«Климатическое оружие» в Техасе

Нынешней зимой Россия будто бы применила «климатическое оружие»: массы холодного воздуха из Якутии, заморозив не только привычную к низким температурам Канаду, но и малознакомый с ними юг США, добрались до самого Техаса, где в последний раз серьезные холода наблюдали в далеком 1895 году. 

И нельзя сказать, что по нашим, российским понятиям в Техасе произошло нечто экстремальное: столбик термометра опускался до вполне вменяемых –17 градусов. Но катастрофа в энергетическом секторе Техаса, обернувшаяся десятками жертв, стала центральным новостным сюжетом прошедшей недели не только в США, что вполне понятно, но и в далекой России. 

которые и в самом деле занимают весьма серьезное место в энергетическом балансе Штата одинокой звезды.

Разберемся в вопросе. Для начала стоит отметить, что Техас, будучи одним из самых ветреных штатов, вполне логично лидирует по доле ветроэнергетики в генерации электроэнергии: она составляет около 25%. Это реально много, ведь на долю газа — основного техасского энергоносителя — приходится всего вдвое больше, 53% всей генерации штата. Остаток электроэнергии генерируют угольные ТЭС и две техасских АЭС — «Команчи-Пик» и «Саус Тексас». 

На последней из-за небывалых морозов произошло ложное срабатывание автоматики и рано утром 15 февраля остановился первый энергоблок. Штат потерял 1,35 гигаватт мощности. 

Но это лишь одно и не самое важное слагаемое потерь, которые на пике достигали 35 гигаватт, т. е. вышла из строя треть генерации штата. И не просто вышла из строя, а вышла очень не вовремя — когда из-за резкого похолодания взлетел спрос на электроэнергию и энергетический комплекс штата оказался в ножницах между выросшим спросом и резко сократившимся производством.

Тогда же, в понедельник 15 февраля, Совет по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT) ввел в энергокомплексе штата чрезвычайную ситуацию и начал периодические отключения электроэнергии, которые на максимуме оставляли без электричества до 4 миллионов домохозяйств.

Выработка угольных электростанций 15 февраля составила 60% от установленной мощности. По «вине» угля штат в этот день потерял 6 гигаватт — в 4,5 раза больше, чем от остановки энергоблока АЭС «Саус Тексас». 

Установленная мощность газовой энергетики штата на зимний период составляет 55 ГВт, но 15 февраля она упала до 31 ГВт из-за проблем по всей цепочке: замораживания устьев скважин (остановилась добыча), снижения номинальных характеристик трубопроводов (сократилась подача газа на электростанцию), отказов генераторного оборудования (снизилось производство электроэнергии). 

Совокупные потери по «линии газа» составили 24 ГВт. То есть из 35 ГВт потерь 30 ГВт дали газ и уголь. Еще 1,35 ГВт — атом. Чуть меньше 3 ГВт составили потери в ветроэнергетики, т. е. в 10 раз меньше, чем у традиционных энергоносителей, газа и угля. 

Взглянем попристальнее на техасскую ветроэнергетику, чья установленная мощность составляет 25 ГВт, но тут надо помнить две важных вещи:

- во-первых, КИУМ (коэффициент использования установленной мощности) для ветроэнергетики в США составляет 42%, в ветреном же Техасе КИУМ ветряков колеблется в районе 50%, т. е. при установленной мощности в 25 ГВт в реальности ветрогенераторы выдают «на-гора» около 13 ГВт; - зимой КИУМ ветроэнергетики падает, прогнозная генерация ветроэнергетики Техаса в середине февраля была на уровне 6,1 ГВт, из-за сильного мороза и обморожения ветрогенераторов в реальности выдавалось около 3,5 ГВт. 

Но на пике падения выработки — ранним вечером 15 февраля — выработка у ветряков ненадолго упала до 0,65 ГВт, что на несколько часов оставило систему уже без совсем не лишних 5,45 ГВт. 

 

Газовая генерация «на пике» падения теряла 31 ГВт, т. е. почти 60% стандартной зимней выработки. Но проблема с газом оказалась шире: из-за гигантского дефицита электроэнергии была сокращена подача на значительную часть хранилищ газа, что привело к резкому, хотя и недолгому, сокращению выдачи ими газа. Как вы понимаете, это увеличило дефицит газа и снизило выработку электроэнергии. 

Теперь, разобравшись с технической стороной вопроса, перейдем к причинам, приведшим энергосистему Техаса к временному краху.

Сильные морозы (по техасским, конечно, меркам) приходили в Техас за последние 40 лет всего лишь дважды: в 2011 и 1983 годах. Но в 2011-м в энергосистеме Техасе выпало мощностей в 8 раз меньше, чем сейчас (в абсолютном выражении). А в феврале 1983 года, который техасские старожилы до прошлого понедельника вспоминали с содроганием, температура редко где опускалась ниже нуля, продержавшись на этих низких значениях от 5 до 12 суток. Предыдущие температурные рекорды, схожие с нынешними, фиксировались в Техасе более 100 лет назад.

Как вы понимаете, нести затраты — кроме случая, когда они чрезвычайно низки, — на подготовку к морозам энергосистемы, когда они случаются раз в столетие, экономически неоправданно. 

Но это лишь одна стороны вопроса, другой же является то, что в США работают три независимые энергосистемы: Восточная, Западная и... штата Техас.

Энергосистема Техаса мало сопряжена с остальными двумя энергосистемами, что:

- с одной стороны, позволяет ей работать с меньшим контролем со стороны федерального правительства, - с другой — сильно затрудняет получение электроэнергии из соседних регионов во время кризисов подобным нынешнему.

Из-за отсутствия регулирования со стороны федеральной власти энергосистема Техаса самая конкурентная в стране, что обеспечивает потребителям низкие цены на электроэнергию, но в то же время принуждает поставщиков до предела минимизировать расходы.

Специально стоит отметить, что энергосистема города Эль-Пасо, единственная в Техасе не входящая в техасскую энергосистему и подключенная к общей энергосистеме востока США, прошла холода практически без отключений, получая электроэнергию из других регионов. 

То есть на деле неподготовленность энергосистемы Техаса к холодам была выбором его руководства — а последние 25 лет Техасом руководят одни лишь республиканцы — и миллионов его избирателей, которые, пережив раз в несколько десятилетий холодную неделю, все остальное время пользуются низкими ценами на электричество. 

Но руководство Техаса совершило одну действительно серьезную ошибку. В Техасе добывается 25% всего газа США, штат дает 40% всего американского экспорта газа, который идет в Мексику.

Объемы экспорта газа в Мексику начали падать в воскресенье, 14 февраля, но губернатор штата медлил с выпуском полного запрета на экспорт газа аж до 18 февраля. Первые же перебои с электричеством в Техасе начались в 6 часов утра 9 февраля, и с тех пор ситуация только ухудшалась. Понять можно: бизнес, а с ним и обязательства перед покупателями газа — превыше всего.

Хотя, заметим, у солнечной энергетики выработка во время холодов даже превышала прогнозную. 

Как вы понимаете, ни о каком объединении энергосистемы Техаса с любой из двух других энергосистем страны даже речь не идет. Ведь тогда злобная федеральная власть заставит ставить на ветряках cold-weather package — системы, позволяющие им бесперебойно работать в холодных условиях, строить дополнительные мощности по хранению газа, адаптировать газопередающее и генерирующее оборудование к холодам. 

Что в итоге для простого техасца выразится в росте стоимости электричества. А простой техасец не такой дурак — платить лишние доллары лишь для того, чтобы не померзнуть недельку раз в 30–40 лет. И где-то, наверное, он прав.

Что же до обвиненной во всех грехах возобновляемой энергетики, несмотря ни на что, в планах Техаса оставаться лидером «зеленой энергетики» и в 2021–2023 годах. Техас должен ввести в строй вдобавок к имеющимся 25 ГВт еще 35 ГВт ветровой и солнечной генерации. Но теперь уже преимущественно солнечной.