Пандемия COVID-19 изменила работу энергетических систем по всему миру и дала представление о возможном будущем электроснабжении с преобладанием низкоуглеродных источников. Атомная энергетика, в частности, продемонстрировала, что она может поддерживать мировой переход к устойчивой, экологически чистой энергетической системе далеко за пределами фазы экономического восстановления после COVID-19.
Ограничения экономической и социальной активности во время вспышки вируса COVID-19 привели к беспрецедентному снижению спроса на электроэнергию во многих странах – порядка 10% или более относительно уровня 2019 года в течение нескольких месяцев, создавая тем самым сложные условия как для производителей электроэнергии, так и для системных операторов (рис. 1). В недавнем Отчете об устойчивом восстановлении, подготовленном Международным энергетическим агентством (МЭА), прогнозируется сокращение потребления электроэнергии в мире на 5% в течение всего 2020 года с рекордным снижением на 5,7%, прогнозируемым только в Соединенных Штатах Америки.
Рисунок 1. Еженедельное изменение спроса на электроэнергию в 2020 году относительно 2019 года в отдельных юрисдикциях (15 марта - 6 июня). Например, отсутствие локдауна в Швеции привело к увеличению спроса на электроэнергию в период с 15 марта по 5 апреля по сравнению с тем же периодом в 2019 году. В качестве альтернативы, введение локдауна во Франции привело к снижению в среднем на 14% за весь период (15 марта - 6 июня)Производство электроэнергии из ископаемого топлива сильно пострадало из-за относительно высоких эксплуатационных расходов по сравнению с атомной энергетикой и возобновляемыми источниками энергии, а также из-за простых механизмов ценообразования на рынках электроэнергии. Напротив, при этих чрезвычайных обстоятельствах преобладало производство низкоуглеродного электричества, причем вклад возобновляемой электроэнергии в ряде стран возрастал из-за обязанности операторов сетей электропередач планировать и отправлять возобновляемую электроэнергию в первую очередь, а также из-за благоприятных погодных условиий.
Атомная энергетика также оказалась устойчивой, надежной и хорошо адаптируемой. Ядерная промышленность быстро внедрила специальные меры для борьбы с пандемией, избегая необходимости останавливать свои АЭС. Компании-операторы также быстро адаптировались к изменившимся условиям рынка. Например, EDF Energy смогла удовлетворить потребности британского сетевого оператора, периодически сокращая производство энергии на реакторах АЭС “Sizewell B”.
Многим операторам АЭС все еще предстоит снизить их общий объем производства, например, во Франции, Швеции, Украине, Великобритании и в меньшей степени в Германии (рис. 2). Снижение спроса во Франции к концу марта уже способствовало снижению выручки EDF в первом квартале на 1%, а объем производства атомной энергии был более чем на 9% ниже, чем годом ранее. Аналогичным образом, российский Росатом испытал значительное сокращение спроса в апреле и мае, что способствовало снижению выручки на 11% за первые пять месяцев года.
Рисунок 2. Еженедельное изменение выработки электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода (15 марта - 6 июня) относительно недели 8–14 марта (до большинства отключений) в отдельных юрисдикцияхВ целом, конкурентоспособность и устойчивость низкоуглеродных технологий привели к увеличению доли рынка ядерной, солнечной и ветровой энергии во многих странах с начала пандемии (рис. 3). Доля ядерной генерации в Южной Корее выросла почти на 9 процентов, в то время как в Великобритании ядерная энергетика сыграла большую роль в почти прекращении сжигания угля в течение двух месяцев. В течение всего 2020 года в Краткосрочном энергетическом прогнозе Управления энергетической информации США отмечается, что доля ядерной энергетики увеличивается более чем на один процентный пункт по сравнению с 2019 годом. В Китае производство электроэнергии сократилось в январе-феврале 2020 года более чем на 8% за год: угольная генерация снизилась почти на 9%, гидроэнергетика почти на 12%. Атомная энергетика оказалась более устойчивой только с 2% -ным сокращением. Преимущества этой более высокой доли экологически-чистой энергетики с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов и других загрязнителей воздуха были в полной мере представлены во всем мире в последние месяцы.
Рисунок 3. Изменение в ядерной, солнечной и ветровой генерацияхЗадачи на будущее
Несмотря на продемонстрированную эффективность более современных энергетических систем в период кризиса, включая способность существующих атомных электростанций предоставлять конкурентоспособные и надежные услуги по производству низкоуглеродного электричества по необходимости, в то же время сохраняются как определенные краткосрочные, так и долгосрочные проблемы.
В краткосрочной перспективе падение спроса на электроэнергию ускорило недавнее падение цен на электроэнергию, особенно в Европе (рис. 4), с и без того экономически неустойчивых уровней. Согласно полугодовому обзору Standard and Poor's, значительное падение цен в Европе вызвано не только мерами по пандемии COVID-19, но и снижением спроса из-за необычно теплой зимы, увеличением предложения возобновляемых источников энергии в контексте более низких цен на газ и квот на выбросы CO2. Такие низкие цены еще более усугубляют сложные условия, с которыми сталкиваются многие производители электроэнергии, включая атомные электростанции. Это может помешать необходимым инвестициям для перехода на экологически чистую электроэнергию, что приведет к долгосрочным последствиям по достижению поставленных климатических целей.
Для атомной энергетики поддержание и расширение работы существующих станций имеет важное значение для ускорения перехода к низкоуглеродным энергетическим системам. При благоприятной инвестиционной среде может быть реализовано продление срока службы АЭС на 10–20 лет при средней стоимости 30–40 долл. США / МВт · ч, что делает это одним из наиболее экономически эффективных вариантов генерации дополнительной электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода, сохраняя при этом диспетчеризуемую мощность и снижая общую стоимость перехода на экологически чистую энергию. В отчете МЭА по устойчивому экономическому восстановлению указывается, что без таких продлений 40% АЭС в развитых странах может быть выведено из эксплуатации в течение десятилетия, добавляя около 80 миллиардов долларов США в год к счетам за электроэнергию. МЭА отмечает значительный потенциал программ технического обслуживания и продления эксплуатации АЭС для поддержки мер по восстановлению путем создания значительной экономической активности и занятости.
Потребность в гибкости
Новые ядерно-энергетические проекты могут принести аналогичные экономические и экологические выгоды, но их финансирование будет тем более сложным без сильной политической поддержки и более существенных реформ на рынке электроэнергии, включая реализацию предпочтений за обеспечение надежности, гибкости и других уникальных услуг ядерного сектора. Потребность в гибкости в производстве электроэнергии и работе системы - тенденция, ускоренная кризисом - будет все больше характеризовать будущие энергетические системы в среднесрочной и долгосрочной перспективах.
Рисунок 4. Среднее влияние на цены на электроэнергию в 2019 г. по сравнению с 2020 г. до и после начала пандемии в отдельных юрисдикцияхЗаглядывая в будущее, в то время как производители и системные операторы успешно отреагировали на кризис, наблюдаемое снижение генерации электроэнергии из ископаемого топлива привлекает внимание к дополнительным проблемам стабильности энергосистемы, которые могут возникнуть в дальнейшем. Мощные паровые и газовые турбины обеспечивают механическую инерцию электрической системе, тем самым поддерживая ее баланс. Замена этих мощностей переменными возобновляемыми источниками может привести к большей нестабильности, ухудшению качества электроэнергии и увеличению числа отключений. Крупные атомные электростанции наряду с другими технологиями могут выполнять эту роль, снижая риск перебоев с поставками в полностью декарбонизированных электроэнергетических системах.
Вызовы, созданные COVID-19, также привлекли внимание к необходимости обеспечения устойчивости в будущих энергетических системах, чтобы они могли справляться с более широким спектром внешних потрясений, включая более экстремальные погодные условия, ожидаемые в результате изменения климата.
Эксплуатация АЭС в период кризиса своевременно подчеркнула их постоянный вклад и будущий потенциал в создании более устойчивой, надежной и низкоуглеродной энергетической системы.
