Тимур Шалабаев, исполнительный директор Ассоциации ВИЭ «QAZAQ GREEN»

Период пандемии уходит в анналы истории. Активизируется деловая активность, появляется интерес к новым проектам и инициативам, наконец-то открываются границы, возобновляются программы обмена. В мае нынешнего года Тимур Шалабаев, исполнительный директор Ассоциации ВИЭ «Qazaq Green», принял участие в программе краткосрочного профессионального обмена «Открытый мир», финансируемой Конгрессом США, на тему: «Освещение развития возобновляемых источников энергии в СМИ». В рамках поездки казахстанская делегация приняла участие в семинаре Офиса Конгресса США по международному лидерству в Вашингтоне, а также имела возможность более глубоко познакомиться с инициативами штата Нью-Йорк в городе Баффало по развитию устойчивой экономики.

Выбор локации для программы казахстанской делегации был выбран неслучайно. Баффало, как и весь штат Нью-Йорк, можно смело назвать примером развития электроэнергетики.  В начале XX века жители этого города сами стали называть его «городом света». На то было две важные причины. Во-первых, из-за строительства гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде, приносившей огромное количество электроэнергии. Во-вторых, Баффало стал первым американским городом, в котором появилась улица с электрифицированными фонарями.

Кроме этого, на многих встречах, состоявшихся в ходе программы обмена, участники с американской стороны подчеркивали, что экологическое движение в США берет свои корни именно из этого региона страны. Это было связано, прежде всего, с бурным промышленным развитием региона в XIX-XX веках. И большими последствиями, связаными с загрязнением окружающей среды, которое напрямую влияло и влияет на здоровье местных жителей.

Поэтому Междунароным институтом города Баффало была организована насыщенная программа с различными стейкхолдерами: Энергетическим управлением штата Нью-Йорк, Департаментом охраны окружающей среды и планирования области Эри, посещение ГЭС имени Роберта Мозеса и Льюистонской ГАЭС, Общественной медиакорпорации Баффало-Торонто, Университета Баффало и нескольких общественных неправительственных организаций.

Казахстанская делегация программы «Открытый мир», город Баффало, штат Нью-Йорк

Энергоситема США и штата Нью-Йорк

В 2021 году на объектах электроэнергетики Соединенных Штатов Америки было выработано около 4 116 млрд млрд кВт*ч электроэнергии. Для сравнения: в Казахстане в прошлом году этот показатель был равен 114,3 млрд кВт*ч.

В целом в США около 38% производства электроэнергии приходится на газовую генерацию, 21,8%  – на угольную, около 1% – на нефтяную генерацию. При этом около 19% приходится на ядерную энергию и около 20% – на возобновляемые источники энергии (из них ВЭС – 9,2%; ГЭС – 6,3%; СЭС – 2,8%; биоЭС – 1,3%; геотермальная энергетика – 0,4%). По оценкам Управления энергетической информации США, в 2021 году дополнительно 49 миллиардов кВт*ч электроэнергии вырабатывается небольшими солнечными фотоэлектрическими системами (менее 1 МВт установленной мощности). По состоянию на 31 декабря 2020 года в США насчитывалось 23 417 электрогенераторов, которые работали примерно на 11 070 промышленных электростанциях.

Выработка электроэнергии по видам ресурсов в 2021 года в США

Источник: U.S. Energy Information Administration

В настоящее время в США есть две основные сети электроснабжения на переменном токе: Eastern Interconnection  и Western Interconnection. Кроме них имеется две небольшие энергосистемы: Alaska Interconnection (Аляска) и Texas Interconnection  (Техас). Три энергосистемы – Eastern, Western и Texas – связаны друг с другом через соединения постоянного тока, позволяя передавать электроэнергию по континентальным штатам США, в Канаду и Мексику.

В 2021 году выбросы двуокиси углерода (CO2) электроэнергетическим сектором США составили 1 551 миллион метрических тонн (млн т), или около 32% от общего объема выбросов CO2 в США, связанных с энергетикой, в размере 4 872 (млн т). На угольный станции приходится 59%, на газовые – 40%, на нефтяные – 1%.

С 2012 года природный газ, ядерная энергия и гидроэлектроэнергия вместе обеспечивают более девяти десятых чистой выработки электроэнергии в промышленном масштабе штата Нью-Йорк (1 мегаватт и выше). Негидроэлектрические возобновляемые ресурсы, такие как ветер, биомасса и солнечная энергия, способны обеспечить большую часть остальных энергетических ресурсов.

В 2019 году штат Нью-Йорк пересмотрел свои Стандарты чистой энергии, чтобы к 2040 году перейти на 100% на безуглеродную электроэнергию как из возобновляемых источников, так и из ядерной энергии.

По итогам данных по выработке электроэнергии в феврале этого года, 45% выработки в штате Нью-Йорк приходилось на газовую генерацию, по 23% – на гидроэлектростанции и АЭС, около 8% – на электроэнергию ВИЭ, около 1% – на нефтяные станции. В 2019 году Нью-Йорк был шестым по величине потребителем природного газа среди штатов. Сегодня три из пяти домохозяйств штата используют природный газ для отопления домов.

В целом в энергосистеме штата сокращается доля атомной энергетики. Так, в 2019 году на долю АЭС приходилось 34% выработки электроэнергии штата Нью-Йорк. Это связано с закрытием в 2021 году «Индиан-Пойнт», одной из четырех атомных электростанций штата.

Выработка электроэнергии на конец февраля 2022 года в штате Нью-Йорк

Источник: U.S. Energy Information Administration

Уголь был небольшим источником генерации электроэнергии штата Нью-Йорк. Два десятилетия назад угольная генерация обеспечивала около одной шестой выработки штата. А в 2020 году, когда последняя угольная электростанция штата, расположенная на берегу озера Онтарио, была закрыта, угольная генерация обеспечивала только 0,1% электроэнергии штата Нью-Йорк.

Возобновляемая энергетика в США и планы штата Нью-Йорк

Производство возобновляемой электроэнергии из источников, отличных от гидроэлектроэнергии, в последние годы неуклонно росло, в основном из-за добавления ветряных и солнечных генерирующих мощностей. С 2014 года общий годовой объем производства электроэнергии из возобновляемых источников промышленного масштаба, не связанных с гидроэнергетикой, превышает общий объем годового производства электроэнергии на гидроэлектростанциях.

Доля энергии ветра в общих мощностях по выработке электроэнергии в промышленных объемах в Соединенных Штатах выросла с 0,2% в 1990-м до примерно 12% в 2021 году, а ее доля в общем годовом производстве электроэнергии в промышленном объеме выросла с менее чем 1% в 1990 году до примерно 9% в 2021-м.

Несмотря на относительно небольшую долю в общей мощности и выработке электроэнергии в США, мощность и выработка солнечной электроэнергии значительно выросли за последние годы. Мощности по выработке солнечной электроэнергии в промышленном масштабе увеличились примерно с 314 МВт в 1990-м до 61 014 МВт в конце 2021 года, из которых около 98 % приходилось на солнечные фотоэлектрические системы, а 2 % – на солнечные теплоэлектрические системы.

Доля солнечной энергии в общем объеме производства электроэнергии в США в 2021-м составила около 2,8% по сравнению с менее чем 0,1% в 1990 году, а выработка электроэнергии от малых фотоэлектрических установок составила около 49 млрд кВт*ч.

Карта объектов ВИЭ США

Источник: U.S. Energy Information Administration

В 2019 году в Штате Нью-Йорк был принят Закон «О климатическом лидерстве и защите сообщества» (Climate Leadership and Community Protection Act). Закон устанавливает цели по сокращению выбросов на 40% по сравнению с уровнем 1990-го к 2030 году, а затем до 85% по сравнению с уровнем 1990-го к 2050 году. Оставшиеся 15% выбросов будут компенсированы, например, путем посадки деревьев, которые удаляют углекислый газ из воздуха, чтобы достичь чистых нулевых выбросов.

Одним из основных принципов на пути к достижению этой цели является энергетический переход в штате Нью-Йорк. К 2030 году Нью-Йорк планирует получать 70% своей электроэнергии из возобновляемых источников, а к 2040 году поставлена еще более амбициозная цель – кардинально перестроить энергосистему, чтобы вся электроэнергия штата поступала из безуглеродных источников, таких как энергия ветра, солнца и воды.

Законодательство также требует к 2050 году добиться полного нулевого выброса углерода в масштабах всей экономики штата. В соответствии со Стандартом чистой энергии (Clean Energy Standard) атомные электростанции штата квалифицируются как ресурсы с нулевым уровнем выбросов. Объекты, которые технически не способны устранить все выбросы углерода, могут приобретать офсеты за часть требуемой для достижения цели 100%-ной углеродной нейтральности. Компенсация должна быть за счет близлежащих источников, которые сокращают выбросы углерода, таких как леса и сельское хозяйство. В 2018 году в штате Нью-Йорк выбросы углекислого газа на душу населения, связанные с энергетикой, были ниже, чем в любом другом штате страны.

В 2020 году возобновляемые источники энергии впервые произвели больше электроэнергии, чем атомные электростанции в штате Нью-Йорк. Гидроэлектроэнергия обеспечивала почти четверть чистого производства электроэнергии в этом штате. Ветряные, биомассовые и солнечные установки обеспечивали почти всю остальную возобновляемую генерацию штата. Вклад как промышленных, так и маломасштабных (менее 1 мегаватта) солнечных фотоэлектрических (PV) генераторов существенно увеличился за последнее десятилетие и впервые превысил объем электроэнергии, выработанной из биомассы в 2019 году.

Нью-Йорк неизменно входит в четверку крупнейших производителей гидроэлектроэнергии в стране. В 2020 году этот штат произвел больше гидроэлектроэнергии, чем все остальные штаты, кроме двух, Вашингтона и Орегона. ГЭС имени Роберта Мозеса производит наибольшую долю гидроэнергии Нью-Йорка. Она является третьей по мощности традиционной гидроэлектростанцией в Соединенных Штатах.

ГЭС имени Роберта Мозеса (на переднем плане) и Льюистонская ГАЭС (на заднем плане)

Практически обе станции являются примером базовой (ГЭС имени Роберта Мозеса) и маневренной генерации (Льюистонская гидроаккумулирующая электростанция). Льюистонская ГАЭС располагает резервуаром с водой, который расположился на площади 770 га. Ночью с помощью насосов, когда спрос на электроэнергию снижается и тарифы значительно ниже дневных, для наполнения резервуара   используется электроэнергия рядом стоящей ГЭС имени Роберта Мозеса. Днем по команде системного оператора 12 турбин мощностью 240 МВт Льюстонской ГАЭС используют воду из резервуара для регулирования в энергосистеме штата. При этом ГЭС имени Роберта Мозеса мощностью 2 535 МВт фактически выступает в качестве базовой генерации электроэнергии для всего штата и покрывает около 25% потребности в электроэнергии. Обе станции взаимосвязаны и практически могут выдавать в систему 2,6 ГВт мощности.

Ветер – второй по величине возобновляемый источник чистой электроэнергии в Нью-Йорке. В 2020 году на ветровую энергию приходилось почти 4% всей полезной генерации в Нью-Йорке. По состоянию на июнь 2021 года в Нью-Йорке было в общей сложности около 2 000 МВт ветровой мощности на 24 ветровых электростанциях. Штат находится в процессе подачи заявок на разработку 9 000 МВт офшорной ветровой энергии к 2035 году. По состоянию на 2020 год в Нью-Йорке было в разработке более 4 300 МВт офшорной ветровой энергии.

В 2020 году солнечная энергия обеспечивала 2,5% общей чистой выработки энергии в штате Нью-Йорк, две трети из которых приходились на небольшие системы мощностью менее 1 МВт каждая. Нью-Йорк поощряет установку небольших солнечных установок, например, на крыше посредством системы net metering и различных программ финансовой поддержки. В 2020 году штат занял пятое место в стране по выработке электроэнергии за счет малой солнечной энергии. Большинство из более чем 240 промышленных солнечных установок в штате имеют мощность менее 20 МВт, но есть три крупных солнечных установки с мощностью более 20 МВт. Все они расположены на Лонг-Айленде. С января 2020-го по июнь 2021 года здесь ввели в эксплуатацию около четверти солнечных мощностей Нью-Йорка в промышленном масштабе. В середине 2021 года в штате Нью-Йорк было почти 2 700 МВт установленных мощностей СЭС. Следующая цель – достижение от 3 000 МВт солнечной фотоэлектрической мощности к 2023 году до 6 000 МВт к 2025 году.

Инициативы штата Нью-Йорк по устойчивой энергетике

В рамках программы обмена состоялась встреча с представителями областного Департамента окружающей среды и планирования (Erie County Department of Environment and Planning). В целом нужно сказать, что Баффало на протяжении нескольких веков был крупной промышленной площадкой. Еще с конца XIX века здесь развивалась тяжелая промышленность: производство стали, кокса, химическая промышленность. Этому способствовало использование канала Эри в транспортных целях. Южнее города, в местности Лакаванна, находилась большая промышленная площадка, где работала самая крупная сталелитейная корпорация в мире – Bethlehem Steel Plant. В начале 1980-х завод закрылся, земля под заводом, как и окружающая среда в близлежащей местности, была отравлена. Вместе с тем расширение города подвигло местное правительство принимать решение о дальнейшем использовании этих площадей, так как рекультивация и очистка стоили бы очень дорого для местного бюджета. Решение было найдено в рамках программы устойчивого развития – было решено не месте бывшего сталелитейного производства организовать зону ВИЭ.

Ветровой и солнечный парк на месте промышленной площадки Bethlehem Steel Plant

Сейчас здесь построено 35 МВт ВЭС и 8,8 МВт СЭС с планами по дальнейшему расширению. Поскольку регион получил дешевый источник энергии, сейчас его власти рассматривают возможность, чтобы дешевая электроэнергия ВИЭ в первую очередь продавалась бедным слоям населения.

Не меньший интерес вызывает и приверженность целям устойчивого развития Университета Баффало. В университете есть отдельный департамент, отвечающий за это направление. За последние три года Университет Баффало сократил свой углеродный след в среднем на 33% (измеряется в метрических тоннах эквивалента углекислого газа), заменив 671 594 561 киловатт-час электроэнергии на возобновляемые источники. Практическими примерами реализация политики устойчивого развития университета стала реализация проектов двух солнечных установок на территории кампуса, проекта Steel Winds мощностью 4,5 МВт за пределами кампуса в Баффало, а также реализация инициативы «Локализация будущего возобновляемой энергии Баффало» и покупка 100% потребляемой электроэнергии за счет углеродных кредитов от станций ВИЭ. Цель университета – переход на 100%-ное потребление электроэнергии за счет ВИЭ к 2030 году.

Солнечная станция Университета Баффало

Активность гражданского сообщества и ассоциаций

В ходе программы также состоялись встречи с рядом неправительственных организаций и ассоциаций, которые активно занимаются вопросами охраны окружающей среды, защиты интересов местного сообщества, развитием чистой энергетики. Среди них были такие организации, как Гражданская кампания за защиту окружающей среды, организация «Открытый Баффало», Коалиция за чистый воздух, клуб Sierra.

Одной из наиболе запоминающихся встреч стала презентация деятельности Коалиции за чистый воздух области Эри штата Нью-Йорк. Коалиция представила интересные кейсы из своей деятельности, подходы к решению проблем которых могли бы быть интересны и для нас.

Так, в области Эри в 2016 году закрылась угольная станция «Хантли» мощностью 780 МВт. Это произошло по экономическим причинам – угольная энергетика стала дорогой и нерентабельной. Согласно отчету Института экономики энергетики и финансового анализа (IEEFA), прибыль «Хантли» до налогообложения с 2008-го по 2012 год упала на 113 миллионов долларов, а в последнее время завод показывал среднегодовой убыток в размере 1 миллиона долларов. Поскольку станция была самым крупным налогоплательщиком в регионе, область Эри лишилась больших поступлений в бюджет. К примеру, в период с 2008-го по 2012 год по причине низких налоговых поступлений в городе Танаванде закрылись три публичные школы. Закрытие станции в целом уменьшило налоговые поступления города Танаванды в округе Эри и школьном округе Кенмор Танаванда на 6,2 миллиона долларов США. Правительство региона обратилось в правительство штата. Оно, в свою очередь, для решения проблемы дефицита поступлений в бюджет основало фонд (Electric Generation Facility Cessation Mitigation Fund), который будет покрывать этот дефицит. Фонд был запущен в рамках государственного бюджета на 2016–2017 годы, при этом штат Нью-Йорк первоначально выделил 30 миллионов долларов на помощь сообществам, которые теряют доходы от налога на имущество из-за закрытия электростанции. В апреле 2018 года к программе было добавлено еще 24 миллиона долларов, а остаток на октябрь 2020 года составил 56 миллионов долларов. Программа использует выручку в рамках Региональной инициативы по выбросам парниковых газов для предоставления компенсации округам, поселкам, городам, школьным округам и особым округам платежей сроком на семь лет.

Угольная электростанция «Хантли», Танаванда, штат Нью-Йорк

До сих пор здание электростанции и все прилегающие территории принадлежат компании. Сейчас коалиция подняла вопрос, чтобы штат воспользовался своим законодательным правом и все здания и территория были проданы за 1$ для нужд местного сообщества (законодательство позволяет таким образом изымать бездействующие объекты для нужд населения). Поскольку эта станция сильно загрязняла среду и стала причиной большого количества онкологических заболеваний (рак мозга, пищевода, легких) среди местного населения, а люди живут здесь уже на дистанции в одну милю, все жители посредством гражданских организаций хотят заставить компанию-владельца за ее счет снести станцию и сделать полную очистку территории в соответствии с экологическими требованиями. Почему? Потому что местный бюджет на протяжении многих лет платил за услуги здравоохранения, в том числе и за лечение онкобольных.

Одной из важных проблем стала проблема трудоустройства людей, работавших на угольной станции. Коалиция подключила к этой работе профессиональные союзы, при помощи которых люди были переобучены за счет средств профсоюзов и обеспечены постоянной работой. Причем на эти цели не было задействовано государственного финансирования.

Не менее интересным показался кейс с газовой электростанцией «Фортистар». Сейчас станция в качестве маневренной мощности работает для сглаживания суточных графиков в сети и является балансирующей мощностью, то есть включается только в часы пик. Менеджмент станции решил максимизировать прибыль и запустить майнинговую ферму, чтобы увеличить свои доходы и практически генерировать прибыль в режиме 24/7. В работу включилась Коалиция за чистый воздух, поскольку газовая энергетика тоже загрязняет воздух и является причиной болезней местных жителей. Активисты воспользовались на уровне штата законом о зонировании, согласно которому пытаются запретить майнинговую деятельность в области Эри. Они уже подготовили законопроект, который введет мораторий на два года на эту деятельность и обяжет провести полное исследование влияния майнинга на потребление электроэнергии, а как следствие интенсификацию загрязнения окружающей среды и влияние на здоровье местных жителей.

Газовая станция «Фортистар» в Северной Танаванде, штат Нью-Йорк

Гражданские активисты указывают на кейс закрытой станции в Дрездене, где бывшая угольная станция пыталась возобновить свою деятельность для майнинга криптовалют с использованием природного газа.

Вместо заключения

В целом энергосистема штата Нью-Йорк представляет собой искомый баланс ресурсов, который пытаются найти ответственные за развитие энергетики в Казахстане. Экономические реалии, нерентабельность угольной генерации, низкие цены на газ стали причинами закрытия угольных станций и развития газовой электроэнергетики. В то же время в качестве базовой генерации необходимо отметить устойчивое развитие гидроэнергетики и атомной энергетики. На этом фоне, безусловно, понятны и амбициозные планы по развитию ВИЭ и практические планы по достижению цели углеродной нейтральности штатом к 2040 году.

Пообщавшись со стейкхолдерами, представляющими различные организации в штате Нью-Йорк, невольно понимаешь огромную силу, которая несет за собой гражданская активность, и весомую роль неправительственных организаций, поднимающих важные для местного сообщества вопросы. Благодаря этому на уровне простых граждан и сообществ есть понимание целей и необходимости развития чистой энергетики. Отстаивание своих прав, защита окружающей среды, здоровья родных и близких, понимание ответственного сосуществования с природой и четкое видение чистого будущего – отличительные черты гражданской позиции современных и продвинутых американцев. Думается, что именно здесь кроется секрет успеха по устойчивому развитию в «городе света».