В анализе устойчивости энергосистемы Германии в 2025–2030 гг. сотрудники Института экономики энергетики Кёльнского университета предсказывают неизбежную нехватку электроэнергии при безветренной и малосолнечной погоде продолжительностью до пяти суток. Университет предлагает отложить закрытие угольной генерации с 2030 на 2038 год, сократить энергопотребление и строить накопители энергии.
Материал подготовлен Институтом развития технологий ТЭК.
Перестройка энергосистемы Германии для реализации идеологии «декарбонизации» и отказа от атомной энергетики без какого-либо анализа последствий этих решений для ее стабильности при внешних потрясениях, каким стал отказ от российского газа, привела к кратному росту цен и снижению устойчивости сети. Сотрудники Института экономики энергетики Кёльнского университета в докладе «Анализ обеспеченности поставок до 2030 г. Тенденции и сценарии в электроэнергетическом секторе Германии» пришли к выводу о возможной нехватке электроэнергии при экстремальных погодных условиях, обнаруженных из наблюдений в течение 35 лет (1882—2016 гг.).
Результаты анализа показывают, что при демонтаже контролируемых угольных мощностей при отсутствии новых инвестиций в сопоставимые электростанции не может быть гарантирована безопасность поставок электроэнергии в текущем десятилетии, говорится в докладе. При поэтапном отказе от угольной генерации к концу 2030 года, как это предусмотрено законодательством ФРГ, уже в 2026 году в экстремальных погодных условиях может появиться дефицит энергоснабжения в размере 1 ГВт. К 2030 году дефицит может составить в среднем 10 ГВт.
В докладе рассмотрены различные варианты смягчения дефицита энергосистемы: более быстрое расширение мощности ВИЭ, строительство дополнительных накопителей энергии, снижение скорости роста доли электротранспорта и перевода на электроэнергию систем теплоснабжения. Точных указаний на исходные данные для этих предложений в докладе не приводится, вероятно, они основаны на правительственных программах.
В докладе рассматриваются четыре основных варианта прогноза.
Сценарии определяются поэтапным отказом от угля и расширением использования возобновляемых источников энергии
КА – поэтапный отказ от угля (kohleausstiegs). КА38 – отказ к 2038 году. КА30 – отказ к 2030 году (действующий вариант).
ОР – Oster-paket (получил название «пасхальный пакет», Easter Package), принятый в апреле 2022 года 600-страничный пакет реформ, предусматривающий увеличение ВИЭ. Согласно пакету ВИЭ призваны обеспечить 80% потребления электроэнергии к 2030 году и почти 100% к 2035 г. С 2026 года мощности наземной ветроэнергетики должны ежегодно увеличиваться на 10 ГВт, а солнечной энергетики на 22 ГВт. Для сравнения: за 2021 год мощность всех ветрогенераторов в Германии выросла на 1,3 ГВт.
EEG21 – Закон о возобновляемых источниках энергии 2021 года (Erneuerbare-Enegien-Gesetz – EEG 2021). По закону доля возобновляемых источников в потреблении электроэнергии в ФРГ должна достичь 65% к концу 2030 года.
В сегодняшних условиях Европы предлагаемое ускорение строительства солнечных и ветряных станций вряд ли возможно.
Средние и пиковые нагрузки энергосистемы не значительно изменились за 35 лет.
При пиковой нагрузке меньше 100 ГВт согласно ОР суммарная мощность ветра и солнца (см. график выше) должна составлять 360 ГВт – высокая цена прерывистости.
Авторы приводят интересный график снижения регулируемой мощности в германской сети.
В этом графике любопытна гипотеза о стабильном объеме газовой генерации: в 2018 году – 31 ГВт, и в 2030 году – 32 ГВт. Если газа не будет, все последующие оценки кёльнских экономистов улетают в трубу.
Спрос на электроэнергию по годам у сотрудников кёльнского института выглядит следующим образом.
Транспорт * Строительство * Промышленность * Электролиз * Централизованное теплоснабжение
Чистый спрос на электроэнергию увеличивается с 574 ТВтч в 2025 году до 724 ТВтч в 2030 году. По планам немецкого правительства резко вырастет число электрокаров, увеличится электрификация промышленности, появится отрасль производства водорода – на нее в 2030 году выделяется число 67 ТВтч (9,3% общего производства электроэнергии).
Также интересны планы по внедрению централизованного теплоснабжения – рост в 11 раз с 2026 по 2030 год. Судя по информации о строительстве в Германии источников накопления тепла (см. о хранилище тепловой энергии Vattenfall в Берлине), речь идет именно о центрах хранения и распределения тепловой энергии.
Для стабильности энергосистемы Германии в рассматриваемом периоде авторы считают абсолютно необходимым импорт электроэнергии из соседних стран. Ниже график импорта (NTS) для двух вариантов: основного и с пониженным спросом.
В 2030 году в основном варианте доля импорта составит 39/724 = 5,4% потребления.
В докладе рассматриваются оценки хранилищ электроэнергии: основной вариант – 9,9 ГВт гидроаккумулирующих мощностей и дополнительно возможно строительство 3 ГВт аккумуляторных батарей.
Стандартно емкость хранения равна удвоенной мощности, то есть 3 ГВт обеспечат 6 ГВтч электричества – совершенный мизер в масштабах энергосистемы страны.
В апреле текущего года Wood Mackenzie оценил потребности Германии в батареях хранения энергии в 8,81 ГВтч к 2031 году.
В статье «Мошенничество с ветроэнергетикой» необходимая Германии емкость батарей оценивается в 5 тысяч раз выше.
Самый тяжелые погодные условия в Германии при нынешней системе энергетики повторили бы неделю в январе 1997 года и в декабре 2007 года.
Здесь интересна величина средней скорости ветра на основной территории Германии – от 3 до 6 м/с. А последняя самая мощная модель ветрогенератора Сименса SG 14-222 DD (14 МВт с диаметром ротора 222 м) работает при ветровых нагрузках от S до I классов (среднегодовая скорость от 6 до 9 м/с). В России, кстати, такие скорости ветра имеют место только на побережье Ледовитого океана, на Камчатке и Чукотке. А строят ветряки в Краснодарском крае, где среднегодовая скорость ветра 3,1 м/с, что абсолютно бессмысленно для выработки электроэнергии.
Перебои в энергоснабжении Германии длились бы до 126 часов с нехваткой в районе 10 ГВт при отказе от угольной генерации к 2030 году и до 27 часов в районе 5 ГВт при отказе от угольной генерации к 2038 году и импорту доступной энергии из соседних стран, подсчитали авторы доклада.
В условиях декабря 2007 года ситуация в энергетике была бы лучше.
В кёльнском докладе еще пара десятков графиков того же уровня доказательности.
Документ Института экономики энергетики вряд ли можно назвать научным трудом, это скорее замаскированная под научность публицистическая статья, обращенная к общественности и властям с предупреждением о возможной/неизбежной катастрофе в германской энергетике. Ученые – тоже люди, им не хочется остаться без света и тепла.
Проблема энергетики современного мира – ее ненадежность. В СССР каждая крупная ТЭЦ имела два независимых источника питания, например, уголь и мазут, газ и уголь. Сейчас же в РФ достаточно заключения о снабжении газовой электростанции от двух независимых газопроводов, при том что эти газопроводы независимы на территории европейской части России, а за Уралом они вполне могут питаться из одного и того же куста месторождений. К тому же три тысячи километров труб – идеальная цель для диверсий, что доказал прецедент СП-1 и СП-2.
В 2018 году немецкая делегация в ООН смеялась над предупреждением Дональда Трампа о чрезмерной зависимости страны от российского газа. Теперь Европа зависит от поставок СПГ из США. Эти поставки могут прерваться, если в США будет принят запрет на экспорт газа для снижения его цены внутри страны. Пока администрация Байдена исключила введение запрета, но после выборов в конгресс в ноябре текущего года и тем более выборов президента в 2024 году данный вопрос снова может возникнуть.
Добавим, что у США еще есть проблемы с нефтью. По данным EIA, в 2005 году средний показатель API сырой нефти, поступающей на нефтеперерабатывающие заводы США, составлял 30,2 градуса. В первой половине 2022 года среднее значение увеличилось до 33,0 градусов. Легкой нефти добывается все больше, тяжелой, необходимой для производства дизеля, все меньше.
Германия и остальные страны Европы зависят от поставок нефти из стран Залива. Последнее решение ОПЕК+ о сокращении квоты добычи на 2 млн б/с объясняют желанием поддержать цену нефти. Но отставание от прежнего графика более чем на 3 млн б/с намекает, что за сокращением может стоять не только цена нефти, но и нехватка ресурсов для роста добычи, которую удобно представить как добровольное сокращение.
Надежное энергоснабжение опирается либо на доступны ресурсы, либо на доступные запасы. В Германии доступные ресурсы – уголь и сланцевый газ. Доступный для запаса ресурс – уран, его можно запасти на десяток лет. Отказ от этих ресурсов стал фатальной, а может быть, и финальной ошибкой Германии.
Стоит добавить, что невозможность обеспечить развитую экономику за счет ВИЭ иллюстрируют результаты производителей. FT пишет, что производители турбин General Electric Renewables и Siemens Gamesa объявили о сокращении рабочих мест в последние недели, а европейские производители “все испытывали финансовые трудности”. Производитель турбин Vestas сообщил о базовом операционном убытке во втором квартале в размере 182 млн евро, в то время как Siemens сообщила о своем первом квартальном убытке почти за 12 лет.
Во Франции Maxeon Solar Technologies закрыла завод по производству фотоэлектрических модулей, сославшись на высокие цены на электроэнергию. «Почему они не разместили свои панели на собственной крыше для получения бесплатного электричества?» — иронически вопрошают ВИЭ-скептики.
Впрочем, у Германии есть шанс. Согласно опросу Der Spiegel 33 года назад, за строительство новых АЭС голосовали 3% немцев, сейчас – 41%.