Энергопереход Европы: Северное море как потенциальное место более глубокой интеграции

Кросс-континентальные энергосети — костяк энергетического перехода Европы. Благодаря ускоренному развертыванию солнечных панелей и ветряных турбин политики и операторы сетей теперь чувствуют боль в спине из-за ограниченных мощностей энергетической инфраструктуры. Как ЕС может восстановить наши существующие электросети и газопроводы? В двух новых публикациях Фонда Генриха Белля Европейского Союза содержатся рекомендации. Об этом сообщает Йорг Мюленхофф.

Новый электронный документ ‘Европейская энергетическая инфраструктура для 100% возобновляемых источников энергии’ Фабиана Прегера, Клаудии Кемферт и Кристиана фон Хиршхаузена рекомендует планировать наши энергетические сети сейчас на будущее без ископаемого топлива и ядерной энергетики. Авторы сравнивают конкретные задачи сетей по транспортировке электроэнергии, газа, водорода и уловленного углерода. Они выступают за более последовательное, комплексное планирование, чтобы сбалансировать централизованные и децентрализованные элементы европейской энергетической инфраструктуры. В дополнительном анализе Саймон Скиллингс показывает, как такое комплексное планирование в Северном море может сократить расходы и продвинуть европейскую политику энергетической инфраструктуры в целом.

Северное море как локомотив и мотор интеграции Европы

Более тесное сотрудничество в области энергетических сетей в Северном море могло бы углубить интеграцию между ЕС и его соседями. Государства-члены ЕС и Норвегия поставили цель установить не менее 300 гигаватт (ГВт) морских ветряных турбин к 2050 году. Кроме того, у Великобритании есть сценарии увеличения до 140 ГВт в своих водах к 2050 году. Помимо морских ветряных турбин, существуют новые технологии океанской энергетики, такие как подводные турбины, приводимые в движение приливной и волновой энергией. ЕС поставил цель достичь 40 ГВт к 2050 году для энергии океана. Только Северное море, мощность которого достигает 500 ГВт, станет домом для более высокой мощности, чем сумма всех атомных электростанций во всем мире.

Морские энергетические потенциалы гигантские – но рыба не нуждается в электричестве

Морские ветровые технологии в настоящее время являются развитой отраслью с надежными планами роста. Новые плавучие морские технологии увеличивают потенциал ветровой энергии для районов морских бассейнов за пределами мелководья. Благодаря более высокой эффективности и экономии за счет масштаба компания еще больше снизит стоимость производства электроэнергии примерно на 50% до 2050 года. Однако его инфраструктурные проблемы далеки от решения.

‘Рыба не нуждается в электричестве,’ как критический голос придумал его, когда ветроэнергетика приготовилась намокнуть ноги. Установка ветряных электростанций на глубоком морском дне, в сотнях километров от береговой линии, действительно поднимает вопрос о том, как донести до потребителей огромный потенциал возобновляемых источников энергии. Следующие три большие проблемы энергетической инфраструктуры очевидны для морской энергетики. Решение этих проблем в Северном море может привести к комплексному планированию инфраструктуры, которое в любом случае требуется внутри ЕС, а также между ЕС и его соседями.

Растущие проблемы энергетической инфраструктуры с ускоренным энергетическим переходом

Во-первых, это временной аспект: разработчикам проектов и сетевым операторам необходимо предвидеть будущие потребности энергетической системы и локализовать их достаточно рано, поскольку планирование и строительство дорогостоящих новых энергетических сетей, таких как подводные кабели, может занять десятилетия –, и эта инфраструктура должна будет оставаться в использовании и на месте в течение десятилетий после этого. Как и на суше, расширение морской сети изо всех сил пытается идти в ногу с ростом мощностей возобновляемой генерации. У ЕС и его соседей в настоящее время нет гармонизированного процесса определения приоритетов и ускорения срочно необходимого обновления энергетической инфраструктуры.

Во-вторых, это аспект планирования: к настоящему времени национальные сетевые операторы изолированно подключили морские ветряные электростанции, расположенные в национальных водах, только к своим национальным сетям. Это приводит к увеличению количества километров кабелей, которые необходимо проложить под водой, по сравнению с сетчатой морской сетью, где несколько морских ветряных электростанций соединены друг с другом и, таким образом, могут подавать электроэнергию в более чем одну национальную береговую сеть.

Комплексное планирование требуется не только во всех национальных сферах компетенции. Система возобновляемой энергетики Европы нуждается в комплексной оценке сетей электроснабжения, газа и водорода. Кластеры сталелитейной и химической промышленности на северо-западе Европы рассматривают морской ветер Северного моря как источник электроэнергии для электролизеров, производящих водород. Передача им всей морской ветроэнергетики через новые кабели потребует увеличения пропускной способности кабелей. Вместо этого электролизеры также могут производить часть водорода на море. Независимое моделирование показывает, что более эффективно отправлять водород непосредственно в центры промышленного спроса по отремонтированным трубопроводам ископаемого газа. Соседние страны вместе должны будут взять на себя обязательства как по созданию новых трансграничных коридоров для различных энергоносителей, так и по выводу из эксплуатации трубопроводов ископаемого газа.

В-третьих, есть финансовый аспект: Соединение морских ветряных электростанций с помощью подводных кабелей обходится очень дорого. ЕС жестко регулирует расширение сети. Инвестиции обычно рефинансируются за счет национальных сетевых тарифов, взимаемых с каждого киловатт-часа, потребляемого всеми пользователями сети в национальной сети. Эта схема рефинансирования может быть слишком инертной для увеличения межнациональных инвестиций, необходимых в краткосрочной перспективе для сотен гигаватт из Северного моря. В худшем случае дешевая и богатая морская ветроэнергетика не сможет достичь потребителей на суше из-за нехватки мощностей сети. Опять же, сетчатая морская сеть может снизить затраты на расширение сети. Моделирование консультантов Имперского колледжа предполагает экономию до €50 миллиардов к 2050 году. Сетчатая сеть также делает доступную морскую ветроэнергетику доступной для более чем одного национального рынка электроэнергии. Консультанты Imperial College оценивают дополнительную экономию в €25 миллиардов долларов от такой улучшенной торговли электроэнергией, что потенциально снижает счета за электроэнергию для большего числа потребителей.

От энергетического национализма…

Решение о том, какая энергетическая инфраструктура соединит морские ветряные электростанции с какой страной, далеко не просто техническая задача для инженеров. Благодаря своему «Чистому промышленному соглашению» новая Европейская комиссия планирует сделать свои отрасли более конкурентоспособными в глобальном масштабе для ключевых технологий энергетического перехода. Доступ к дешевой возобновляемой энергии через хорошо подключенные сети является обязательным условием. Но планирование труб и пилонов в последнее время усилило напряженность между государствами-членами ЕС:

Шведское правительство в июне 2024 года отклонило заявку на строительство подводного соединителя электроэнергии с Германией, предпочитая ограничить торговлю электроэнергией с соседними скандинавскими странами, которые в среднем имеют более низкий уровень цен.
Франция имеет долгую историю препятствования трансграничному импорту электроэнергии с Пиренейского полуострова, защищая ядерные мощности своей группы EDF от конкуренции со стороны дешевой испанской солнечной и ветровой энергии. Правительства Франции, Испании и Германии в 2022 году столкнулись по поводу проекта водородного трубопровода H2Med для экспорта иберийского водорода в Центральную Европу.

Тем не менее, есть и признаки, говорящие о более глубокой интеграции, по крайней мере, когда речь идет о Северном море.

…на пути к Европейскому инфраструктурному союзу?

Многие национальные правительства уже испытывают перегруженность своих национальных электросетей. Что еще более важно, российская вепонизация ископаемого газа подчеркнула преимущества хорошо связанных европейских энергетических сетей для безопасности поставок. На фоне предложения следующего года о Многолетней финансовой программе ЕС политические партии наряду с научными кругами и промышленностью призвали к увеличению финансирования. Фонд восстановления и устойчивости уже поддержал национальные планы инвестиций на сумму €13 миллиардов долларов в энергетические сети. Существующий общеевропейский фонд энергетической инфраструктуры, Фонд «Соединение Европы», можно было бы укрепить. Новые важные финансовые инструменты для инфраструктуры ЕС, такие как специальный ‘EU Grids Fund’, будут эффективными только в том случае, если государства-члены, институты ЕС, регулирующие органы и сетевые операторы также смогут договориться о соответствующей модернизации институциональной среды. В докладе Драги предлагается специальный наднациональный режим для сетевых соединительных линий.

Совместно с организацией «Сотрудничество в области энергетики в северных морях» (НСЭС) национальные правительства уже разработали межправительственную платформу для более тесной координации своих национальных сетевых планов. NSEC объединяет страну Норвегия, не входящую в ЕС. Он может снова открыть свои двери для официального сотрудничества с Великобританией. Это необходимо для любой последовательной морской энергетической стратегии. На основе пересмотра Регламента Трансъевропейских энергетических сетей (TEN-E) в 2022 году головная организация операторов систем передачи электроэнергии ЕС (ENTSO-E) уже начала разрабатывать специальные планы развития морских сетей. План действий Европейской комиссии по энергосистеме от ноября 2023 года сделал общее определение потребностей в морских сетях приоритетом. Комиссия также выпустила руководство по трансграничному распределению затрат на морские энергетические проекты. Занимаясь этими конкретными темами, новое руководство ЕС и Великобритании могло бы материализовать взаимную выгоду ввиду ‘reset’ их отношений.

Авторы обеих новых статей рекомендуют два элемента модернизации управления энергетической инфраструктурой:

Чтобы избежать чрезмерного инвестирования и нехватки активов, планирование инфраструктуры должно следовать цели создания глубоко декарбонизированной системы возобновляемой энергетики. Сценарии, основанные на постоянном использовании ископаемого топлива и заметной роли ядерной энергетики, могут подорвать быстрое и экономически эффективное обновление европейской энергетической инфраструктуры.
Для определения будущих потребностей энергетической инфраструктуры ключевым моментом является независимый обзор существующих бункеров. В настоящее время операторы газовых и электросетей ЕС являются коммерческими организациями, которые зарабатывают арендную плату за инфраструктуру, которой они владеют и которой управляют. Они, как правило, имеют неотъемлемый интерес в простом строительстве дополнительной субсидируемой инфраструктуры. Однако оптимизация взаимодействия электро-, газо- и водородных сетей через границы и морские бассейны требует специального управления. Независимый системный оператор, только что созданный в Великобритании, может помочь определить приоритеты для интегрированного управления энергосистемой и рынком.

Тогда Северное море могло бы стать тренировочной площадкой для действительно интегрированных энергетических сетей. ЕС и его соседи в любом случае могут осуществлять управление энергосистемой, необходимое в остальных европейских регионах, чтобы сделать их пригодными для энергетической системы, в которой доминируют солнечная и ветровая энергия.

Эта статья была впервые опубликована на eu.boell.org/en.