Перегони за енергетичними ресурсами. Чому компанія ДТЕК зводить нову комбіновану парогазову електростанцію в Бурштині?

Амбіції Групи ДТЕК, очолюваної Рінатом Ахметовим, знову виводять промислову газову генерацію на передній план українського енергетичного ринку. В умовах, коли з початку повномасштабного вторгнення активно розвиваються розподілені потужності відновлювальних джерел енергії та газопоршневі установки, цей сектор набирає нових обертів.

Топ-менеджери найбільшого приватного інвестора в українську енергетику розраховують на успіх завдяки партнерству з провідним американським виробником турбін - компанією GE Vernova.

Чи зможуть їхні плани витримати випробування ринковими умовами? Які небезпеки можуть загрожувати швидко розвиваючомуся ринку обладнання для газових електростанцій? Відповіді на ці питання можна знайти в статті Mind.

Що задумали в ДТЕК

Компанія ДТЕК планує звести нову газову електростанцію комбінованого циклу (CCGT) потужністю до 650 МВт на території Бурштинської ТЕС в Івано-Франківській області. "Реалізація проєкту, спрямованого на створення сучасних маневрових газових потужностей, відбуватиметься в рамках меморандуму про співпрацю, укладеного між ДТЕК та провідним світовим постачальником енергетичних технологій GE Vernova", - повідомили в компанії.

Згідно з її інформацією, прогнозований обсяг електроенергії, що буде вироблятися на новій CCGT, може досягати 5 ТВт·год на рік. Загальна сума інвестицій складе €900 мільйонів. Запуск експлуатації планується до 2032 року.

В офіційному повідомленні ДТЕК також акцентували, що "на відміну від традиційної теплової генерації, сучасні газові турбіни здатні запускатися за лічені хвилини та швидко змінювати навантаження". Тому нова CCGT на Бурштині буде "допомагати енергосистемі тоді, коли споживання різко зростає або коли потрібно підстрахувати сонячну й вітрову генерацію, яка залежить від погоди".

Суперечки про технологію

Нове висловлення про "швидкі можливості" вибраної технології та рентабельність бізнес-моделі викликало дискусії серед експертів енергетичного сектора.

Зокрема, Ігор Петрик, керівник відділу розвитку компанії Wärtsilä Energy у Східній Європі, підкреслює, що парогазова установка (ПГУ), яку планує звести ДТЕК, не є "маневровою технологією".

"У повідомленні не згадуються деталі щодо часу запуску. Можливо, колеги мали на увазі 55 хвилин. Дійсно, виробництво електроенергії може бути значним, якщо не виникає необхідності зупинятися під час періодів негативних цін, про які вже почали говорити в Україні. Однак, газотурбінні установки не схильні до зупинок. Це насправді ефективна технологія, яка демонструє свої переваги, коли працює в режимі базового навантаження без циклічних або часткових навантажень," - підкреслив експерт.

Енергетик Олег Рогожніков висловив свою думку з цього приводу. "Дійсно, газові турбінні електростанції (CCGT) найефективніше функціонують в режимі базового навантаження, близько до 100% своєї проектної потужності", - зазначив він. Рогожніков також підкреслив, що в умовах постійного дефіциту електроенергії та можливого продовження цієї ситуації на п'ять і більше років, така електростанція має своє місце в українській енергетичній системі. Вона стане особливо вигідною, якщо зможе запропонувати споживачам конкурентоспроможні ціни та укласти довгострокові контракти на 5-10 років.

Микола Кубай з львівського Кластеру енергетичного приладобудування підкреслив, що зупиняти роботу ПГУ на Бурштині не потрібно. Адже ці установки створені для "вирівнювання коливань у графіку енергопостачання та забезпечення статичної і динамічної стійкості енергосистеми в точках напруги від 110 до 750 кВ".

"Взагалі енергосистемі для забезпечення стабільної роботи енергосистеми потрібний гармонізований мікс різних видів генерації та різних одиничних потужностей. Щоб спрощено пояснити цю тезу, без заглиблення у нетрі роботи енергосистеми, можу навести такий приклад. У лопати і екскаватора різне призначення, та вони мають право на життя і мирне співіснуваня, оскільки доповнюють одне одного, забезпечуючи різні можливості користувачам,", - зазначив він.

Окрім технічних аспектів, на ефективність нової газової електростанції в Бурштині також вплине вартість сировини, необхідної для її функціонування. Олег Рогожніков підкреслив, що нестабільність цін на природний газ є вразливим місцем у бізнес-моделі проекту.

"У структурі корпорації ДТЕК та її материнського холдингу СКМ присутня газовидобувна компанія, а також значні споживачі електричної енергії, які мають інтерес до укладання довгострокових угод. Це може стати важливою перевагою для певної CCGT, яку планує звести одна з великих компаній у співпраці з її акціонерами та афільованими підприємствами," - зазначив він.

Стратегія виробника

CEO GE Vernova Скотт Стразік відзначає, що компанія займає унікальну позицію, забезпечуючи виробництво понад 50% електроенергії для споживачів в США, а загалом у світі цей показник наближається до 30%. В її активі - потужна база встановленого обладнання, що включає понад 7000 газових турбін, 57000 вітрових генераторів та потужності атомної енергетики на 65 ГВт.

Газові турбіни стали ключовим елементом у розвитку технологій GE Vernova, швидко здобуваючи популярність. Скотт Стразік зазначив, що ці енергоефективні рішення можуть оперативно адаптуватися до змін у споживанні енергії, швидко підвищуючи або знижуючи потужність. Вражає й те, що попит на турбіни компанії настільки високий, що їх вже зарезервували до 2028 року.

На цьогорічній конференції Semafor World Economy він також поділився інформацією про діяльність GE Vernova в Україні за останні кілька років. Компанія забезпечує мобільні енергетичні установки, які є модульними "електростанціями на колесах". Ці установки дозволяють швидко відновлювати електропостачання в місцях, де стаціонарна інфраструктура зазнала пошкоджень. Крім того, GE Vernova виконує роботи на підстанціях для підтримки енергосистеми в умовах війни.

Отже, GE Vernova створює основи для своєї активної участі в реконструкції енергетичної інфраструктури України, що повинна стати одним із двигунів економічного зростання в довгостроковій перспективі.

Конфлікти в Україні та на Близькому Сході яскраво підкреслили важливість енергонезалежності для існування як громад, так і держав. Відновлення повинно ґрунтуватися на раціональному використанні наявних ресурсів і технологій, щоб забезпечити максимальну автономію державам, - підкреслив Скотт Стразік.

Нова ера в енергетиці

На тлі глобального розширення бізнесу, основним ринком для GE Vernova залишаються США, де спостерігається "новий інвестиційний суперкруг".

У подкасті Bold Names для The Wall Street Journal Скотт Стразік провів паралелі між сучасним станом американської енергетики та епохою після Другої світової війни, яка охоплювала період з 1945 по 1975 рік. У ті часи генеруючі потужності подвоювалися кожні десять років. Однак, починаючи з початку 2000-х, настала тривала стагнація, що тривала близько 25 років, коли новий попит фактично залишався на нульовому рівні. Це сталося через те, що компанії перенесли виробництво за кордон, а промислове обладнання стало значно більш енергоефективним.

Підрозділ GE Vernova, що спеціалізується на модернізації електричних мереж (цей напрямок Скотт Стразік називає "електрифікаційним бізнесом"), нині демонструє найвищі темпи зростання серед усіх відділів компанії. Топ-менеджер пояснює цю тенденцію так: "Незалежно від того, яке джерело енергії — відновлювальне чи викопне — стане домінуючим у дискусіях про майбутній енергетичний мікс, світ обов'язково потребує значних капіталовкладень у інфраструктуру мереж. Це необхідно для інтеграції нових технологій та різних напрямків споживання електроенергії, які з'являються на ринку".

Він також зазначив, що в даний час спостерігається світовий перехід від застосування вуглеводневих молекул до електронів, що робить розвиток і оновлення електричних мереж основою майбутньої економічної системи.

За останніми даними Міністерства енергетики, станом на 21 липня, в Україні побудовано близько 1,8 ГВт розподіленої газової генерації. Лідер зі встановлення когенераційних газових установок - Київська область (219 МВт). Більше, ніж по 100 МВт потужностей отримали Черкаська (129,3 МВт), Дніпропетровська (118,2 МВт), Волинська (113,6 МВт), Івано-Франківська (108,8 МВт), Сумська (103,6 МВт) і Закарпатська (100,3 МВт) області.

Американський переділ

У Сполучених Штатах розвиток розподіленої газової генерації стримується бюрократичними бар'єрами та технічними труднощами, які можуть призводити до того, що підключення до загальної електромережі займає кілька років. У зв'язку з цим, все більше компаній вирішують відмовитися від великих газових електростанцій на користь автономних газопоршневих систем, які підключаються безпосередньо до виробництв (так звана генерація за межами мережі, або BTM).

"Ці 'енергетичні острови' можуть інтегруватися в загальну мережу в подальшому, що дозволить їм постачати надлишкову енергію під час пікових навантажень, особливо в умовах екстремальної спеки або холоду, тим самим сприяючи громадам у запобіганні блекаутів", - зазначає Скотт Стразік.

Як повідомляє The Wall Street Journal, кілька років тому концепція застосування сотень компактних двигунів для живлення дата-центрів загальною потужністю в гігавати виглядала б безглуздо. Проте сьогодні ситуація кардинально змінилася.

Все частіше технологічні компанії намагаються інтегрувати свої дата-центри з автономними джерелами енергії, уникаючи тривалого процесу підключення до електромережі. Як наслідок, вони почали віддавати перевагу не великим промисловим газовим турбінам, а менш потужним газопоршневим двигунам, які мають значно швидший термін постачання.

Згідно з даними, які збирає BloombergNEF, приблизно 55% проектів дата-центрів у США, що мають намір використовувати природний газ для генерації електроенергії на своїх територіях, планують впроваджувати газові турбіни. У той же час, 29% з них розглядають можливість використання газопоршневих двигунів.

Згідно з інформацією від BloombergNEF, час очікування на поставку двигунів може варіюватися від одного до двох років, тоді як промислові газові турбіни можуть бути доступними лише через три роки. Що стосується потужних турбін для великих енергетичних установок, їх доведеться чекати від семи до восьми років.

Окрім термінів, газопоршневі двигуни мають й інші переваги. Вони швидше турбін реагують на зміни навантаження, що корисно для дата-центрів зі значними коливаннями споживання електроенергії. Здатність швидко нарощувати потужність також означає, що для управління великими та частими коливаннями навантаження потрібно буде встановлювати на майданчику менше акумуляторних батарей (energy storage).

Додатково, фахівці в цій сфері підкреслюють, що газопоршневі двигуни є більш оптимальними для жаркого клімату, оскільки вони виявляють менші втрати ефективності при зростанні температури і не потребують значних обсягів води для охолодження, на відміну від промислових газових турбін.

Змагання серед виробників

Австрійська компанія Innio спеціалізується на виробництві популярних поршневих двигунів, які відомі під брендом Jenbacher. Згідно з інформацією від BloombergNEF, серед світових дата-центрів, які планують використовувати природний газ для генерації електроенергії на своїх територіях, проєкти загальною потужністю приблизно 8,3 ГВт передбачають встановлення двигунів цього виробника. Ці двигуни створені спеціально для генерації електроенергії безпосередньо на об'єктах або для резервного живлення, а не для використання в морському або вантажному транспорті.

В Україні газопоршневі установки Jenbacher теж популярні серед інвесторів в розподілену газову генерацію. І саме вони опинилися в центрі гучного скандалу в перші роки повномасштабної війни. Проблема тоді полягала в тому, що дороге обладнання, отримане за кошти донорів, тривалий час простоювало через затримки з приєднанням до мережі в той час, коли в системі наростав дефіцит генеруючих потужностей.

Оголошені потужності розподіленої газової генерації, що мають бути встановлені різними виробниками на територіях дата-центрів у США для забезпечення їх електроенергією без прив'язки до централізованих електричних мереж.

Інфографіка: The Wall Street Journal, BloombergNEF

Основними конкурентами Innio є компанії Rolls-Royce та Caterpillar. Вони беруть участь у реалізації проектів дата-центрів з загальною потужністю 3,7 ГВт та 3,6 ГВт відповідно.

Innio, Caterpillar і Rolls-Royce виробляють високошвидкісні поршневі двигуни, які мають конкурентні переваги для застосування у дата-центрах. Ці двигуни є компактними та мають високу енергетичну щільність. Завдяки невеликим розмірам їх можна розміщувати в контейнерах, виготовляти у вигляді готових модулів і швидко встановлювати на майданчику.

У документах, поданих при виході на IPO в США минулого місяці, Innio зазначила, що встановлення її двигунів займає три місяці. Середньошвидкісні двигуни таких виробників як Wärtsilä та Everllence зазвичай використовуються на круїзних і контейнерних суднах та мають значно більшу масу відносно своєї енергетичної потужності. Як зазначається у звіті SemiAnalysis, їхнє встановлення та введення в експлуатацію може тривати до десяти місяців.

Водночас генеральний менеджер AlphaStruxure Трой Паттон відзначив, що середньошвидкісні двигуни демонструють вищу ефективність, краще функціонують на великих висотах та не вимагають капітального ремонту так часто, як їх високошвидкісні партнери. Він також підкреслив, що для клієнтів дата-центрів головним пріоритетом є доступність обладнання, і сьогодні середньошвидкісні двигуни можна швидше придбати та запустити.

Ризики, пов'язані з ринковим бумом.

Найголовніше питання, яке сьогодні виникає у секторі газової генерації, стосується можливого надлишку виробничих потужностей на ринку. Компанія Caterpillar оголосила про свої наміри збільшити виробництво турбін у 2,5 рази, а також втричі розширити потужності для виготовлення поршневих двигунів у порівнянні з 2024 роком. У свою чергу, компанія Innio має намір до 2030 року потроїти свої виробничі потужності до приблизно 10 ГВт.

Виробники промислових газових турбін, зокрема GE Vernova та Siemens Energy, проявляють обережність щодо своїх намірів розширити виробничі потужності. Це пов'язано з їхніми спогадами про важкі часи різкого зростання, а потім і падіння на ринку енергетичного обладнання в кінці 1990-х та на початку 2000-х років.

Тоді на фоні лібералізації ринку електроенергії, відносно низьких цін на газ і очікувань, що газова генерація витіснятиме вугільні та мазутні електростанції під тиском кліматичної політики, в США та Європі утворилася "бульбашка газотурбінного ринку". Виробники повірили, що попит на їх обладнання буде стабільно великим, і почали нарощувати виробничі потужності.

Компанія General Electric (з її складу у 2024 році в незалежну структуру виокремилась GE Vernova) стала одним із символів того газотурбінного спаду: після стрімкого розширення виробництва вона зіткнулася з різким падінням замовлень, надлишковими потужностями та необхідністю звільняти тисячі працівників.

На сьогоднішній день виробники обладнання для газової генерації мають досить перспективні можливості. Однак у контексті швидко зростаючого ринку, де активно діють численні оптимістично налаштовані учасники, зростають ризики виникнення надмірного ентузіазму. Якщо цей бум виявиться недовготривалим, галузь може зіткнутися з проблемами надлишку обладнання, різким зниженням обсягів замовлень, ціновими війнами та значними фінансовими збитками.

Проте для України такий сценарій принесе не найгірший розвиток подій. Відновлювати енергосистему, поневічену війною, в умовах падаючого ринку і низької конкуренції за обладнання може виявитись швидше й дешевше.