Інтернет мережа енергії як відповідь на глобальний виклик зміни клімату

В той час коли глобальне потепління прискорюється, а викиди парникових газів від спалювання викопного палива продовжують зростати, всім країнам світу невідкладно потрібен шлях до сталої енергетики майбутнього. Чи існує такий шлях і чи може на нього стати Україна?
Липень 2019 року став найспекотнішим місяцем за всю історію метеоспостережень, температура за полярним колом вперше піднялася до +35 °С, тисячолітні льодовики Гренландії руйнуються, небачені раніше за масштабами велетенські пожежі охопили ліси в Сибіру та в Амазонії. Кліматична криза, що розгортається у світі, окрім посилення лісових пожеж, вже спричиняє зміну сезонного та географічного розподілу опадів, повені та прискорення ерозії ґрунтів в одних регіонах та екстремальні посухи в інших, танення вічної мерзлоти, спустошення прибережних районів і зниження врожайності сільськогосподарських культур.

Станом на 25 серпня, після початкового політичного поштовху створеного успіхом масових виступів школярів та рухом Extinction Rebellion в квітні, вже 967 юрисдикцій (міст, областей, регіонів) у 18 країнах оголосили кліматичну надзвичайну ситуацію. Першими декларації надзвичайного кліматичного стану оголосили Уельс та Шотландія, 28 та 29 квітня, після того як Лондон був практично заблокований демонстрантами Extinction Rebellion. Тепер кількість місцевих урядів по всьому світу, які визнали необхідність вживати негайних заходів для стрімкого скорочення викидів парникових газів наближається до тисячі, а в їх юрисдикціях налічується понад 212 мільйонів громадян.
В ЄС новий президент Єврокомісії Урсула фон дер Ляєн оголосила протидію змінам клімату пріоритетом свого уряду. В Сполучених Штатах надзвичайний кліматичний стан оголосили штат Каліфорнія та Нью-Йорк, для небаченої досі економічної мобілізації для його подолання демократична партія розробляє “Новий зелений курс”, а питання клімату знаходиться в центрі запеклих політичних баталій.

Перехід від необмеженого використання викопного палива до енергії з відновлюваних джерел та енергоощадних технологій є ключовим для подолання проблеми змін клімату, адже більшість викидів СО2 в атмосферу спричиняє саме спалення вугілля, нафти і газу. Саме тому глобально енергетика відповідальна за 2/3 всіх викидів парникових газів. Через зростаючий попит на енергію в світі, брак доступу до сучасних енергоефективних технологій та залежність багатьох країн від викопних енергоресурсів темпи забруднення атмосфери продовжують збільшуватися. Щоб це змінити необхідно здійснити перебудову енергетичних систем, транспорту та інфраструктури міст по всьому світу.

А що в Україні?

За останні 10 років згідно даних Українського гідрометеорологічного центру середнє підвищення температури в нашій країні досягло 1,6°С. Наслідки змін клімату в нас хоча і не такі катастрофічні, як в Індії та деяких інших частинах світу, але вже наочні та відчуваються кожним – змінюється характер та розподіл опадів, стає все більше зливових дощів, літня погода утримується у вересні, зими стають коротшими, а літо починається вже у травні. Попри це в нашій державі багато політиків досі схильні вважати, що глобальна кліматична криза України не стосується і реагувати на це ніяк не потрібно. Але серед місцевих урядовців, які несуть пряму відповідальність за майбутнє своїх громад, розуміння того що і як з цим робити зростає та вже починає втілюватися у коректні заходи та стратегічні цілі.
Українські міста-піонери вже працюють в цьому напрямку, залучаючи міжнародну технічну підтримку та значні інвестиційні кошти, а також діляться з іншими своїм практичним досвідом в сферах підвищення енергоефективності, розвитку відновлюваної енергетики та сталої мобільності.
В минулому році Житомир, Львів, Чортків та Кам’янець-Подільський заявили про ціль перейти на 100% відновлюваних джерел енергії до 2050 року та підписали меморандум про співпрацю з міжнародною кліматичною організацією 350.org. В грудні представники цих міст взяли участь у міжнародних кліматичних переговорах СOP24 в польському місті Катовіце.

Стратегічну мету 100% ВДЕ прийняли 53 країни, з них сім – до 2030 року. За даними IRENA до цієї ж дати на чисту енергію планують перейти 131 місто. Подібні плани але до 2050 року собі поставили 247 міст, включаючи Лондон, Париж, Стокгольм, Сідней, Токіо, Торонто, Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Сан-Франциско, а також 33 регіони, включаючи штат Каліфорнія. Стратегії переходу більшості з них фокусуються на отриманні обсягів електроенергії з ВДЕ, достатніх не тільки для покриття поточних потреб, а й для заміщення викопного палива в секторах транспорту, опалення та промисловості за рахунок їх електрифікації та застосування нових технологій (електромобілі, теплові насоси, промислові водневі технології). Доцільність цього підтверджується тим фактом, що більше сотні міст світу вже отримують більшу частину електроенергії для своїх потреб з відновлюваних джерел енергії.

 

Графік 1: Кількість міст що проголосили намір переходу на 100% ВДЕ, по країнах. Джерело: IRENA – Towards 100% Renewable Energy: Status, Trends, and Lessons Learned

За 2018 рік вартість відновлюваних джерел енергії впала до рівнів, коли нові потужності ВДЕ (зокрема ВЕС та СЕС) без додаткової державної підтримки в багатьох країнах виграють конкуренцію за ціною кіловат-години у електростанцій на викопному паливі. Про це повідомляється в останньому звіті про вартість технологій відновлюваної енергетики, опублікованому 29 травня 2019 року Міжнародним агентством з відновлюваної енергетики (IRENA). Це також підтверджується раніше опублікованими даними аналітичних фірм Lazarus та Bloomberg New Energy Finance (BNEF). Експерти одностайні в тому, що вже в недалекому майбутньому СЕС та ВЕС будуть найдешевшими джерелами електроенергії по всьому світу.

 

Графік 2: Середнє зниження вартості технологій СЕС та ВЕС у світі за 2010-2018 рр. Джерело: IRENA – Renewable Power Generation Costs in 2018

Сьогодні в секторі електроенергетики відбувається справжня технологічна революція, яку спричиняють здешевлення технологій ВДЕ, впровадження систем акумулювання електроенергії, розбудова “розумних мереж”, децентралізація та диджиталізація енергосистем. Разом ці нові технології поєднуються в те, що називають “Інтернетом Енергії”.

Впровадження “Інтернету Енергії” потребує модернізації мереж передачі та розподілу електроенергії, а також системних заходів для компенсації мінливості  сонячної та вітрової генерації. Ключові інструменти для цього – диджиталізація управління та впровадження “розумних мереж” на всіх рівнях. На побутовому рівні частиною цього виступають “розумні” водонагрівачі та інша побутова техніка, системи електричного опалення, кондиціювання, а також системи водопостачання, що мають накопичувальні ємності.  На промисловому рівні – насоси, двигуни, компресори, електропечі та різноманітне автоматизоване обладнання. 

Першим кроком для України на шляху до “Інтернету Енергії” має стати відмова від будь-яких інвестицій у централізовану негнучку енергетичну інфраструктуру та застарілі технології, які можуть замкнути всю економіку в занепаді та сприятимуть подальшій деградації довкілля. 

Три великих “Д” – декарбонізація, децентралізація та диджиталізація – повністю перетворять енергетичний сектор в наступні 10-15 років. Ці три тренди вже змінюють всі аспекти роботи енергосистем в багатьох країнах, найбільше в – Китаї та ЄС. Це ключ до побудови успішної та сталої економіки майбутнього, вільної від згубної залежності від викопного палива.

Для України трансформація енергетики в бік трьох “великих Д” – це шанс побудувати нову сильну економіку та вирватися з тривалого занепаду, підвищити безпеку та добробут своїх громадян та допомогти міжнародній спільноті вирішити проблему змін клімату.

Автор: Олег Савицький