Блицкриг «зеленого» энергоперехода увяз в электросетях

Безоглядное внедрение по всему миру ветровых и солнечных электростанций началось около пятнадцати лет назад. Это был мейнстрим, поддержанный всей мощью псевдонаучной пропаганды о виновности традиционной энергетики в глобальном изменении климата. Правители всех государств мира в едином порыве обеспокоились высокой скоростью глобального потепления из-за хозяйственной деятельности человека, что является на самом деле недоказанным и ненаучным предположением, вброшенным в информационное пространство глобалистами. Созданы специальные комитеты ООН, которые контролируют темпы энергоперехода, внедрения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и отказа от использования углеводородов. Это напоминает умопомешательство с развернутой кампанией вокруг глобальной пандемии COVID-19.

Негативные последствия от этого увлечения ВИЭ уже видны.

За последние два года проявился сбой в тотальном внедрении «зеленой» повестки в Европе и США, хотя инерция велика и бравурные отчеты о вводе новых ветропарков и солнечных ферм публикуются ежедневно.

Тяжелый удар бизнесу Запада нанес Китай. Он развернул масштабное производство солнечных панелей и за счет демпинга просто уничтожает производство этих панелей в Западной Европе и США. По прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА), к 2028 году в КНР будет сосредоточено 85% всех мировых мощностей по производству солнечных модулей. Западу не удается заработать на производстве солнечных панелей и ветряков.

Пошли разговоры, что АЭС необходимо признать не имеющими углеродного следа, а значит достойными существования и развития. Евросоюз уже даже официально признал атомную энергетику «чистой».

А главной проблемой внедрения ветровых и солнечных электростанций оказалось то, что с новым типом генерации электроэнергии не справляются существующие магистральные электрические сети.

В октябре 2023 года Международное энергетическое агентство заявило, что для выполнения графика перехода к «чистой» энергетике странам надо вложить $2,5 трлн (230 трлн руб.) в строительство и модернизацию новых электросетей. МЭА было вынуждено подтвердить, что имеющиеся в мире мощности электросетей не успевают за быстрым ростом технологий «зеленой» энергии. Для достижения климатических целей, поставленных правительствам стран мира, к 2040 году нужно добавить или реконструировать более 80 млн км электрических сетей.

По сути, мир должен удвоить километраж линий электропередачи. В противном случае новые ВИЭ-мощности, которые ряд стран так усердно старается нарастить, окажутся без доступа к рынкам сбыта. Сегодня около 3000 ГВт мощностей ВИЭ-проектов просто заперты, ожидают подключения к сети.

Большие энергосистемы

После начала массового производства оборудования, способного работать под напряжением 500 кВ, появилась возможность с малыми потерями передавать мощность в 1000 МВт на расстояния до 1000–1500 км. В мире стали возникать большие энергосистемы.

Большие электрические системы — это феномен, в среде которого значительная часть человечества живет всего около пятидесяти лет. Количество энергосистем, их совокупная мощность, связность непрерывно увеличиваются. Люди до конца еще не осознают, что живут уже в другом мире, не в таком, какой был даже менее ста лет назад. Существование современных больших городов многоэтажной застройки невозможно без разветвленной электрической сети, которая обеспечивает работу всего инженерного оборудования: водоснабжения, канализации, теплоснабжения, кондиционирования, даже лифтового хозяйства в небоскребах.

Созданные и работающие в 1950–1960 годах локальные энергосистемы стали соединяться, «сливаться» друг с другом, потому что проявился эффект масштаба: при этом повысилась надежность электроснабжения потребителей и относительно снизилась величина необходимых резервов генерирующих мощностей.

В СССР синхронно работающая единая энергосистема от Бреста до Читы была создана к началу 1970-х годов. А к 1979 году она была соединена в единую сеть со странами Совета экономической взаимопомощи (СЭВ) на западе. Это мирового класса достижение, не превзойденное никем и нигде до настоящего времени. Оно позволило российской энергетике устоять в 1990-х и начале 2000-х годов. Была создана «большая сеть», включающая в себя сотни тепловых энергоблоков, десятки атомных и несколько сотен мощных гидравлических станций, соединенных магистральными линиями 220–500–750 кВ. Объединенная энергосистема страны растянулась на пять часовых поясов, что дало положительный эффект от сглаживания пиков утренних и вечерних нагрузок энергопотребления. На практике оказалось возможным регулировать частоту в центральном промышленном районе, увеличивая либо уменьшая нагрузку на Братской ГЭС на Ангаре в Восточной Сибири. Вся совокупность ЛЭП разного напряжения (от 10 до 750 кВ), кабельных линий в городах, трансформаторов разных классов заработала в едином ритме. Электромагнитное поле частотой 50 Гц удалось синхронизировать и заставить совершать полезную для человека работу. Большая система позволила повысить единичную мощность генераторов на электростанциях без ущерба для аварийной устойчивости энергосистемы. Аварийная остановка одного генератора мало влияла на общую работу остальных элементов системы в целом. Агрегаты большой единичной мощности хороши тем, что у них выше удельная эффективность: и техническая, и экономическая.

Процесс укрупнения энергосистем проходил во всех регионах мира, где развивалась промышленность. Границы государств и частные интересы собственников отдельных электростанций тормозили развитие объединенных энергосистем. В Советском Союзе этой проблемы не было, поэтому впервые в мире была создана Единая энергосистема с отработанными алгоритмами диспетчерского управления, развитием автоматики регулирования, частотных разгрузок, ранжированием потребителей по категориям.

Мелкие энергосистемы проигрывают крупным по устойчивости и надежности при аварийных ситуациях, стихийных бедствиях, проигрывают по экономической эффективности. Поэтому процесс слияния, невзирая на границы государств и границы штатов, неумолимо продолжается.

Современное состояние энергосистем

За последние 10–15 лет в связи с оголтелым внедрением программы «чистой» безуглеродной энергетики увеличивается доля солнечных электростанций, не имеющих вращающихся генераторов, подключенных к энергосистеме через инверторы, в связи с чем проявилась проблема снижения естественной устойчивости энергосистем от качаний частоты и напряжения. Вращающиеся роторы синхронных генераторов при колебаниях нагрузки в электросети практически мгновенно трансформируют механическую энергию своей вращающейся массы в электромагнитное поле и обратно. Солнечные панели не имеют вращающихся роторов и вырабатывают постоянный ток, который через инверторы преобразуют в переменный, снижая устойчивость энергосистемы.

На Западе в связи с политикой «зеленого перехода» растет парк ветряков и солнечных панелей. Этим установкам даны большие коммерческие преференции за счет традиционных тепловых и атомных электростанций. Устойчивость энергосистем поставлена в зависимость от погодных условий.

Диспетчерские службы периодически сталкиваются с краткосрочным избытком генераций, которую некуда девать. Отключить излишние ВЭС и СЭС диспетчера не могут из-за угрозы гигантских штрафов. Начинают «дергать» традиционные электростанции. Пытаются регулировать физические процессы электропередачи коммерческими методами. Объявляют о нулевой или даже отрицательной стоимости, вырабатываемой в этот момент электроэнергии, чем убивают экономику тепловых электростанций, вынужденных разгружаться и останавливаться в этот момент. В безветренную и пасмурную погоду некоторые владельцы ветряков начинают «химичить» и включают дизельные электрогенераторы, так как диспетчерские службы в этот момент резко увеличивают тарифы на электроэнергию из-за дефицита генерирующей мощности в энергосистеме. Такой мошеннический ход недавно обнаружили на ветровых электростанциях в Шотландии.

Большим объединенным энергосистемам легче сопротивляться рыночному насилию, стимулируя строительство дополнительных линий электропередачи и разворачивая строительство маневренных газотурбинных блоков и гидроаккумулирующих станций.

В мире существует девятнадцать больших энергосистем, которые входят в международную Ассоциацию GO-15. В Китае две большие энергосистемы — Северная и Южная. Северная (SGCC) — самая большая по мощности в мире. Крупная энергосистема в Бразилии охватывает три часовых пояса. На территории Европы функционируют 5 объединенных синхронных зон, разграниченных вставками и линиями постоянного тока. Единой диспетчеризации у них нет. В США и Канаде две большие системы, но, как и в Европе, они не имеют жесткого диспетчерского управления. В них не входят энергосистемы штатов Техас и Аляска.

ЕЭС России — одна из крупнейших, мощность ее превышает 247 000 МВт. Электроэнергетика России была серьезно деформирована рыночными реформами с начала 2000-х годов. Суть реформы РАО «ЕЭС» заключалась в организационном и экономическом разделении генерации от передачи и распределения электроэнергии. Единый физический процесс был разбит на 3–4 фрагмента, на каждом из которых основной задачей стало получение прибыли. Генерация была распродана в частные руки, исключая атомные электростанции и часть гидроэлектростанций. Удалось сохранить государственный контроль над единым диспетчерским центром управления — Системным оператором ЕЭС — и управление магистральными электрическими сетями. «Грохнули» вертикально интегрированную компанию РАО «ЕЭС». Но объективные свойства функционирования большой энергосистемы не дали окончательно разрушить структуру. Более того, структура имеет тенденцию сборки обратно. С 2023 года процесс сборки пошел активно, Системный оператор ЕЭС получил функцию контроля и планирования перспективного развития во всех регионах России, включая генерирующие мощности и региональные сети.

Энергосистема Великобритании первая вступила на путь рыночных реформ в 1980-х годах, разорвав единый процесс производства — передачи — распределения — потребления электроэнергии. За сорок лет произошла деградация и стагнация электроэнергетики страны. Частники не справились. Собственная выработка электроэнергии в стране за эти годы не выросла, более того, нарастает импорт электроэнергии по кабельным линиям постоянного тока из Франции, Бельгии и Норвегии. Мощность ветровых и солнечных электростанций, которые заменили остановленные в резерв угольные ТЭС, превысила 30% установленной мощности энергосистемы. Начались проблемы с устойчивостью и надежностью энергоснабжения потребителей. В 2021 году случилась авария — сгорела вставка постоянного тока на 2000 МВт, передававшая электроэнергию из Франции, а надо отметить, что установленная мощность ГЭС и ГАЭС Великобритании составляет всего около 3000 МВт. Эти ГЭС и ГАЭС смогли обеспечить аварийный резерв на несколько первых часов аварии. В дальнейшем дефицит энергии восполнить было нечем, а тут еще и ветер стих. Произошла разбалансировка энергосистемы, многих пришлось отключать. Теперь срочно пытаются реанимировать две угольные ТЭС и возобновляют добычу угля. Опомнившись, в Великобритании приняли решение о строительстве крупных гидроаккумулирующих электростанций в горах Шотландии и Уэльса.

Ускоренный энергопереход на экологически чистые и возобновляемые источники энергии для достижения углеродной нейтральности, который должен был разрушить традиционную энергетику стран не-Запада для их неоколонизации, неожиданно споткнулся. Коллективный Запад сам попал в ловушку, которую готовил для остального мира: проблемы с развитием ВИЭ из-за неподготовленного электросетевого комплекса и проигранная конкуренция в производстве солнечных панелей привели их в тупик. Необходимы серьезные инвестиции в развитие энергосетей, а пока Германия, Великобритания и США приступают к ускоренному строительству новых газовых электростанций.

Миф о высокой скорости глобального потепления на Земле из-за хозяйственной деятельности человека — это ментально-психологическая, пропагандистская диверсия, внушение чувства вины громадному большинству населения. Возведя на пьедестал этот миф, обывателю внушается образ счастливой жизни в маленьком домике с солнечной панелью на крыше, вдали от других людей, этакий рафинированный индивидуализм.

Современная энергетика априори оказалась «коллективистской», сопротивляется развалу на фрагменты, а электрическим сетям присуще расширение и стирание границ небольших государств. Мощность солнечных ферм начинает подтягиваться к единичной мощности традиционных атомных и тепловых электростанций, оптимально функционирующих в большой энергосистеме.