Идеальный шторм или провал альтернативной энергетики? Три причины энергетического кризиса в США

Что случилось?

Две недели назад правительство Техаса предупредило жителей штата о том, что на них надвигается холодный фронт. Зима есть зима, периодически снег и похолодания случаются и на юге США. К 14 февраля крупные города Техаса и энергоуправляющая компания штата ERCOT попросили жителей экономить электроэнергию. Одновременно ERCOT предупредила о возможных временных, но контролируемых отключениях в ее поставках. Уже на следующий день жители Сан Антонио, одного из крупных городов штата, проснулись при температуре -12 и снежном покрове в 7–14 см — таких погодных условий здесь не наблюдалось с прошлого столетия. Отключения электроэнергии тоже не заставили себя долго ждать.

Так начался крупнейший энергетический кризис 2021 года, продолжавшийся как минимум 5 дней и оставивший без отопления и электричества миллионы техасцев.

Техас — пионер индустриальной ветроэнергетики: в прошлом году на нее пришлось до 25% потребления электроэнергии в штате. При этом, по плану новой администрации Джо Байдена, к 2035 году США должны полностью перейти на чистую энергетику. Неудивительно, что в первые же дни после начала кризиса в Техасе противники этой идеи раскритиковали эту программу, переложив всю ответственность за случившееся именно на возобновляемые источники.

The Wall Street Journal редакционная колонка от 15 февраля

Либералы твердят, что альтернативная энергетика сравнялась по цене киловатта с генерацией на ископаемом топливе, и это даже правда — благодаря субсидиям, однако нынешний кризис наглядно показал истинную цену такого подхода. Планы администрации Байдена по отказу от ископаемого топлива видятся более насущной угрозой американцам, чем изменение климата

Складывается впечатление, что обвинения, предъявленные к альтернативной энергетике в первые дни кризиса, политически мотивированы и не основаны на полных данных об энергетической системе Техаса, поэтому к таким выпадам надо относиться очень осторожно. Разберемся, что произошло в Техасе на самом деле.

Три важных фактора

• Не вызывает сомнений, что энергетическая система Техаса оказалась неподготовленной к холодам. Но это и неудивительно: штат не испытывал таких низких температур уже почти полстолетия, а может быть, и дольше. Энергосистема в этом штате испытывает наибольшую нагрузку в летний сезон, когда потребление электроэнергии максимально возрастает за счет использования кондиционеров. Отсюда логично вытекает, что все разрабатываемые защитные меры и стимулы в сфере управления энергетикой нацелены именно на летний период. Зимой большого, и тем более непредсказуемого, спроса на электроэнергию почти не возникает. Многие энергопроизводители закрываются на профилактические ремонтные работы как раз в это время.

• Неподготовленными к морозам и оледенениям оказались не только ветряные установки Техаса, но, самое главное, все тепловые электростанции, работающие на натуральном газе и угле, и даже один из ядерных реакторов пришлось отключить. Все энергоуправляющие компании, включая техасскую (ERCOT), детально моделируют свои потребности на много месяцев вперед и постоянно проверяют и совершенствуют эти прогнозы. B холодные периоды ERCOT рассчитывает только примерно на 10% от всех имеющихся ветряных мощностей в штате, еще около 15% поступает за счет солнечных батарей и ядерных реакторов, в то время как тепловые электростанции должны обеспечивать оставшиеся потребности в электроэнергии. Солнечные фермы и батареи вполне справились со своей задачей даже в экстремальных погодных условиях — по крайней мере по имеющимся сейчас данным.

• Все виды электростанций работают как и в очень теплых, так и в очень холодных регионах мира. Ветряные турбины установлены даже в Антарктике и коммерчески оправдывают себя в таких холодных штатах, как Миннесота, Вайоминг, Северная и Южная Дакота, Канаде, Швеции, Норвегии. Список можно продолжать. Конечно, в холодных регионах есть и электростанции, работающие на натуральном газе.

Почему все виды электростанций подвели Техас

В дизайне оборудования, установленного в Техасе (для всех видов электроэнергии), не было зимних пакетов услуг, утепляющего оборудования. Все это стоит денег, и так как экстремальные холода если не невероятны, то, по крайней мере, чрезвычайно редки, владельцы не обязаны их устанавливать и берут риски на себя. В случае с газовыми турбинами часть газопроводов, поставляющих им топливо, и поддерживающее их оборудование элементарно замерзли.

Резкая нехватка газа, который к тому же пришлось делить между выработкой электроэнергии и отопительными нуждами (около 40% отопительных систем в техасских домах используют натуральный газ), неполадки, вызванные погодой, в работе тепловых, ядерных, так же как и ветряных электростанций, текущие ремонтные работы, отсутствие резервных мощностей — все это в совокупности создало условия для «идеального шторма». В этих условиях, чтобы сохранить общую работоспособность электросети и не допустить пожаров на подстанциях и разрушения инфраструктуры подачи электроэнергии, операторы вынуждены были отключать потребителей, оставляя критические объекты (например, больницы) в энергосети.

Что дальше?

«Разбор полетов» будет идти еще очень долго. Данных о случившемся уже очень много, но дополнительными факторами могут послужить и неточности в моделировании работы энергосети, и неправильные действия операторов, и др. На изучение и анализ потребуются месяцы. Главное, подойти к этим вопросам с точки зрения уроков на будущее. В других регионах США энергоуправляющие компании платят энергопроизводителям за поддержку их электростанций в полной готовности — так называемые резервные мощности, готовые поддержать энергосистему в миллисекунды. Я думаю, это будет одним из наиболее обсуждаемых вопросов в пакете изменений, через которые придется пройти техасской энергосистеме в ближайшем будущем. Главный минус здесь будет заключаться в том, что потребителям придется постоянно платить за эти резервы, а события, аналогичные по масштабу тому, что произошло в Техасе, происходят раз в десятилетия.

Фото на обложке материала: American Public Power Association/Unsplash