ОЭС Украины: прогноз на зиму 2016/2017

Разобрав в предыдущей статье итоги зимней кампании в ОЭС Украины, разумным является перейти к прогнозированию кампании 2016/2017 года. Определенный мостик был сделан уже тогда, однако рассмотрим ситуацию более подробно.

Поскольку любой разговор об украинской энергетике, особенно применительно к зиме, неизбежно привлекает внимание лиц, уверенных, что теперь Украина-то точно замерзнет, этот аспект проблемы нельзя не разобрать особо. Тем более, что жару добавили недавние алармитсткие откровения руководителя Укрэнерго Ковальчука.

С обывательской точки зрения «энергокатастрофа Украины» может быть описана по одному из следующих сценариев:

1. Нехватка топлива, война, уход из отрасли специалистов и тому подобное — приводят к ситуации, когда отрасль медленно деградирует. В пределе все заканчивается более-менее штатным прекращением электроснабжения потребителей. Такой вариант вполне реален, и в советской истории можно привести пример работы Ленэнерго в годы блокады, когда станции вполне штатно и без повреждений просто перестали работать, а электроснабжение потребителей осуществлялось крайне скудно и с перерывами. Похожая история приключилась в 1992 году и в независимой Армении.
2. В условиях нормальной работы энергосистемы к катастрофе приводит внезапный технологический сбой (здесь варианты разнятся – от вполне реальных, до откровенного бреда в стиле «хохлы перегрузят и взорвут реактор, чтобы не замерзнуть зимой»), последствия которого в головах отдельных экспертов приобретают самый эпический характер. В принципе, блэк-аут, теорию и практику которого, мы много раз разбирали ранее, действительно может произойти, самым известным примером чего является авария в Московской энергосистеме 25 мая 2005 года. Тут следует отметить, что в прошлогодней статье на стороннем ресурсе были разобраны некоторые вопросы, относящиеся к этой теме, и эту статью я крайне рекомендую к прочтению всеми моими читателями.

Что касается первого сценария, то и в 2014, и в 2015 году мы неоднократно показывали его шарлатанский генезис. Развитие ситуации по такому пути может пойти при определенных политических условиях, например, при начале гражданского противостояния по всей Украине, резком падении уровня жизни, начале вторжения России и т.д., но на основании технологического анализа состояния ОЭС Украины говорить о нем на ближайшую зиму нет никаких оснований. И если некто пишет, что, глядя на графики поставки угля или количества газа в хранилищах, он ждет грядущие катастрофы зимой – перед вами – либо фальсификатор, либо дилетант. Нужно понимать, что все разговоры за то, что нехватка угля вызовет дефицит мощности в энергосистеме в решающих количествах – сродни сообщениям очевидцев о том, как на Южно-Украинской АЭС заколачивают киянкой шестигранный сборки в квадратные каналы (или наоборот, уж не помню).

Рассуждая о том, что некие технологические факторы могут оказать влияние на работу энергосистемы нужно всегда учитывать значение трех параметров:

1. Располагаемой мощности генерации в системе. То есть, то количество мегаватт, которое реально у нас есть, учитывая плановые ограничения: ремонты, замерзшие реки и т.д.
2. Пиковая потребность мощности, то есть, то количество мегаватт, которое максимально может потребоваться.
3. Уменьшение располагаемой мощности из-за фактора, влияние которого анализируется. То есть, то количество мегаватт, которое будет невозможно выработать из-за него.

Получив значения этих трех параметров (в численной форме!, когда некто начинает на пальцах объяснять без чисел – перед вами мошенник) нужно сделать следующее. Вычесть из первого параметра третий и сравнить со вторым. При этом возможны две типовые ситуации:

1. Полученная разница больше второго параметра. То есть, при необходимой пиковой мощности в 10 тыс. МВт и располагаемой в 15 тыс. МВт, мы анализируем влияние нехватки топлива, из-за которой в энергосистеме теряется 3 тыс. МВт мощности. Тогда реальное значение располагаемой мощности упадет до 12 тыс. МВт. Очевидно, что этого, скорее всего, хватит для обеспечения пикового значения, и потребители проблем с топливом просто не заметят.
2. Полученная разница меньше второго параметра. То есть в аналогичном примере, теряется не 3 тыс. МВт, а, скажем, 6 тыс. В этом случае, обеспечить требуемую мощность в 10 тыс. МВт уже невозможно.

Сразу скажем, что кричать «караул», имеет смыл только тогда, когда автор предоставит подобный расчет, и покажет, что в результате действия анализируемого фактора выполняется второе условие. Однако и в этом случае возможны варианты.

В первом – проблему можно решить веерными отключениями. При этом решение будет в том случае, если отключаются такие потребители и на такой срок, что оно не приводит к фатальным последствиям. К примеру, если отключить какую-нибудь сельскую больницу, не имеющую аварийных генераторов, на пару суток от электроснабжения, то авторы такого решения справедливо должны пойти под суд. Но если в период максимальных пиков планово отключается микрорайон, а, затем, столь же планово, вводится обратно, то последствий кроме протухшего мяса в холодильнике и разряженных телефонов быть не должно (реальность, конечно, может внести существенные правки).

Во втором случае – веерными отключениями решить проблему нельзя, то есть, дефицит мощности образуется такой, что отключать нужно на длительные сроки, либо такие объекты, которые отключать нельзя. Именно в этом случае влияние негативного фактора имеет смысл обсуждать всерьез (а учитывая печальный опыт имевшейся в прошлые годы «братской» помощи электроэнергией со стороны России, неплохо было бы еще 1-2 тыс. МВт взять «в запас» на эту помощь). Фактически, перед нами стоит задача оценить пиковое потребление мощности в ОЭС Украины на эту зиму, располагаемую в ней мощность, и прикинуть, насколько эта располагаемая мощность должна уменьшиться, чтобы вызвать «коллапс». Попутно можно проанализировать и второй сценарий, то есть, попытаться понять, что такого должно произойти в ОЭС, чтобы оно привело к «коллапсу».

Начнем с располагаемой мощности в системе. Еще осенью 2014 г. мы оценили ее значение на зиму в 26-27 тыс. МВт, из которых 12 тыс. МВт относится на долю АЭС. Нужно сказать, что за два года это значение несколько уменьшилось, прежде всего, за счет ТЭС. К сожалению, в настоящий момент мы можем пользоваться только теми красочными картинками, которые выдают в открытый доступ «Укрэнерго» и «Энергоатом», наподобие приведенной ниже, по которым имеется множество сомнений, однако крупицы информации выходят следующими. На зиму 2015/2016 годов соотношение в располагаемой мощности ТЭС и АЭС равнялось 4:5. В этом случае, принимая где-то 12 тыс. МВт максимальной мощности от АЭС, мы получаем по минимуму примерно 9,5 тыс. МВт располагаемой мощности от ТЭС. Опять-таки, принимая, что ГЭС в этот период могут не работать, мы получим совокупную располагаемую мощность на уровне 21-22 тыс. МВт. Понятно, что расчет не полон, но в качестве первого приближения, можно принять, что 20-21 тыс. МВт (при резерве 1000 МВт на отключение «милионника») – это оценка располагаемой мощности в ОЭС «снизу».

Максимальное значение средней максимальной потребной вырабатываемой мощности в ОЭС Украины предыдущей зимой, как мы уже писали, составило примерно 20,5-21,0 тыс. МВт, что примерно равно оцененному значению располагаемой мощности в ОЭС. Учитывая тенденцию к снижению значения этого показателя за прошедшие месяцы 2016 года к значениям 2015 года на 10-20 %%, можно спрогнозировать на зиму его значение в диапазоне 18-20 тыс. МВт. Разумеется, точность этого прогноза сомнительна, и в этой части имеется самый большой пример «гадания на кофейной гуще».

Таким образом, резерв мощности различных типов равен на зиму примерно 1-3 тыс. МВт. То есть, в первом, приближении аварийное отключение одного «миллионника» ОЭС не обрушит, а второго – может не обрушить. Или, нехватка топлива для трех «трехсоток» – так же позволит работать системе безо всяких проблем.

Полученное значение является оценкой того количества мощности, которое может быть не выработано станциями для обеспечения пиковой нагрузки. То есть, речь идет о первой типовой ситуации, разобранной выше. Теперь попробуем оценить, вторую ситуацию, когда снижение располагаемой мощности составило более указанных 1-3 тыс. МВт. Рассматривать будем самый щадящий вариант – то есть, ограничения вводятся только для населения и только в периоды пиковых нагрузок.

Данные по ОЭС показывают, что прошедшей зимой пиковые нагрузки давали где-то 25% увеличения потребляемой мощности к базовому уровню, и около 5-7 %% к полупиковому. Приняв второе значение, мы получаем примерно 1 тыс. МВт дополнительно.

То есть, можно уверенно сказать, что дополнительную потерю из-за нехватки топлива 2-4 тыс. МВт мощности ОЭС Украины выдержит. Много это или мало? Во всяком случае, это больше, чем установленная мощность трех из четырех украинских АЭС. В пересчете на ТЭС – это означает, что от семи до четырнадцати «трехсоток» дополнительно должны остаться без угля. Скажем прямо, такой сценарий кажется крайне сомнительным, особенно учитывая, что на сегодняшний срыв графика накопления угля на ТЭС находится в разумных пределах.

Таким образом, можно уверенно говорить, что коллапс в ОЭС Украины может быть вызван этой зимой только при уменьшении располагаемой мощности на 2-4 тыс. МВт за счет нехватки топлива, или аналогичных факторов. Либо при аварийном выпадении 2,0-2,5 МВт генерации единовременно (например, это соответствует полному отключению от сети любой АЭС).

В сравнении с прошлыми годами можно отметить следующее. Надежность работы ОЭС возросла, если на 2015 год мы указывали, что «аварийное отключение двух блоков 1000 МВт на ЗАЭС или ЮУАЭС способно привести к серьезным последствиям», то сейчас такой уверенности у меня нет. Энергосистема вполне может удержаться без «блэк-аутов», даже, если такое событие произойдет, особенно если станция отключится не полностью. По сравнению же с 2014 г. надежность выросла еще выше, и если в 2015 г. мы прогнозировали, что ОЭС Украины способна пройти зиму без поставок российской мощности, то на 2016 г. мы вообще сомневаемся, что такие поставки будут запрошены в заметных объемах. И по-прежнему, более вероятным сценарием блэк-аута мы считаем аварию в межсистемных и распределительных ЛЭП, прежде всего, в Киеве и Харькове.

Выводы.

1. Потребление электрической мощности и энергии в ОЭС Украины в 2016 году продолжает снижаться. Средняя максимальная потребная нагрузка составит на зиму 18-20 тыс. МВт.
2. Располагаемая мощность в ОЭС Украины на зиму составит не менее 21 тыс. МВт.
3. Запас устойчивости ОЭС Украины к понижению располагаемой мощности без поддержки со стороны России составляет 2-4 тыс. МВт.
4. Никаких признаков к уменьшению способности пройти ОЭС Украины зимы из-за топливного голода и аналогичных причин мы на данный момент не видим.
5. Вероятность возникновения потребности в поставках российской электроэнергии, вызванных технологическими причинами, рассматривается нами, как крайне малая.
6. По-прежнему считаем причиной для возможной системной аварии в ОЭС Украины проблемы на стороне сетей, что подробно описано в рекомендуемой нами статье.