Цього року в Україні активізувалося будівництво потужних газопоршневих електростанцій. Їх переважно використовують для підтримки роботи критичної інфраструктури. Але у них є інша функція, яка дуже важлива для української енергетики, що була понівечена російськими ракетами та дронами-камікадзе. Що таке газопоршневі та газотурбінні електростанції, чим вони відрізняються від дизельних генераторів, та чому можуть стати рятівним колом для енергосистеми України — в матеріалі NV Бізнес.
Приєднуйтесь до нашої групи "Оперативно" у Телеграм та Вайбер, щоб першими знати важливі та актуальні новини!
Ціна питання
31 січня на одному з комунальних підприємств Ірпеня було велелюдно. Тут зібралися керівництво міста, декілька народних депутатів та інші зацікавлені особи. Цього дня урочисто запускали газопоршневу електростанцію потужністю 1 МВт. «Ця установка, в порівнянні з дизельним генератором, являє собою постійне, а не резервне джерело живлення, та спроектована для роботи у безперервному режимі протягом усього строку експлуатації», — зазначив тоді Андрій Герус , народний депутат України, голова комітету Верховної ради України з питань енергетики та ЖКП.
Обладнання, яке напередодні приїхало з Австрії, стало джерелом живлення для котельні, яка надає послуги теплопостачання для 70% міста, що понівечили російські окупанти, та інших об'єктів.
«В першу чергу, [електростанція] забезпечить подачу електроенергії об'єктам критичного життєзабезпечення — лікарні, школи, на підприємства теплокомуненерго та місцевий водоканал. З урахуванням навантажень, також можна буде частково забезпечити роботу вишок мобільного зв’язку», — уточнив Микола Колісник , заступник міністра енергетики України.
Андрій Герус розповідає NV Бізнес, що від моменту появи ідеї до запуску в експлуатацію пройшло менше двох місяців.
Реалізацією проекту займалася компанія КТС Інжиніринг ( Київ), яка є офіційним партнером INNIO Jenbacher в Україні. Тут підкреслюють, що когенераційна газопоршнева електростанція в порівнянні з дизельними генераторами є постійним, а не резервним джерелом живлення. Вона спроектована для максимального часу роботи з мінімальними зупинками на сервісне обслуговування. Наприклад майже всі дизельні електростанції мають сервісне обслуговування кожні 250 мотогодин ( м/год) . «Когенераційні газопоршневі електростанції Jenbacher зазвичай працюють круглий рік за винятком часу на сервісні зупинки. Сервісне обслуговування на природному газі проводиться кожні від 3333 м/год, а заміна масла в середньому кожні 4000 м/год. Це один раз на пів року», — наголошує Євген Химорода , директор з продажу КТС Інжиніринг.
Як вона працює «В основі цієї станції двигун внутрішнього згоряння з генератором, який працює на природному газі. Вони бувають різної потужності. Крім газопоршневих є ще потужніші газотурбінні агрегати — це фактично авіаційні двигуни», — каже Денис Саква , старший аналітик інвесткомпанії Dragon Capital. Такі агрегати можна з'єднувати паралельно, щоб отримати потужні станції.
У якості палива можна використовувати не лише природний газ, але й біогаз, який видобувають з відходів аграрних підприємств або на сміттєзвалищах. Паливом для газотурбінних станцій також може бути LPG та дизель.
Учасники ринку розповідають NV Бізнес, що станція в Ірпені стала першою саме на комунальному підприємстві. Взагалі газопоршневі агрегати в Україні з’явилися більше 15 років тому. Їх переважно використовує бізнес.
Скільки вони коштують?
Саква оцінює вартість контейнерного агрегату, подібного до того, що запрацював в Ірпені, приблизно в $600 тис. Герус каже про 25−30 млн грн. «У даному випадку на закупівлю не використовувалися кошти державного чи місцевого бюджету, бо була домовленість із компанією-виробником Jenbacher, що електростанція передається безкоштовно. Монтаж та пуско-наладку також безкоштовно провела компанія КТС Інжиніринг», — акцентує нардеп.
Собівартість електроенергії, що вробляють подібні електростанції, є доволі конкурентною і в першу чергу залежить від вартості палива. «Це у 4−5 разів нижче, аніж у електроенергії із дизель-генератора», — впевнений Андрій Герус.
За оцінками КТС Інжиніринг при поточній ціні газу собівартість 1 кВт*год на газопоршневій станції складає 4 грн з врахуванням обслуговування. У дизель-генераторів цей показник коливається в межах 15−17 грн але це лише витрати на паливо. «Сьогодні газ дуже дорогий. А три роки тому собівартість 1 кВт*год на газопоршневих електростанціях була менше 1 грн», — нагадує Химорода.
Ігор Петрик , директор з розвитку ринків фінської енергетичної компанії Wärtsilä Energy у Східній Європі, вважає, що рахувати окремо ціну устаткування та собівартість генерації - некоректно. «Найбільш релевантний показник для порівняння різних технологій — це собівартість виробництва електроенергії на життєвому циклі ( LCOE)», — пояснює Ігор Петрик. Він враховує капітальні витрати, вартість палива і обслуговування впродовж усього передбаченого періоду роботи обладнання. Фахівець каже, що цей показник може бути найнижчим у газотурбінних установок парового або комбінованого циклу при роботі у базовому навантаженні. Але ці станції недостатньо маневрені для балансування сучасної енергосистеми. Технології газопоршневих двигунів найкращим чином пристосовані для гнучких режимів з частими пусками та зупинками і тому можуть ефективно співпрацювати з ВДЕ та надавати системні послуги. Наприклад, швидкі резерви для мережі.
Обладнання парогазових станцій найдорожче — капітальні витрати можуть становити 1000 євро на 1 кВт і вище залежно від потужності станції. Висока вартість компенсується великим ККД на номінальному навантаженні, якщо енергосистема не вимагає циклічної роботи, наприклад, із зупинками щоночі через низьку ціну електроенергії в нічні години.
Газопоршневі станції на базі двигунів великої потужності ( від 10 МВт) можуть коштувати 600−700 євро за 1 кВт, а малі контейнерні - близько 500 євро.
«ККД парогазових установок досягає 52−56%. У великої газопоршневої установки — до 50%. А у контейнерного агрегату — до 40%», — уточнює Петрик. Тому вартість електроенергії за показником LCOE у малих станцій — найвища.
Важливо відзначити що когенераційне обладнання виробляє електричну та теплову енергію одночасно, та фактично є малою ТЕЦ. «Котельня в Ірпені спалювала газ для того, щоб отримувати тепло. Тепер при спаленні того самого обсягу газу ще генерується електроенергія», — розповідає NV Бізнес представник КТС Інжиніринг.
Як розмір впливає на функцію
На початку лютого в Україні з’явилася ще одна газотурбінна електростанція — потужністю 25 МВт. Її також безкоштовно передали Уряду України американські партнери з USAID. Устаткування, що вироблено General Electric, змонтоване на мобільному шасі та відповідно до пропозиції Оператора ГТС України, використовуватиметься в місцях аварій, які стаються на енергооб'єктах. Сергій Макогон , екс-гендиректор Оператора ГТС вважає, що Україні для стабілізації ситуації в енергетиці потрібні 15−20 подібних станцій.
Таке обладнання можна використовувати для заживлення критичної інфраструктури, такої як водоканали, ТКЕ тощо. Найефективніше це робити у зонах інтенсивного споживання електроенергії або біля таких зон. «Наприклад, міста — обласні центри», — каже Герус.
Але ці твердження є вірними для невеликих або мобільних газопоршневих електростанцій.
« Газовий генератор в контейнері принципово не відрізняється від того генератора, який працює на вулиці біля кафе. Це локальна генерація. Їхня роль зараз в умовах відключень централізованого електропостачання надважлива. Але це не про енергетику», — упевнений Ігор Петрик. Він пояснює це тим, що з точки зору енергосистеми цих станцій не існує, вони знаходяться за «межами радарів» Укренерго.
Але є інші рішення, які можуть системно допомогти українській енергетиці. Укренерго зможе активно використовувати установки, потужність яких перевищує 10 МВт. Їх можна застосовувати не лише для локальної генерації, але й для балансування ( маневрування) в енергосистемі. Вони починають генерувати електроенергію за 30 секунд від пуску і можуть « піднімати» мережу після знеструмлення (блекауту), а також завдяки високій паливній ефективності замінити великі вугільні електростанції, які постраждали через ракетні обстріли.
Представники INNIO Jenbacher зазначають, що їхні агрегати можуть виходити на повну потужність впродовж 3 хвилин. Управління станцією може відбуватися віддалено в режимі реального часу.
Для порівняння потужність 1 блока АЕС складає до 1000 МВт.
« Найбільшу газопоршневу електростанцію Wärtsilä побудувала в Йорданії. Це 36 агрегатів по 17 МВт кожен. Сумарно 600 МВт. В Мексиці будується станція 400 МВт, багато станцій по 200 МВт збудовано у США», — розповідає Петрик, додаючи, що такі станції стають основою енергосистем, в яких велика частка відновлювальної енергії.
Саме через активний розвиток сонячної та вітрової енергетики питання створення подібних станцій в Україні виникло задовго до початку повномасштабного вторгнення РФ. У квітні 2022 року НКРЕКП затвердила Звіт з оцінки відповідності ( достатності) генеруючих потужностей на 2022−2031 роки, розроблений НЕК Укренерго. І вже тоді було передбачено створення 2 ГВт високоманеврових потужностей, щоб безпечно та ефективно інтегрувати прогнозні обсяги нових ВДЕ в енергосистему у найкоротші терміни.
Газопоршневі електростанції можуть надавати, так звані, допоміжні послуги з балансування енергосистеми. Тобто їх потрібно запускати, коли вщухає вітер, або хмари затуляють сонце.
Сьогодні в український енергосистемі не вистачає кілька гігаватт потужності. 1 ГВт можна отримати або з 1 енергоблоку АЕС, або з десяти 100 мегаватних газових електростанцій. «Це розподілена генерація, яка не підставляється під удар ракет», — каже Ігор Петрик.
Тобто така модель енергосистеми має дві ключових переваги:
- один об'єкт коштує дешевше ніж високоточна ракета, тому їх невигідно обстрілювати;
- знищення або пошкодження однієї електростанції, на відміну від великої вугільної ТЕС, не вплине на стабільність системи в цілому.
«Ми будемо спалювати бензин, поки Укренерго не виправить ситуацію з системою. Чим скоріше вдасться виправити ситуацію, тим скоріше країна відмовиться від побутових генераторів і зекономить багато-багато грошей. Потрібно, щоб рішення були системними», — пояснює Ігор Петрик.
Саме великі газопоршневі або газотурбінні станції у комплексі з відновлюваною енергетикою можуть замінити розбомблені вугільні станцій та стати не просто локальним джерелом електроенергії, а повноцінним учасником енергосистеми з розумною собівартістю генерації.
Чи є зацікавленість у реальних інвесторів, а не лише іноземних меценатів? Гендиректор Метінвест Холдингу Юрій Риженков в інтерв'ю Liga.net заявив , що компанія хоче збудувати декілька подібних станцій по 20 МВт кожна.
Андрій Герус каже про більше ніж 10 проектів газопоршневих електростанцій, якими переважно цікавляться промислові підприємства для власних потреб.
А за даними Міністерства енергетики України вже будується декілька муніципалітети Чернігівської, Сумської, Полтавської, Київської, Тернопільської та інших областей найближчим часом запустять газопоршневі електростанції аналогічні тій, що вже працює в Ірпені або навіть потужніші.
Джерело: NV Бізнес