Январский энергетический кризис Японии

15 января 2021 крупнейшее в России интернет-издание RIA.RU опубликовало статью одного из авторов Геоэнергетики Инфо Сергея Савчука, посвященную ситуации, сложившейся в энергетическом секторе Японии во второй декаде января. Статья вызвала широкий интерес, что и не удивительно: мы действительно привыкли считать, что наш восточный сосед – страна с высочайшим уровнем развития самых передовых направлений во всех мыслимых и не мыслимых отраслях науки техники, а Сергей доказательно, с фактами на руках, показывает и рассказывает, как все выглядит на самом деле. Не самый крупный климатический сюрприз, и в считанные дни электроэнергия в Японии дорожает не на проценты, а в разы – оказывается, с энергетической безопасностью дело тут обстоит не лучшим образом. Как это сказывается на промышленности страны, на жизни ее населения – догадаться не сложно.

Однако статьи, публикуемые на RIA.RU, должны строго соответствовать определенным размерам – это, прежде всего именно новостной портал. Некоторые краткие фразы Сергея хочется, что называется, расшифровать – для того, чтобы было отчетливо видно, что подразумевают под собой эти «формулы». Вот, исходя из этого посыла, я и решил сопроводить его статью предисловием, которое можно считать условным справочным материалом.

Японская энергосистема или из Германии в Америку

Если мы говорим об электроэнергетике Японии, то сразу нужно вспоминать о том, что ни в одной другой стране мира нет ничего подобного той удивительной ситуации, которая здесь сложилась. В 1895 году для электрификации восточной части страны (Токио, Кавасаки, Саппоро и весь остров Хоккайдо, Йокогама, Сендай) закупили генераторы немецкой компании AEG, вырабатывающие переменный ток с частотой 50 Гц. А вот для западной части Японии немецкого оборудования то ли не хватило, то ли в деле присутствовала взятка, то ли еще какие серьезные причины выискались – так или иначе, здесь в ход пошла американская аппаратура от General Electric с их 60 Гц. Оборудования закупили много, работы по электрификации шли стремительно, в результате у Японии реально не одна, а две объединенных энергосистемы. Как с этим справляется население – пусть расскажут журналисты, которые бывают в этой стране, но для энергетической безопасности Японии такая ситуация на пользу точно не идет. Связь между двумя энергосистемами с такими разными характеристиками возможна только через вставки постоянного тока, которых в Японии четыре штуки. Они, конечно, достаточно мощные, но, как выяснилось, не настолько, чтобы гарантировать перетоки нужной мощности вот в такой экстремальной обстановке, которая сложилась в январе 2021 года. Электростанции, работающие в тех районах Японии, которых непогода не коснулась, оказались физически не способны перебросить в пострадавшие районы нужное тем количество электроэнергии – ВПТ оказались не рассчитаны на такое резкое увеличение спроса.

«Поленницы дров» XXI века

В России подобные перепады температуры и снегопады аномальными не считаются, наша энергетическая система уверенно справляется и с куда как более серьезными испытаниями. Для этого в ЕЭС (единой энергетической системе) имеются резервные мощности, за чем бдительно следит Системный Оператор (СО). Стандартная величина резервных мощностей – не менее 10% от общей установленной мощности. Весьма вероятно, что и в Японии этот норматив соблюдается, это ведь не наше личное «изобретение». Вот только в России для резервных мощностей имеются и резервные запасы энергетических ресурсов. Звучит фраза «гладко», а на самом деле все ровно так же, как и пару сотен лет назад в русской деревне: обычно на зиму и пяти поленниц дров хватает, но на всякий случай за забором спрячем еще парочку. Что касается угля, тут ничего объяснять не надо, он для своего хранения каких-то изощренных условий не требует. А по газу у нас в России ситуация выглядит следующим образом: при среднем потреблении природного газа около 300 млрд кубометров общая активная емкость подземных хранилищ газа в Единой Системе Газоснабжения (ЕСГ составляет 72 млрд кубометров. Это и есть «пара поленниц за сараем» в XXI веке размером в 25% среднегодового потребления, что и позволяет нашим энергетикам проходить отопительный период без особых проблем. А теперь переносимся на Японские острова. Что нам про них известно? Повышенная сейсмическая и вулканическая опасность, отсутствие крупных месторождений природного газа на их территории. Месторождения здесь когда-то были, но мелкие, да и те полностью выработаны, и именно их и используют в качестве ПХГ. Их совокупный активный объем составляет 2,14 млрд кубометров, расположены все они в префектуре Ниигата. При этом потребление природного газа в Японии по итогам 2019 года составило 108 млрд кубометров, то есть в ПХГ Япония способна хранить около 2% от объема годового потребления. 25% в России и 2% в высокотехнологичной Японии, почувствуйте разницу. Стоп – это не мы чувствуем разницу, эта нелегкая доля этой зимой выпала жителям Японии. Сочувствуем, но помочь не можем ничем, как не могут помочь в этой ситуации ни роботизация, ни цифровизация вместе с искусственным интеллектом. Когда вы слышите от вашего собеседника что-то вроде «В 21-м веке нет ничего важнее интернета» – помните, что где-то неподалеку ехидно улыбается невидимый электрик.

Атомная энергетика Японии после аварии на «Фукусима Дайичи»

Именно особенности геологии Японских островов и стали причиной того, что энергетические компании этой страны в 60-70-е годы прошлого века обратились с зовом о помощи к своим американским партнерам, которые в то время умели быстро и качественно строить атомные электростанции. Для АЭС не требуются гигантские ПХГ, для них не нужно хранить сотни тысяч тонн угля, которые, что ни говори, а тоже немало места занимают – у Японии дела с лишними гектарами суши обстоят крайне грустно. На всякий случай напомним, что по количеству населения Япония и Россия если близнецы-братья, то близкие родственники, вот только у нас про запас – 17,1 миллионов квадратных километров, а у Японии – 0,378 миллиона квадратных километров. 58 атомных энергоблоков – с таким показателем подошла к марту 2011 года энергетическая отрасль Японии. После катастрофы на АЭС «Фукусима Дайичи» экспертная группа МАГАТЭ и General Electric, которая строила для Японии эту АЭС, прибыли на острова максимально быстро. Американцы были крайне удивлены – на территории США аналогичных энергоблоков BWR тоже немало, но как-то обходилось без взрывов и крупных аварий. Расследование причин катастрофы выявило, что проблемы были именно в обслуживающем персонале и в том, как работала компания Tokyo Electric Power. Не будем вдаваться в подробности, скажем коротко – к обеспечению атомного энергоблока отношение было крайне пренебрежительным. МАГАТЭ разработало новые критерии безопасности АЭС, которые так и называются – «постфукусимскими». Государственный регулятор Японии получил от МАГАТЭ крайне жесткие инструкции: немедленно остановить все энергетические атомные реакторы и до того момента, как проверка не покажет, что уровень безопасности полностью соответствует каждой букве, каждой запятой новых нормативов, лицензию на перезапуск не выдавать. На вопрос владельцев АЭС «А сколько стоят новые требования по безопасности и где взять денег?» ответ был кратким: «Езжайте в город Окума, стойте на центральной площади и думайте». На том вопросы и закончились. Но 58 атомных энергоблоков обеспечивали Японии больше трети вырабатываемой электроэнергии, разом остаться без такого объема генерации – это невероятной силы удар по всей экономике страны.

СПГ, геология и экономика

Правительство Японии решило сделать ставку на СПГ, одновременно начав строительство дополнительных регазификационных терминалов с обязательными для них криогенными системами хранения поставляемой продукции. Вот только эти системы хранения использовать для длительного хранения с экономической точки зрения совершенно невыгодно: поддерживать температуру в минус 162 градуса для сотен тысяч и даже миллионов тонн СПГ – лучший способ этот СПГ и «убить» на выработку электроэнергии для такого странного мероприятия. Поэтому единственно возможный алгоритм: принял груз СПГ, побыстрее регазифицировал его и раздал по газотранспортной системе потребителям, чтобы тут же принять новый груз. В 2010 году Япония импортировала 94,5 млрд кубометров СПГ (в пересчете из тонн), в 2011 – уже 119 млрд кубометров, разом нарастив объем на 27%. Дополнительный СПГ, строительство терминалов, причалов и прочего тоже дали тот еще результат: государственный бюджет Японии в 2010 году был профицитным на 65 млрд долларов, а в 2011 в бюджете появился дефицит в 112 млрд долларов, то есть за год на обеспечение энергетической безопасности ушло почти 200 млрд долларов. Но это экономическая сторона вопроса, а то, что касается сугубо технической стороны вопроса – для обеспечения энергетической безопасности Японии танкеры-газовозы должны появляться у ее берегов с регулярностью маятника. Сбой в ритме поставок может привести к последствиям, которые ранее казались непредсказуемыми, но в своей статье Сергей Савчук и описывает эти последствия – четырехкратный рост стоимости электроэнергии, многократный рост стоимости СПГ. Холодная погода в Китае, Вьетнаме при одновременной проблеме у Панамского канала – и Япония получила новый удар по своей экономике, такую нагрузку на свои плечи вынуждено было принять ее население.

Утешать себя жители Японских островов могут только одним – философскими размышлениями, что могло быть и хуже. Получив инструкции от государственного регулятора, японские компании владельцы АЭС действовали по-разному. Понятно, что новые системы безопасности энергоблоков требовали серьезных инвестиций, но продолжение их работы гарантирует их возврат. 39 реакторов, как и пишет Сергей, возобновили работу – именно это и смягчило удар по японской экономике и по уровню жизни населения. С учетом того, что энергоблоки № 1 и 2 саой АЭС «Фукусима Дайичи» восстановлению не подлежат, еще 17 потенциально могут вернуться в строй. Могут, но не возвращаются, и причиной тому особенности японского законодательства. Добившись выдачи лицензии на продолжение работы своей АЭС, компания-владелец в обязательном порядке должна провести опрос жителей префектуры, в которой расположена АЭС. И только «да» на таком референдуме дает право начать вывод атомного реактора на минимальный контролируемый уровень и далее по схеме. Еще раз: сначала нужно провести все инвестиции, убедить государственный регулятор, что все в полном порядке, и только потом выяснять у населения, будет ли АЭС работать. А счет ведь идет на миллионы долларов: к примеру, для защиты от цунами вокруг энергоблока нужно установить бетонную стену высотой в 15 метров и с жесткими требованиями по устойчивости и прочности. Вот и думают владельцы компаний, с опаской поглядывая на дверь с надписью «Бухгалтерия» – рисковать или нет, хватит ли собственных средств и что будет, если использовать кредитные деньги. По какой причине алгоритм, предписанный законодательством, никто менять не хочет – вопрос загадочный, но ответ на него знают только японские политики, а аналитический онлайн-журнал Геоэнергетика.info такой информацией не обладает.

Солнечные электростанции и снегопады – синергетический эффект

Еще одна проблема японских энергетиков – это их собственное правительство, члены которого, судя по всему, логику если и изучали, то спустя рукава. О том, что такое государственная программа “Четвертый стратегический энергетический план”, принятая правительством Японии в 2014 году, Сергей Савчук рассказывает в своей статье, а мы добавим некоторые детали – просто для полноты картины. Седьмого декабря 2020 года, когда на Японские острова «обрушилась первая волна холода и снегопадов» (так описывают падение температуры на 4-5 градусов многие японские СМИ), мощность солнечной генерации по всем островам упала до 3 240 МВт, что на 42% ниже, чем за сутки до этого. К большому удивлению японских поборников пресловутой «декарбонизации энергетики», в тот момент, когда на головы сыпется снег, солнца на небе не видно из-за туч. Выходная мощность солнечных электростанций компании Терсо, поставляющей электроэнергию в регион «большого Токио» в солнечные зимние дни превышает 1 000 МВт, но в пасмурные дни СЭС оказались не способны выработать ни одного киловатт*часа – это эквивалентно тому, что мгновенно отключился от сети атомный энергоблок. В результате резервные мощности уменьшились с нормативных 10% до 1-2%, и одновременно сработал фактор предельной мощности четырех ВПТ, которые фактически заблокировали технически возможные перетоки из непострадавших от непогоды регионов Японии. Имелся у японских энергетиков и еще один резерв, о наличии которого в мире, где на Нобелевскую премию мира выдвигают Грету Тунберг, говорить вслух не принято. Nikkey Asian Rewiew, описывая эту ситуацию, выразилось максимально политкорректно, цитата: «Поскольку правительство Японии настаивало на либерализации рынка электроэнергии, электростанции, работавшие на нефтяном топливе с высокими постоянными затратами и низким коэффициентом установленной мощности, выводились из эксплуатации одна за другой – это стало одной из причин необычно ограниченного предложения электроэнергии в декабре 2020 года и январе 2021 года». В переводе с политкорректного: действия правительства Японии привели к тому, что на островах прекратили работать электростанции, в топках которых жгли мазут. Не экологично, не либерально. И это происходит в Японии, где, напомним, в последнее время уже происходили общенациональные отключения из-за землетрясения на острове Хоккайдо в 2018 году, из-за мегатайфуна, обрушившегося на префектуру Тиба (рядом с Токио) в 2019 году. О том, как ведут себя, что говорят министры правительства Японии, автор рассказывает достаточно подробно, нам остается только присоединиться к его мнению. Геэнергетика.info совершенно искренне желает всем японским политикам от экологических мечтаний вернуться в реальный мир, на планету Земля, на которой Японские острова сотрясают землетрясения, порой вызывающие цунами, где тайфуны не феномен, а норма жизни и куда время от времени из Сибири на недельку заглядывает в гости Дедушка Мороз. Господа, пора прекратить эксперименты над собственным населением и вернуться к традиционной энергетике!

Япония погружается во тьму.

Автор: Сергей Савчук. RIA.RU

Как сообщают западные средства массовой информации, Япония столкнулась с самым тяжелым энергетическим кризисом последнего десятилетия. Причина этого — непривычно низкие температуры. По данным Национального метеорологического агентства, средняя температура воздуха в десяти главных городах страны (Токио, Саппоро, Сендай, Нагоя, Канадзава, Осака, Такамацу, Хиросима, Фукуока и Наха) в первую неделю года опустилась до +4,4 градуса по Цельсию. Отдельно уточняется, что в декабре этот же показатель был равен +7,6 градуса. Перепад погоды вызвал лавинообразный рост потребления электроэнергии почти на 14 процентов. Согласно отчету японской организации взаимодействия операторов электросетей Occto, всего за пять дней января все категории потребителей “съели” рекордные 15 гигаватт-часов электричества, львиная доля которого пошла на нужды отопления.

Рынок чутко среагировал — оптовые цены на японской бирже электроэнергии Jepx взмыли в небеса, ежедневно устанавливая новые рекорды. Максимальный показатель был достигнут 7 января, когда стоимость киловатт-часа вплотную приблизилась к сотне иен. Для понимания динамики оговоримся, что в декабре он же стоил 14 иен, то есть первый месяц года подарил японцам почти семикратный скачок цен. Если пересчитать пиковую стоимость с точки зрения генерации в привычные нам величины, то получится, что за производство одного мегаватт-часа японские компании просили 968 долларов.

Для сравнения: в августе 2020 года Владимир Путин озвучил стоимость электричества на нашем внутреннем рынке. Это 57 долларов за мегаватт-час, то есть среднестатистический россиянин платит почти в четыре раза меньше, чем житель Евросоюза. Представители малого бизнеса — в два раза меньше, крупные промышленные потребители платят за каждый киловатт-час всего пять рублей, что тоже в два раза ниже, чем, скажем, в Германии или Великобритании. Оговоримся — в России ситуация с резким скачком цен, который сейчас наблюдается в Японии, невозможна по причине того, что наш внутренний рынок регулируется государством.

Причины кризиса японской энергетики лежат на поверхности.

Во-первых, это так называемое эхо Фукусимы. После аварии на японской АЭС Токио под давлением мировой общественности остановил большую часть собственных атомных станций, но позднее из-за критического дефицита энергии стал постепенно вводить их обратно в строй. Страна восходящего солнца физически не смогла отказаться от мирного атома, на базе которого производилась треть всей ее электроэнергии.

Но Фукусима не прошла бесследно для отрасли в целом. На момент катастрофы весной 2011 года в Японии функционировали 54 реактора и по этому показателю островное государство занимало первое место в Азии и третье в мире, уступая лишь США и Франции. На конец 2019-го, то есть ровно год назад, к работе вернулись 39 реакторов, соответственно, атомный сектор потерял сразу 20 процентов своей производственной мощности.

Во-вторых, оказалось, что электросети западного и восточного побережья работают фактически в автономных режимах и выполнять перетоки между ними крайне проблематично.

В-третьих, выяснилось, что в стране отсутствуют достаточные запасы природного газа (как обычного, так и сжиженного), на который в рамках модной нынче декарбонизации японцы стали переводить собственные электростанции. Из-за нехватки топлива сразу четыре ключевые компании — Tokyo, Chubu, Kansai и Kyushu Electric Power, невзирая на стремительно растущий спрос, вполовину уменьшили выработку электроэнергии. Также, по данным биржи Jepx, объемы производства сократили станции Higashi Ogishima и Kansai Electric.

Злую шутку с японцами сыграла аномально теплая зима прошлого года, когда ни одна из стран — экспортеров природного газа не смогла выйти на плановые показатели продаж. А добила всех COVID-пандемия, обрушившая мировые рынки углеводородов и нокаутировавшая мировой реальный сектор. Оперируя годовой динамикой, всевозможные эксперты предрекали, что уже чуть ли не завтра мир забудет про традиционную энергетику и будет покрывать все свои нужды исключительно из альтернативных источников.

На последних стоит остановиться отдельно.

В 2019 году министр промышленности Хиросими Кадзияма  (Hiroshi Kajiyama) заявил, что в рамках борьбы с глобальным потеплением к 2030-му Япония закроет более ста угольных электростанций. Министр не мог не знать, что уголь, львиная доля которого закупается в Австралии, дает вторую (после атома) треть производства электричества. А так называемые возобновляемые источники приносят в державную копилку всего десять процентов. Также господин Кадзияма совершенно точно знал, что принятый весной 2014 года “Четвертый стратегический энергетический план”, в рамках которого на развитие ВИЭ Токио выделяет 700 миллиардов долларов, откровенно буксует. Хотя бы потому, что ВИЭ так и занимают мизерную долю в общей генерации и довести этот показатель до плановых 25 процентов к 2030-му, скорее всего, не удастся.

Чтобы понять, насколько современный мир мал и насколько все в нем взаимосвязано, дополним, что электрический коллапс в Японии тут же взвинтил мировые цены на сжиженный природный газ. Американский Bloomberg вышел с заголовком “Замерзающая Азия отправила цены на перевозку СПГ в стратосферу”. В статье приводятся аналитические данные агентства S&P Global Platts, из которых видно, что в моменте стоимость сжиженного природного газа вплотную приближалась к отметке в 700 долларов за тысячу кубометров. Это абсолютный рекорд начиная с 2009 года.

Умопомрачительные цены на энергоносители объясняются еще и тем, что мировой рынок не может мгновенно среагировать и закрыть подобную пробоину. Скачок спроса уже спровоцировал рост стоимости фрахта океанских газовозов. Каждые сутки пути от побережья США до берегов Японии обойдутся заказчику в 253 тысячи долларов, при этом следует учитывать, что в районе Панамского канала скопилось рекордное количество судов и среднее время ожидания на проводку варьируется от семи до десяти дней.

Учитывая нынешнее положение дел, эксперты поумерили свой экологический пыл и прогнозируют взрывной рост потребления угля. Правительство Японии очень надеется, что угольные электростанции в январе выйдут на показатель производства 39,4 гигаватта (+3,6 по сравнению с декабрем) и таким образом спасут страну. По крайней мере, до момента массовых поставок природного газа.

Пример наших восточных соседей наглядно показывает, что все зеленое прожектерство хорошо ровно до тех пор, пока в закромах лежит достаточное количество традиционного топлива, а за окном комфортная для прогулок температура. Потому что как только в январе внезапно приходит Генерал Мороз, все солнечные панели и ветряки вдруг оказываются бесполезными и всех спасают атом, газ и уголь.