Перспектива створення енергоостровів в Україні: порятунок від блекаутів чи неефективна інвестиція в умовах воєнного часу?

У зв’язку з повномасштабним вторгненням росії в Україну, суспільство зіткнулося з проблемою масових відключень електроенергії, внаслідок пошкодження державою-агресором українських об’єктів енергетичної інфраструктури. 

За підрахунками «Укренерго» лише з жовтня 2022 по березень 2023 року росіяни завдали близько 1 200 ударів по енергетичній інфраструктурі України. Незважаючи на тимчасове «затишшя в атаках на енергетику» наявна необхідність встановлювати графіки відключення світла, як-от на Закарпатті станом на грудень 2024 року запроваджено 6 графіків відключення світла, кожен з яких передбачає 3-4 години без світла щоденно. З огляду на нагальність потреби у пошуці ефективного рішення відповідної проблеми пропонуємо розглянути ідею створення на території нашої держави енергетичних островів, які б сприяли відновленню балансу електроенергії в електромережі за умови збоїв, зумовлених ракетними обстрілами.

Для визначення ефективності побудови енергоостровів з метою вирішення проблеми блекаутів, в першу чергу необхідно розглянути національний і міжнародний досвід впровадження відповідної технології та сформулювати комплексне визначення поняття «енергоострів».

В Україні до 24 лютого 2022 року діяв єдиний енергетичний об’єкт, котрий не було приєднано до загальної мережі, а саме Бурштинська теплова електростанція. Її часто називали енергоостровом попри те, що ТЕС не зовсім відповідала цьому визначенню.

Справа у тому, що на початку 2000-х років перед державою постало питання приєднання до загальноєвропейської мережі операторів передач електроенергії (ENTSO-E) – адже раніше українська, а також інші системи пострадянських держав функціонували паралельно із російською, через що у випадку надзвичайних ситуацій вони мали б значну залежність від РФ у вказаному питанні. Тому в 2003 році Бурштинська ТЕС, яка забезпечувала споживачів Закарпатської, а також частково Львівської та Івано-Франківської областей, була приєднана до континентальної мережі ENTSO-E. Вона стала єдиною частиною української енергетики, що діяла незалежно від загальної системи. В подальшому саме через неї планувалось під’єднати всю національну мережу до європейської, тому цей «енергоострів» одразу створювався як тимчасовий. Йому вдалось виконати свою функцію, адже з початком повномасштабного вторгнення ТЕС була приєднана до енергетики України, а вже 16 березня 2022 року держава стала частиною ENTSO-E.

Втім, попри свою ефективність (оскільки основну мету створення було виправдано), Бурштинський досвід не може бути прикладом для подальшого будування енергоострів з наступних причин:

1. Цей об’єкт не відповідає поняттю енергоострова, він був більшою мірою зв’язком енергетики України та континентальної Європи;

2. ТЕС одразу планувалась як тимчасово незалежна від національної системи станція, яка згодом буде під’єднана до останньої.

Класичне розуміння енергоострова у міжнародній практиці значно відрізняється від концепції Бурштинського енергоострова. Яскравим прикладом штучного енергетичного острова є данський проєкт, що передбачає використання енергії від навколишніх вітряних електростанцій і передачу її на материк у формі постійного струму високої напруги, або шляхом перетворення електроенергії у водень, який можна транспортувати через трубопроводи до берега.

Виходячи із вищезазначеного, статус штучних енергетичних островів у міжнародній сфері визначається через:

а) розуміння самого поняття «острова», як окремої ділянки землі, що регулюється морським правом;

б) Директив ЄС (про які йтиметься далі), які застосовуються до діяльності, пов’язаної з будівництвом штучних островів, їх експлуатацією; та Директиви ЄС у сфері енергетичного права, кінцева мета яких полягає у забезпечення прозорості й ефективності енергетичного ринку, захисті інтересів споживачів і створені умови для сталого розвитку штучних островів у цій галузі;

в) національних актів держав, які закріплюють чіткі положення щодо регулювання процесу створення енергоостровів, їх експлуатації, механізми дії, у відповідності до міжнародного права.

Конвенція ООН з морського права встановлює міжнародну правову основу щодо використання моря та споруд у ньому. Стаття 56 цієї Конвенції визначає, що прибережна держава має суверенні права на дослідження та експлуатацію природних ресурсів (включаючи енергетичні ресурси). Стаття 60 передбачає, що «прибережна держава має виключне право будувати, дозволяти та регулювати будівництво, експлуатацію та використання (а) штучних островів; (b) установки та споруди для цілей, передбачених у статті 56, та для інших економічних цілей». Терміни «штучний острів», «установки та споруди» мають ключове значення у наведеній статті, але проблема полягає у тому, що ніякого їхнього термінологічного закріплення немає. Поняття острова, як природнього обʼєкта, прописане у статті 121 Конвенції: «аn island is a naturally formed area of land, surrounded by water, which is above water at high tide». Тому, аналогічно, виходить, що штучний острів буде визначено як «створена людиною ділянка суші, оточена водою, яка знаходиться над водою під час припливу.

На рівні Європейського Союзу правове регулювання здійснюється через кілька ключових директив:

 1. Директива (ЄС) 2019/944

Документ стосується управління енергетичним сектором та передбачає кілька важливих аспектів. По-перше, системним операторам забороняється володіти або керувати генеруючими потужностями, що сприяє прозорості та запобігає монополізації ринку. По-друге, необхідно забезпечити рівні умови для всіх учасників ринку щодо використання електричних мереж та інфраструктурних об’єктів. По-третє, нові генеруючі потужності мають проходити процедуру авторизації, яка визначає правила володіння та експлуатації. По-четверте, для штучних енергоостровів потрібні окремі ліцензії на будівництво як самого острова, так і енергетичної інфраструктури, що його оточує.

2. Директива 2014/89/EU про морське просторове планування

Документ встановлює рамки для сталого розвитку морської економіки та вимає від держав розробити процес морського просторового планування, враховуючи взаємодію між морською та сухопутною зонами.

3. Директива 2011/92/EU

Документ передбачає комплексну оцінку проектів, включаючи штучні енергоострови, для врахування потенційних наслідків на навколишнє середовище.

Отже, на основі викладеного, можна зробити висновок, що енергоострів – це штучно створена інфраструктурна система, призначена для генерації, акумуляції, трансформації та розподілу електроенергії, яка забезпечує оптимізацію процесів енергетичного балансування та підвищення ефективності використання джерел енергії.

Та в контексті цього постає нова проблема, а саме ключова проблема відновлюваної генерації – нестабільність виробництва. Вирішальне значення для сонячно-вітрової генерації має зберігання. Сховища необхідні для збалансування, коли вітрові та сонячні електростанції виробляють більше відновлюваної електроенергії, ніж може обробити розподільча мережа, або коли через брак сонця чи вітру виробляється занадто мало енергії.

У цьому контексті є досить цікавим досвід Китаю, оскільки він є лідером глобальної трансформації енергетики не лише через масштаби, а через системний підхід до зберігання та балансування електроенергії. Для вирішення проблема нестабільності виробництва у Китаї є три взаємопов’язані стратегії.

По-перше, величезні інвестиції в акумуляторні технології. У 2023-2024 роках Китай вклав 11 мільярдів доларів у мережеві накопичувачі. Країна виробляє настільки багато літій-іонних батарей, що може забезпечити світовий попит, автоматично знижуючи їхню вартість. Та ціна все-таки є досить високою, через що більшість країн, ще не готові до використання цього методу зберігання енергії в промислових масштабах.

По-друге, унікальні технологічні рішення, як-от маховикові накопичувачі – інноваційна технологія, яка являє собою зберігання електроенергії, що базується на принципі перетворення електричної енергії в кінетичну через обертання ротора. Принцип роботи простий: електрика розганяє маховик до надвисоких швидкостей, перетворюючись на механічну енергію обертання. Під час потреби в електриці процес відбувається у зворотному напрямку – кінетична енергія перетворюється назад на електричну. Проєкт у місті Чанчжі використовує 120 важких маховиків у вакуумі на магнітних підшипниках, які дозволяють мінімізувати втрати енергії та стабілізувати мережу. Систему частково розмістили під землею для безпеки через потенційно високу кінетичну енергію. Вартість проєкту – $48 млн, що демонструє реальність впровадження таких інноваційних рішень.

По-третє, географічне планування. Китай розміщує сонячні та вітрові електростанції в малонаселених районах, цілеспрямовано транспортуючи електроенергію до великих міських центрів. Наприклад, найбільша сонячна електростанція в Сіньцзяні площею 81 000 гектарів генерує 5 гігават потужності. У проєкті використано новий сплав рідкісноземельних металів для заземлювальних матеріалів, що дозволило скоротити витрати на понад 40%. Окрім цього, завдяки великій площі СЕС також служить пасовищем для свійських тварин. Під сонячними панелями висадили рослини, які фіксують пісок, і кормові культури.

Тому при реалізації концепції енергоострів варто звернути увагу не тільки на генерацію, а й зберігання енергії, що є досить новою та амбітною цілюю, оскільки дозволяє застосовувати балансуючі властивості в будь-який період, незважаючи на природні умови.

Водночас теоретична привабливість такого рішення потребує прискіпливого аналізу практичної реалізації, особливо в контексті специфічних викликів, з якими стикається сучасна українська енергетична система.

Важливо не забувати контекст, у якому знаходиться Україна, адже поглиблений та всебічний аналіз ефективності енергоостровів саме під час блекаутів не є можливим без розгляду безпекових та економічних чинників.

Ключовим питанням протягом оцінки можливості створення енергоостровів на території нашої держави залишається доцільність впровадження новітніх технологій в умовах постійного ризику. Відповідно до статистичних даних, ТЕС у 2024 році зазнали втричі більше ушкоджень внаслідок ракетних ударів країною-агресором, аніж за період 2022-2023 років. Водночас, також спостерігається втричі зростання кількості атак на гідроелектростанції та греблі. Через значні пошкодження обʼєктів магістральної електромережі НЕК «Укренерго», міністр енергетики Герман Галущенко повідомив, що певне генерування обладнання не може працювати на повну потужність. Нещодавна дронова атака, що відбулася на Тернопільщині, пошкодила мережі НЕК «Укренерго», внаслідок чого були введенні мережеві обмеження, задіяно роботу обʼєктів критичної інфраструктури, але при цьому без світла залишилося приблизно 95 тис. населення. Беручи до уваги наведені дані, фактично, запровадження нового енергоострову стає «червоною міткою» на карті, яка постійно перебуває у стані підвищеної небезпеки ракетного удару. Варто зазначити, що під ризиком перебуватиме не лише сам обʼєкт, а й працівники, які будуть налагоджувати процеси отримання та збереження енергії.

Розглядаючи реальність реалізації проєкту, неможливо також проігнорувати аспект вартості та джерел фінансування енергоострову. Наприклад, витрати на побудову нового енергоострову в Данії становлять близько 7 мільярдів доларів, що є надзвичайно великою інвестицію для державного бюджету в умовах повномасштабного вторгнення. У той самий час, залучення інвесторів до створення схожого проєкту виглядає як непосильне завдання через ризики повного знищення обʼєкту або ж виведення з ладу на певний час внаслідок ракетних ударів.

Отже, з огляду на проаналізований національний та закордонний досвід спорудження енергоостровів та відсутність консенсусу щодо визначення зазначеного поняття, пропонуємо тлумачити енергоострів, як штучно створену інфраструктурну систему, призначену для генерації, акумуляції, трансформації та розподілу електроенергії, яка забезпечує оптимізацію процесів енергетичного балансування та підвищення ефективності використання джерел енергії.

У підсумку, спорудження енергоостровів наразі видається неефективним способом вирішення проблеми масових відключень електроенергії з огляду на значне навантаження такої ініціативи на державний бюджет, а також безпекові ризики знищення відповідних об’єктів ще на стадії будівництва. Незважаючи на це, будівництво енергоостровів на Закарпатті, як джерел «зеленої енергії», може стати актуальним в умовах післявоєнної відбудови України, коли балансування буде необхідним у зв’язку з високими показниками споживання електроенергії.

Над матеріалом працювали:

Вікторія Бахно, Ілона Пекар, Роксолана-Єлизавета Западнюк, Юлія Захаревич, Олеся Мазур