Солнце калечит/спасает Европу
Практически все сектора электроэнергетики Европейского союза пострадали из-за жары
Летом этого года на территорию Европы одна за другой пришли вот уже пять волн аномальной жары: температура воздуха (под 40 и за 40 градусов), рек и озер бьет все предыдущие рекорды. Это оказало существенное влияние на состояние электроэнергетической системы субконтинента. Пора подвести итоги летнего периода.
Жара в электроэнергетике
Внимание СМИ сосредоточено на проблемах, которые возникают при аномально жаркой погоде у атомных электростанций, но есть одна характерная особенность: при всех вынужденных снижениях мощности (и даже приостановках реакторов) ни одного события по шкале INES, которая фиксирует радиоактивные риски, не произошло. Этот простой факт позволяет в данном случае считать АЭС такими же объектами генерации электрической и тепловой энергии, как и традиционные тепловые электростанции, использующие природный газ, уголь, биомассу и нефтепродукты.
В центре внимания при этом должна быть не электрическая мощность электростанций, а тепловая — ее приходится тем или иным способом утилизировать, чтобы генерация шла в проектном режиме. Просто в качестве примера: КПД большинства атомных блоков находится в пределах 33%, потому блоки румынской АЭС «Чернаводе» важны операторам объединенных энергосистем как источник 700 МВт электрической мощности, а вот водам Дуная приходится сражаться с тепловой нагрузкой в 1400 МВт. Разница, как видите, весьма существенная, поэтому при дальнейшем анализе буду оперировать именно тепловой мощностью — тогда нагрузка на окружающую среду или на имеющиеся дополнительные системы охлаждения становится более очевидной.
И еще один профессиональный термин, который следует пояснить сразу, — «прямое охлаждение». Тепловая электростанция (ТЭС) с прямым охлаждением забирает питательную воду (ту, которая после теплообменника превращается в пар и идет на турбину, обеспечивая вращение ее ротора) выше по течению. После прохождения турбины пар конденсируется, и полученная горячая вода сбрасывается в реку ниже по течению.
Выпавшие АЭС
В нашем случае совершенно не важно, что именно обеспечивает превращение воды в пар: цепная реакция деления ядер урана, древесная щепа, бурый уголь или природный газ — важна только генерируемая тепловая энергия. Имеются два ограничения. Первое — температурное: природоохранные контролирующие органы следят за пороговым значением температуры рек. К примеру, для большей части Дуная она составляет 31 градус Цельсия. Если при такой температуре ТЭС добавляет горячую воду, то в точке сброса температура поднимается выше 33 градусов, а это прямая угроза речной флоре и фауне, потому операторы станций вынуждены либо снижать мощность, тем самым снижая объемы сбрасываемой горячей воды, либо полностью останавливать работу объекта.
Второе ограничение — объем воды в реке. При засухе его может уже физически не хватать для обеспечения корректной работы турбины — и далее следуют ровно такие же алгоритмы действий: либо снижение мощности, либо полная приостановка работы.
На примере АЭС «Пакш» в Венгрии наглядно было показано, как одна проблема плавно переходит к появлению второй.
В июле Венгрия вынуждена была пойти на снижение мощности из-за температуры Дуная, а дальнейшее продолжение жары привело уже к нехватке воды для охлаждения турбин. Результат известен — ситуация доходила до того, что жидкости хватало для работы только одной из восьми турбин реакторов АЭС «Пакш», в результате падение доступной мощности составило до 250 МВт. В августе ситуация значительно не улучшилась. В результате обычные для данного периода года объемы выработки и доля станции в суммарном производстве электроэнергии упали более чем в два раза.
На АЭС «Чернаводе» оператор энергосистемы вынужден был остановить оба энергоблока на базе реакторов CANDU-6, неоднократно снижала мощность и приостанавливала работу своих блоков французская EDF. Фильтры системы забора воды крупнейшей во Франции АЭС «Гравелин» вот уже второй раз оказались забиты морскими медузами. Но системных рисков такая ситуация не несет.
Вода в дефиците
Климатические проблемы несут риски не только АЭС, но и более традиционным ТЭС. Это наглядно показала ситуация, сложившаяся в Польше на крупных угольных электростанциях: Козинец (4 000 МВт установленной мощности) и Полянец (1 700МВт). Обе построены на берегу Вислы. При этом, в отличие от АЭС Венгрии и Румынии, здесь у части угольных блоков для охлаждения используются градирни, но и это не избавило от необходимости приостановки работы части блоков с падением доступной мощности на 1 300 МВт.
Градирни не уничтожают потребность станции в воде полностью — они переводят большую часть теплового сброса с реки в атмосферу через испарение. А при высоких температурах воздуха появляется несколько дополнительных эффектов. Чем больше тепловая нагрузка и чем суше/жарче воздух, тем больше воды уходит в атмосферу; чем больше испарение, тем больше концентрируются примеси — и в итоге растет потребность станции в подпиточной воде. Кроме того, при высоких температурах наружного воздуха снижается сама эффективность охлаждения.
Все это сказалось на работе градирен польских угольных ТЭС: для работы в проектных режимах требовалось нарастить объемы подпиточной воды, что при падении стока Вислы 4 августа до 135 кубометров в секунду (около 25% обычного на это время года стока) и привело к необходимости остановок нескольких блоков.
Общая статистика потерь мощности генерации по причине жары и засухи на ТЭС еще не опубликована, но уже можно констатировать: государственным регуляторам всех европейских стран придется самым тщательным образом проверить и пересчитать действующие системы охлаждения. Это уже достаточно затратная работа, требующая времени, а какими могут оказаться результаты такого технического аудита, на сегодня предсказывать не имеет смысла.
Наиболее радикальный, но вместе с тем и самый дорогостоящий вариант — массовый переход на использование так называемых «сухих градирен», к технологии Хеллера — Форго.
Названа она так по именам венгерских инженеров Будапештского технического университета, разработавших ее в 1954 году. Не вдаваясь в технические подробности, скажем: ближайшим аналогом условно можно считать радиаторы автомобилей. После прохождения турбины сконденсированная из пара горячая вода отправляется в воздушные теплообменники и охлаждается за счет атмосферного воздуха, не вступая с ним в контакт. За 70 лет технология компании MVM EGI применялась в самых разных климатических условиях — от Билибинской АЭС на Чукотке до южных регионов Франции, показала себя с лучшей стороны. За исключением стоимости.
Ветер упал
Еще два вида генерации, получивших урон от аномальной жары в Европе, — наземные ветроэлектростанции (ВЭС) и ГЭС.
Жара — это устойчивый антициклон с минимальным движением воздушных масс, или если коротко, то жара в 95% случаев — это еще и штиль. Напомню, что мощность ВЭС примерно пропорциональна кубу скорости ветра. Например, падение скорости ветра на 20% приводит к снижению мощности ВЭС до 51,2%.
По данным оператора ОЭС Германии за 7 августа, ВЭС страны из-за штиля потеряли 8,1 ГВт (установленная мощность 71 ГВт).
Есть основания полагать, что подведение итогов аномальной жары в Европе для ветровой генерации оптимизма энергетикам не принесет. Офшорная, то есть морская ветрогенерация существенного урона не ощутила: бриз, хоть и становится менее интенсивным, полностью не прекращается, а высокие опоры ветротурбин нивелируют приповерхностные аномалии.
Нет полных итогов и по гидрогенерации, но, с учетом малоснежной зимы, ее снижение весьма значительно. По отрывочным сообщениям известно о фактической гидрогенерации в конце июля в нескольких странах относительно среднего за последние 15 лет: Австрия — 51%, Швейцария — 48%, Германия — 63%, Франция — 68%. В первой половине августа снижение генерации на ГЭС «Железные Ворота I» (нижнее течение Дуная, граница Сербии и Румынии) составило 70%. С учетом того, что только на Дунае действуют 22 ГЭС общей установленной мощностью более 3 600 МВт, — потери куда как более значительные, чем в случае ТЭС.
Солнце и газ
Статистика показывает, что в течение лета спасательным кругом для электроэнергетики стала солнечная генерация. Так, она увеличила объём выработки в августе 2026 года до 41,5 ГВт*ч с 34,3 ГВт*ч за аналогичный период прошлого года.
Есть и негативный фактор: снижение КПД солнечных панелей после нагрева поверхности (именно так — не температуры окружающего воздуха, а самой панели) выше 25 градусов — на 0,3-0,4% на каждый дополнительный градус. А положительные факторы: практически безоблачное небо, характерное для антициклонов; длинный световой день; высокий уровень солнечной радиации и максимум генерации примерно в те же часы, когда начинает расти потребление кондиционеров.
В Европе летом 2026-го второй эффект оказался очень заметным. По данным Ember, солнечная генерация в жаркие дни июня — июля была до 17% выше, чем в обычные дни. Но даже такое преимущество солнечной генерации не решило проблему, которую для краткости можно назвать одним словом — вечер.
Солнце прекрасно закрывает дневной пик кондиционеров, но примерно после 18–20 часов ситуация меняется: панели быстро теряют мощность; люди продолжают охлаждать помещения; температура воздуха еще очень высокая.
С учетом перечисленных проблем с генерацией на ТЭС, ГЭС и ВЭС единственным реальным вариантом осталось наращивание газовой генерации. А угольные электростанции на выручку не пришли — их во многих странах ЕС не просто выводили из эксплуатации, а еще и подвергали немедленному демонтажу.
Но даже там, где угольные станции были переведены в резерв, ситуация оказалась не из лучших. 17 августа в Румынии был введен в рабочий режим четвертый энергоблок угольной ТЭС «Ровинари», вернувший энергосистеме 300 МВт мощности. Ввод был осуществлен тремя специалистами с общим трудовым стажем на этой ТЭС 156 лет — пенсионеры, которых срочно пришлось разыскать и пригласить поработать. При этом выяснилось, что запасов угля — бурого, добываемого в самой Румынии — на складах наличествует на 7–10 суток работы.
С газовыми электростанциями хотя бы вот таких проблем — кадровой и наличия/отсутствия запасов — нет, но и здесь отрицательные последствия очевидны. Стоимость тысячи кубометров газа на бирже TTF значительно превысила $900, уровень заполненности ПХГ отстает от графика, отопительный сезон при таких условиях окажется непростым.
Разумеется, речь не о том, что «Европа замерзнет», а о том, какой окажется цена «незамерзания».
