений, в том числе к более переменчивым и экстремальным погодным условиям, связанным с изменением климата.

Успехи ядерной энергетики во время кризиса служат своевременным напоминанием о ее текущем значении и будущем потенциале с точки зрения создания более устойчивой, надежной и низкоуглеродной энергетической системы.

Источники данных о спросе на электроэнергию, ее производстве и ценах: Европейская сеть операторов систем передачи электроэнергии (Европа), Национальная энергетическая компания «Укрэнерго» (Украина), Корпорация по эксплуатации энергосистемы (Индия), Корейская энергетическая биржа (Южная Корея), Национальный оператор энергосистемы (Бразилия), Независимый оператор энергосистемы (Онтарио, Канада), АЭИ (США). Данные охватывают период с 1 января по май/июнь.