Выступление Асета Наурызбаева на публичной дискуссии “Референдум по АЭС: участие общественности”, которая была проведена Unsafe Nuclear 22 сентября 2023 года в Алматы
Где ТЭО?
Сейчас «Казахстанские атомные электрические станции» ещё даже не сделали технико-экономическое обоснование (ТЭО). Во всём мире ТЭО делается для того, чтобы посчитать сколько будет стоить киловатт-час и делать инвестиционные решения «идём — не идём». ТОО «Казахстанские атомные электрические станции» полностью перевернуло с ног на голову всю технологию: сначала вслепую голосуйте на референдуме, а потом будем считать ТЭО. То есть это такая позиция: вы сначала сами как-нибудь придумайте, какая будет цена, а потом мы вам расскажем, какой она будет на самом деле. Сейчас я вам покажу, почему я считаю, что цена на атомную электроэнергию будет большой.
Цена киловатт-часа
В мире есть несколько институций, которые проводят многолетние исследования цены на электроэнергию, получаемую из разных источников. Один из авторитетных институтов — это инвестиционный банк Lazard, который считает так называемую взвешенную стоимость киловатт-часа. В данном случае мегаватт-часа, что в 1000 раз больше — там всё по-крупному, так как банкиры разговаривают с крупными рынками. Соответственно, если один мегаватт-час стоит сейчас $26, то один киловатт-час стоит 2,6 цента. Я буду всё в киловатт-часы переводить, приближаясь к нашим цифрам.
Вот набор рыночных цен в разных ситуациях в мире. Мы сейчас не рассматриваем те страны, в которых цена формируется не рынком, а назначается государством, как, например, в Беларуси. Цена электроэнергии, производимой Белорусской АЭС, не имеет смысла, потому что там своя экономика – цена спускается госпланом. На этой картинке очень хорошо видно, где находится возобновляемая энергия — это зелёный круг и где находится атомная – это красный круг. Эта диаграмма объясняет, почему мы будем переплачивать за электроэнергию, если она будет поступать с АЭС.
Давайте посмотрим. Самая верхняя полоска — это разбег цен между самой дешёвой и самой дорогой ценой для солнечных фотовольтаических генераторов, расположенных на крышах домов (Solar PV-Rooftop Residential). Почему она такая дорогая? Потому что маленький объём генерации, а хлопот много: вам надо крышу менять/усиливать, вам нужно туда людей заводить. То есть бригада работает ради двух-четырёх квадратных метров. Поэтому получается дорого.
Если это муниципальный масштаб (Solar PV-Community), то киловатт-час дешевеет, потому что одна и та же бригада работает на большом участке.
Интересная вещь начинается с уровня электростанции (Solar PV-Crystalline Utility Scale и Solar PV-Thin Film Utility Scale), когда мы говорим о нескольких квадратных километрах земли, застроенных солнечными панелями. Здесь два типа солнечных электростанций, одна из которых немного меньше. Обе занимают по несколько квадратных километров площади. Разбег цены для них — от $28 за мегаватт-час, или 2,8 цента за киловатт-час, до $41, или около 4 цента за киловатт-час.
Следующие две полоски — про технологию, которая называется концентрированная солнечная энергия (Solar Thermal Tower with Storage). Это довольно редкая технология. Много подвижных зеркал направляют солнечные лучи на одну башню, в этой башне нагревается и кипятится вода, и от пара работает турбина. Эффективность этой технологии пока ещё низкая, поэтому цена производства электроэнергии — высокая. Можно сказать, что этот способ находится пока что в исследовательной разработке.
Геотермальная энергия (Geothermal). Очень развита в Исландии, она тоже сравнительно дорогая.
Следующая, уже дешёвая электроэнергия — это ветряная (Wind). У меня данные за 2022 год — $26-50 за мегаватт-час, или 2,6-5 центов за киловатт-час. Сейчас такая энергия ещё немного подешевела.
Следующие, тёмно-синие полоски — уже традиционные источники. Газ представлен в двух ипостасях. Первая полоска — пиковые электростанции на газу (Gas Peaking). Это как раз та самая манёвренная генерация, которую мы сейчас активно обсуждаем: что, якобы, для возобновляемой энергетики нужно очень много манёвренной генерации. Я вам потом покажу, что это не так, и подобный аргумент — ложь от незнания. И газовая станция, которая работает в режиме когенерация (Gas Combined Cycle), на диаграмме это последняя полоска, когда она работает стабильно, не бегает за потреблением, а работает, так сказать, в постоянном режиме, она по цене производимой электроэнергии примерно как наша ТЭЦ. Тоже дёшево получается.
Аргумент про то, что, якобы, для возобновляемой энергетики нужно очень много манёвренной генерации — ложь от незнания.
Вторая тёмно-синяя полоска — атомные электростанции (Nuclear). Вот вам в срез рынка: от 13 до 20 центов за киловатт-час.
Следующая полоска — уголь (Coal). Очень большой разбег, потому что очень разный уголь. Мы где-то в левой стороне, потому что у нас очень дешёвый уголь. У нас вообще уникальный в мире уголь, из-за чего мы нерепрезентативны в этом плане. Сколько лет я наблюдаю за экибастузским месторождением, на краю разреза уголь всё время стоит $5 за тонну. При всех девальвациях и инфляциях цена на уголь в Экибастузе остаётся стабильной — примерно $5. Это нестандартная ситуация, нигде в мире такого нет.
При всех девальвациях и инфляциях цена на уголь в Экибастузе остаётся стабильной — примерно $5. Это нестандартная ситуация, нигде в мире такого нет.
Сколько мы будем переплачивать с АЭС?
Если говорить о конкретно нашей ситуации. У нас есть аукционы на возобновляемую энергетику и рыночная цена на возобновляемую энергетику. Последние аукционы в прошлом ноябре дали цену меньше 13 тенге за киловатт-час на солнце и меньше 16 тенге на ветер, одна ветряная электростанция тоже дала 13 тенге за киловатт-час. То есть наш уровень цен на возобновляемую энергетику — 13 тенге. Это прозрачная цена, сформированная в рыночных условиях на аукционе, можно посмотреть на сайте результаты аукционов.
Что мы знаем про атомную энергию в странах, в которых есть публичная цена? Последний проект Росатома — АЭС «Аккую» в Турции, о строительстве которой многие, наверняка, слышали. Там цена публичная и она составляет 12,35 цента за киловатт-час с возможностью эскалации в случае, если стоимость станции будет дорожать. А стоимость станции будет дорожать, это понятно, потому что не одна волна инфляции уже прошла. И Росатом вступит в переговоры о повышении контрактной цены. Но минимум — 12,35 цента. В современных условиях это около 60 тенге. Разница с возобновляемой энергетикой — не менее 45 тенге за киловатт-час.
Эту разницу мы будем переплачивать только из-за того, что выбрали атомную станцию, а не развитие возобновляемой энергетики. Что такое 45 тенге за каждый киловатт-час? Атомная станция будет производить 15 млрд кВт⋅ч в год. Эти 15 млрд кВт⋅ч умножаем на 45 тенге переплаты за каждый киловатт-час и получаем 675 млрд тенге, которые мы будем переплачивать каждый год за то, что выбрали на этом референдуме АЭС, а не возобновляемую энергетику. Это почти полтора миллиарда долларов. Каждый из нас будет переплачивать более 30 тысяч тенге в год — если 675 млрд разделить на 20 млн казахстанцев. Только потому, что приняли неправильное решение на референдуме — вот так просто! Мы будем переплачивать не только в счетах за электричество, но и в счетах за продукты, за транспорт и так далее. Вся экономика будет переплачивать за электричество 675 млрд тенге, если на референдуме мы сделаем неправильный выбор.
Вся экономика будет переплачивать за электричество 675 млрд тенге, если на референдуме мы сделаем неправильный выбор.
Откуда же взять электроэнергию?
Теперь относительно замечаний критиков по поводу того, где же нам взять энергию, если не АЭС. Мне хочется спросить у присутствующих: кто летал над территорией Казахстана на самолёте? Поднимите руки, пожалуйста. Ну, вот, почти все летали. Вы можете придумать, что с большей частью территории Казахстана можно сделать, с этими солончаками и пустынями? Удивительно, но атомщики говорят, что атомная станция занимает всего 16 гектаров, а солнечная станция 4 кв. км [400 гектаров] — они это ставят себе в заслугу. Видимо, взяли где-то у европейских атомщиков методичку и пытаются по ней нам рассказывать. Но у нас расположение солнечной или ветряной электростанции где-то в глубинке — это счастье. Другой работы там нет. Это единственное, что наша земля может дать людям.
Давайте посмотрим на нашу энергосистему. Она была сложена в советское время, в соответствии с тем, что в Экибастузе очень дешёвый уголь, и она была логично выстроена вокруг этого мощного узла. От Экибастуза идут линии на запад, в сторону Костаная и на юг, в сторону Алматы. Нас интересует направление север-юг. В советское время была построена одна линия, за годы независимости — ещё две линии: одна вдоль первой и другая через восточный регион. То есть наша энергетика — та уникальная отрасль, в которой после распада Советского Союза было сделано больше, чем за советские годы. Это заслуга наших казахстанских энергетиков. Именно благодаря этим двум линиям мы на юге получаем энергию из Экибастуза.
Сейчас, в зимнее время максимальный переток составляет 2200 мегаватт в нормальном режиме; мегаватты — это мощность в моменте. То есть целых 2200 МВт по трём линиям идут с экибастузских станций к нам, в Алматы, чтобы у нас зимой была электроэнергия. Поэтому эти три линии нагружены. Вся проблема казахстанской энергетики состоит в том, что из-за этого перекоса в структуре производства и потребления как только на юге что-то случается, эти линии перегружаются.
Вся проблема казахстанской энергетики состоит в том, что из-за этого перекоса в структуре производства и потребления электроэнергии как только на юге что-то случается, эти линии перегружаются.
В прошлом году была крупная авария — Сырдарьинская ТЭС потеряла четыре своих энергоблока, 1200 МВт. Эти 1200 МВт взять больше неоткуда, кроме как из России. Перетоки мгновенно потекли вот по этим линиям. Но естественно, если перегрузка начинается, срабатывает автомат и линия гаснет. Это как у вас в квартире: если вы воткнули в сеть слишком много электрочайников, то выбивает пробки. Так и здесь, в большой энергетике — сработал автомат, три линии погасли. К дефициту в 1200 добавилось ещё 2200, которые обычно шли к нам из Экибастуза. В северной части, наоборот, возник избыток, но он, за счёт связи с Россией и снижения производства, скомпенсировался. Но у нас, на юге всем трём странам (Казахстан, Кыргызстан и Узбекистан) не хватало 3400 МВт.
Так и здесь, в большой энергетике — сработал автомат, три линии погасли. К дефициту в 1200 добавилось ещё 2200, которые обычно шли к нам из Экибастуза.
Таких резервов нет ни у кого, и все три страны погасли на ноль. Единственное, наши локальные энергосистемы — Алматинская и Шымкентская — изолировались и остались на внутренних станциях, то есть часть казахстанских потребителей осталась на внутренних станциях. Это, на самом деле, большое искусство, должен вам сказать, потому что маленькие энергосистемы трудно балансировать. Здесь как в сказке про лису и двух медвежат: когда лиса откусывает справа, то остаётся больше слева, и наоборот. Электроэнергосистема работает так же, вам нужно потребление и генерацию всё время балансировать. Резюме: наши энергетики — молодцы, но ситуация — очень тревожная.
Маленькие энергосистемы трудно балансировать. Здесь как в сказке про лису и двух медвежат: когда лиса откусывает справа, то остаётся больше слева, и наоборот.
Решение с использованием ВИЭ
Что с этим можно сделать? Понятно, что нам нужно усиливать генерацию на юге. На карте я показал, как это надо сделать. Если мы построим линию с востока на запад, от китайской границы до Каспийского моря, то у нас появится много точек вдоль неё — потенциальные электростанции на солнце и ветре. Так у нас появится собственная генерация. Раньше мы были вынуждены тащить энергию с Экибастуза, потому что у нас не было своих энергоресурсов. Какую-то часть энергии мы везли в виде угля, но это ещё невыгоднее, так как в нашем угле 43% золы. Если же производить энергию не на угле, а на солнце и ветре, мы можем наконец-то выравнять наш дисбаланс.
Линия ВИЭ на юге — оздоровление казахстанской энергосистемы
2200 мегаватт, текущие по линиям с севера на юг, мы можем превратить в ноль, если будем генерировать 2200 мегаватт внизу. Поэтому если мы построим площадку для развития солнечной и ветряной генерации на юге, мы улучшим состояние энергосистемы, а не ухудшим, как это делает правительство. Что сейчас делает правительство? Оно говорит: мы построим в Экибастузе ещё несколько блоков. Это настолько абсурдно… Когда у них уточняют: а что делать с передачей? Они говорят: мы построим ещё одну линию. То есть наше правительство ещё больше усугубляет дисбаланс, вместо того чтобы его снимать.
Если мы построим площадку для развития солнечной и ветряной генерации на юге, мы улучшим состояние энергосистемы.
Если построить так, как я предлагаю, то возникает следующее «волшебство». Это как раз к тому самому вопросу, который используют в качестве аргумента люди, которые в нём не разбираются — «ненадёжность» ВИЭ-генерации. Ненадёжна каждая отдельная установка. Ненадёжна потому, что может облако налететь — свет погаснет, может ветер перестать дуть — свет погаснет. Чтобы избежать этого, мы строим энергосистему на научных принципах, а это означает следующее. При условии, что каждая станция имеет случайный характер мощности генерации, каждая одинаковая по размеру станция имеет равную максимальную мощность и все они находятся далеко друг от друга, суммарная генерация будет иметь нормальное распределение. Это значит, что если суммировать много случайных величин, то они начинают кучковаться вокруг среднего значения. Допустим, если много раз бросить игральный кубик, то среднее значение чисел, которые у него выпадут, будет 3,5. Выпадать каждый раз будет, понятно, случайная величина, но каждый раз – от одного до шести, в среднем — 3,5. Это — давно изученный эффект, который называется нормальным распределением.
Давайте внимательно посмотрим на него. В этом колоколе вы видите области. Что это за области? Любая случайная величина характеризуется двумя параметрами: среднее значение (в примере с игральным кубиком это было три с половиной) и стандартное отклонение. То есть если мы бросим кубик 100 раз, то в сумме он даст нам около 350. Может и 340. Может и 320. Если этот эксперимент повторять раз за разом, то каждый раз результат будет складываться вокруг среднего значения, но при этом отличаться от него. Величина, на которую происходит это отклонение, называется стандартное отклонение. Строго говоря, это квадратный корень из суммы квадратов отклонений. Но в это можно сейчас не вникать. Важно то, что у случайной величины два параметра: где она в среднем появляется и насколько сильно она отклоняется от этого среднего.
Почему мы берем для каждой отдельной станции равномерное распределение, из которого потом складывается нормальное для всей совокупности в целом? Если мы берём модель, когда мы говорим, что станция производит с равной вероятностью то ли 0%, то ли 100%, то ли 50%, то ли 70% — все варианты одинаково вероятны, то это и называется равномерным распределением.
Для 50 равномерных распределений станций на ВИЭ я посчитал применительно к территории Казахстана для предлагаемой мной ветки постоянного тока. Надо понимать, что все эти станции будут работать как одно целое с нормальным графиком распределения. 50 станций, каждая по 50 МВт, превращаются в одну, которая работает следующим образом.
Среднее значение получается 2500 МВт: 50 станций, каждая в среднем по 50 МВт. Так мы закроем вопрос с нехваткой электроэнергии на юге полностью. Теперь вопрос: каким будет стандартное отклонение? Для такого случая, когда все 50 станций работают как не зависящие друг от друга равномерно распределенные случайные величины — 204 мегаватта. Что это значит? Это значит, что 68,2% времени общая мощность всех 50 станций будет находиться в пределах 2500 МВт с колебаниями плюс-минус 204 МВт [тёмно-синяя область в колоколе на графике]. То есть, как видите, большую часть времени все станции вместе работают около среднего значения, независимо от того, у какой отдельной станции нет ветра или солнца.
Среднее значение получается 2500 МВт: 50 станций, каждая в среднем по 50 МВт. Так мы закроем вопрос с нехваткой электроэнергии на юге полностью.
Голубая область — это два стандартных отклонения, две сигмы. Здесь надёжность выше. 95% времени эта условная станция, состоящая из 50 далеко стоящих друг от друга станций, даёт 2500 МВт плюс-минус 408 МВт.
Три сигмы [светло-голубая область] — это 99,7%. Это любимая в инженерной науке цифра, потому что 99,7% это почти всё время. Но для энергетики это мало. Приемлемое число для энергетики — 99,99%, это нормальная надёжность.
Если у нас есть четыре сигмы, это значит плюс-минус 816 МВт. То есть: если у нас есть, чем закрыть колебания нашей станции в обе стороны на 816 МВт, то 99,99% времени этого будет хватать для обеспечения электроэнергией юга Казахстана.
«Где взять мощность?»
У нас есть эти 800 МВт — и вверх, и вниз, в уже существующей энергосистеме. С учётом двух строящихся станций в Кызылорде и Туркестане этого точно будет хватать. Вот ответ на вопрос «где взять мощность, если не строить атомную станцию?». Вот, где взять мощность! Вот эти самые 2500 МВт, которые нам собираются построить в Улькене через 10 лет. Вот эта линия из 50 станций на ВИЭ может быть построена за два-три года. Да, конечно, надо посчитать аккуратнее, чем это сделал я, взять исторические данные по ветру и солнцу. По солнцу эта система накладывается на время суток: понятно, что когда солнца нет, мы имеем ноль. Но и нагрузка ночью ниже. Очевидно, что надо комбинировать ветер и солнце с тем, чтобы весь этот колокол был выше или ниже в зависимости от того, какая нам нужна нагрузка.
Вот эта линия из 50 станций на возобновляемых источниках энергии может быть построена за два-три года.
Нам могут сказать: ну, хорошо, одну АЭС заменили, а дальше где брать энергию? Очень просто. Вернёмся к предыдущему слайду. Смотрите, мы же можем ставить станции не по 50 МВт, а по 100 МВт. Ну, допустим, мы стали лучше жить и теперь нам требуется больше энергии. Мы говорим: ну, окей — мощность станций увеличиваем, добавляем ещё по 50 МВт. Вот вам ещё 2500 МВт. И так далее. То есть эти станции легко масштабируются и степи у нас неограниченные. Давайте грубо посчитаем: 100-мегаваттная станция у нас занимает 4 кв. км и производит примерно 220 млн кВт⋅ч в год. Сколько таких станций могут вместить наши степи? Чтобы, к примеру, покрыть 110 млрд кВт⋅ч, которые казахстанцы сейчас потребляют, нам нужно 500 таких станций, которые займут 2000 кв. км, или меньше 0,1% территории Казахстана.
Чтобы, к примеру, покрыть 110 млрд кВт⋅ч, которые казахстанцы сейчас потребляют, нам нужно 500 таких станций, которые займут 2000 кв. км, или меньше 0,1% территории Казахстана.
Согласно же логике Минэнерго, 10 лет мы должны сидеть в темноте, пока, наконец, — ура, не появится атомная энергия. Но тут же они говорят: нет, вы, конечно, не будете сидеть в темноте, мы сделаем так, чтобы у всех был свет. Я у них спрашиваю: если у всех есть свет, то через 10 лет у нас появится АЭС, у которой не будет потребителей? Они: мы другие станции закроем. Настолько сырая, непроработанная позиция. В энергетике ввод и вывод мощностей – это плановая операция. Это, на самом деле, серьёзный вопрос, потому что 2400 МВт — это 10% рынка, закрыть их – это, сами понимаете, очень непросто.
Резервы нужны и для ВИЭ, и для АЭС
Следующий важный вопрос – про то, что из-за низкой волатильности возобновляемой энергетики нам нужно иметь резервы. Что такое резервы? Для примера я взял датского системного оператора Energienet. Почему датского? Потому что у них много возобновляемых источников энергии.
Вот это их потребление за 4 сентября 2021 года. Ночью было мало, утром все кофе варят, вечером телики смотрят – обычная картина потребления. Зелёное – ветер, жёлтое – солце, красное – спрос.
Вычтем из общего потребления солнечную и ветровую генерацию и посмотрим, сколько нам нужно добивать в виде резервов. Вот резервы, необходимые при использовании ВИЭ-генерации – синяя пунктирная линия.
Теперь рассмотрим ситуацию, когда не солнце и ветер, а атом. Убрали солнечную и ветровую генерацию, поставили равнозначную по мегаватт-часам атомную станцию – фиолетовая линия.
Атомная станция работает по ровному графику. Сколько резервов нужно иметь с атомной генерацией? Вычитываем из спроса атомную генерацию, получаем необходимые резервы – пунктирная коричневая.
Теперь сравните две линии резервов: синюю пунктирную и жёлтую пунктирную. Как видите, даже в такой стране как Дания, где много возобновляемых источников энергии, примерно одинаковый объём резервов надо иметь.
В Дании доля ВИЭ в общей генерации – около 50%. У нас возобновляемой энергетики всего 5%, к 2030 году ещё 10% хотим. У нас волатильность возобновляемой энергетики будет ещё ниже. А если мы её будем строить так, как я показал, она будет подчиняться известному закону распределения, будет работать строго по науке.
Выводы
Почему ВИЭ лучше, чем АЭС? Если резюмировать, то вот основные тезисы:
- Атомная энергия – очень дорогая. В текущих ценах она в четыре раза дороже возобновляемой.
- Возобновляемые источники – безопасны. Даже крупные аварии на ветряной или солнечной станции не требуют отселения людей и создания периметра безопасности. ВИЭ не представляют интерес для террористов:из них не сделать грязные бомбы.
- Возобновляемая энергетика не производит токсичных отходов. Солнечные панели – это просто кремний, тот же пляжный песок. Лопасти ветряков – композитные материалы: углепластик, углеродное волокно; они никаких токсичных воздействий не оказывают. Когда появится экономически обоснованный способ их переработки, они станут сырьём для новых панелей и ветряков. Это вопрос экономических отношений, а не химии и не физики. С физикой и химией здесь всё в порядке – мы ничего не загрязняем.
- Построить и ввести в эксплуатацию ВИЭ – намного быстрее. Строительство АЭС занимает десять и более лет. Солнечные и ветряные станции строятся в течение двух-трёх лет с момента замысла.
- Переходя к заявленному референдуму по вопросу строительства АЭС в Казахстане. Отстоять более выгодное и безопасное для Казахстана решение – наша с вами ответственность. Если АЭС построят, электроэнергию от неё будут получать ближайшие четыре поколения. Но потом 200 поколений будут решать проблемы с радиоактивными отходами и ничего с этого не иметь. Такой подарок мы хотим оставить своим потомкам?
Я считаю, что это тот случай, когда мы с вами как граждане страны отвечаем за то, чтобы она досталась нашим потомкам в более-менее нормальном состоянии. Мы должны как один встать и прийти на избирательные участки. Это очень просто и это как раз тот случай, когда, чтобы защитить будущие поколения, нужно просто прийти на участок и сказать нет планам по строительству АЭС в Казахстане. Я всех к этому призываю.
