Техас – один из южных штатов США с обширными пустынями. Летом там царит изнурительная жара, да и зимой это далеко не самое холодное место. Но февраль 2021-го отметился небывалыми погодными аномалиями.

Температура воздуха опускалась до -18 °C, побив в некоторых районах тридцатилетний и даже столетний рекорд. Такая погода держалась больше недели. Инфраструктура штата оказалась не готова.

Повышенный спрос на электроэнергию привел к сбою в работе энергосистемы. Миллионы людей остались без электричества и тепла. Морозы также привели к перебоям в подаче воды, затронувшим почти 12 млн человек. Из-за сильнейшей снежной бури люди буквально оказались в ледяной ловушке. Жертвами непогоды стали по меньшей мере 47 человек. Четверо из них погибли в пожаре, пытаясь согреться. Президент Джо Байден объявил в штате чрезвычайное положение.

Часть консервативно настроенных аналитиков и СМИ поспешили обвинить во всех бедах замерзшие ветротурбины.

Тем временем правительством штата была создана специальная комиссия по расследованию причин энергетического коллапса. Расследование пока не окончено, однако предварительные результаты указывают на то, что первопричиной трагедии стала системная недооценка погодных рисков, которая повлекла за собой все остальные проблемы.

И грянул шторм

По данным Национальной метеорологической службы США, погодная аномалия в Техасе была вызвана «арктической волной», образовавшейся к северу от границы Соединённых штатов и Канады. Подобные волны холодного воздуха обычно задерживаются в Арктике областями низкого давления. Однако на этот раз воздушные массы добрались и до юга США. «Обширная область минусовых температур на севере страны заложила основу для зимних штормов, которые могут нанести ущерб всей стране от побережья до побережья», – говорится в сообщении метеослужбы.

По словам Билла Мэгнесса, исполнительного директора Cовета по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT – организация, управляющая электросетью Техаса), электрическая сеть штата в целом подготовлена ​​к зиме: «В 2018 году у нас были очень сильные холода, а парки генераторов очень хорошо себя зарекомендовали. Но нынешняя снежная буря выдалась необычной».

Хайвей в центральной части штата Credit: Jonathan Cutrer

Не подготовились…

Из-за аномальных морозов энергии потребовалось гораздо больше. То, что во время холодов спрос на электричество растет, а вырабатывать ее тяжелее – известный энергетикам северных стран факт. В подобных условиях постоянно работают на Аляске, в Канаде, Норвегии и Сибири. Да и в Техасе иногда случаются резкие понижения температуры, подчёркивает профессор Эдвард Хирс из Хьюстонского университета.

Например, серьёзные холода, также приведшие к ряду сбоев в энергоснабжении, наблюдались здесь в 2011 году. Тогда Федеральная комиссия по регулированию в области энергетики провела проверку, по результатам которой выпустила подробный доклад. В докладе также был приведен список рекомендаций по увеличению устойчивости и надёжности всех звеньев электросети. Также комиссия предупредила ERCOT о  том, что подготовку к зимнему сезону необходимо рассматривать так же серьёзно, как и подготовку к летнему, который в Техасе является пиковым.

В итоге кое где была проведена частичная модернизация, однако по большей части рекомендации комиссии остались проигнорированы.

Кто виноват?

Эдвард Хирс говорит, что ситуация, сложившаяся на рынке электроэнергии Техаса и Калифорнии, напоминает ему о последних годах существования СССР: «Техас и Калифорнию объединяет нежелание компенсировать затраты на техническое обслуживание».

Техас уникален тем, что имеет собственную сеть, которая почти полностью отрезана от остальной страны. При этом в обычное время штат является энергоизбыточным. Зимой на ВИЭ в Техасе приходится не более 10% выработки электроэнергии. Остальную энергию штат получает за счёт природного газа, угля и атома. Есть также солнечные электростанции, но их доля в выработке электроэнергии незначительная

Комиссия при правительстве штата, расследующая причины нынешнего блэкаута, пока склоняется к версии, что наиболее серьёзное негативное влияние оказали нарушения работе газотранспортной системы. По мнению специалистов, проблемы, возникшие в секторе ВИЭ (те самые «примёрзшие лопасти»), на этом фоне были менее заметны.

«Большая часть газа хранится под землей, и при таких продолжительных низких температурах оказалось невозможным доставить его на поверхность. Трубопроводы замерзли из-за конденсата, а дизельные двигатели для питания газовых насосов отказывались запускаться. Сложилась критическая ситуация – насосы для доставки газа из-под земли требуют электричества, которое было отключено, поэтому невозможно было доставить энергию для производства энергии», – рассказывает Паркер Фосетт, аналитик информационного агентства S&P Global Platts.

«Хотя вина за энергетический кризис лежит на всех источниках энергии, – говорит, профессор энергетических ресурсов Техасского университета в Остине Майкл Уэббер, – но, в первую очередь, Техас – газовый штат. Газовая промышленность сейчас терпит крах – это становится очевидным».

Не тот «дизайн»

Мэтт Брейдерт, управляющий портфелем в инвестиционной компании Ecofin, уверен, что первопричину выхода из строя энергосистемы Техаса следует искать не в инженерных проблемах и не в обледеневших ветряных турбинах, а в «парадигме рынка дикого Запада, основанного только на краткосрочных прогнозах и ценах». Произошла грубая недооценка спроса на электроэнергию: прогноз пикового спроса составлял 57 ГВт, в то время как реальный спрос во время снежного шторма составил более 69 ГВт.

Кроме того, финансовая структура производства электроэнергии в Техасе не предлагает владельцам электростанций стимулов для подготовки к зиме. Критики говорят, что действующая в штате система с очень свободным рынком электроэнергии направлена в первую очередь на получение прибыли, но никак не на надёжное обслуживание потребителей. Поэтому рекордный спрос на электроэнергию сначала привёл к резкому скачку цен, а затем, когда работающие мощности уже не могли удовлетворять запросам потребителей, генерирующим компаниям пришлось «сбросить нагрузку» и провести веерные отключения.

Ещё одна проблема, присущая не только Техасу, но и многим другим южным штатам – жилые дома, не рассчитанные на температуру ниже 25,7 °F (-3,5 °C). При этом около 60% домохозяйств здесь отапливаются электричеством. Системы электрического отопления, вышедшие за пределы оптимального режима работы, просто не выдержали нагрузки.

Credit: bk1bennett

ВИЭ и мороз

Директор информационно-аналитического центра «Новая энергетика» Владимир Сидорович также считает, что винить ВИЭ в энергетическом коллапсе, произошедшем в Техасе, неправильно. Он приводит аргумент: гораздо более зависимая от ВИЭ энергосистема ФРГ успешно перенесла шторма, недавно обрушившиеся на Европу. «В период с 1 января по 15 февраля 2021 года «заваленные снегом» солнечные панели и «замерзшие» ветряные турбины произвели 27,2% электроэнергии. Да, меньше, чем за аналогичный период прошлого года, но много, очень много», – пишет он.

Об удачном российском опыте эксплуатации ветротурбин в условиях экстремальных морозов рассказывает старший советник по возобновляемой энергетике и электромобильности «Беллоны» Юрий Сергеев. В заполярном посёлке Тикси (Якутия) ветряки с успехом проработали две зимы, когда температура опускалась ниже 40 градусов. Но для подстраховки в посёлке также имеются дизельные электрогенераторы.

Сергеев также приводит пример, когда «ветряки» всё же не смогли справиться с суровыми северными реалиями. Впрочем, их успешно заменили другим видом ВИЭ. Речь идёт о национальном парке «Русская Арктика», где был проведен эксперимент по использованию энергии ветра. Однако установки не выдерживали резких порывов и выходили из строя при силе ветра 20-25 м/с. В итоге дирекция парка отдала предпочтение солнечным панелям.

Успешный опыт эксплуатации ВИЭ в условиях низких температур демонстрируют и другие регионы мира. Это и Аляска, и Исландия, и Канада, и Швеция, и Норвегия.

Климат диктует правила

Этой зимой трудно найти уголок планеты, которого не коснулись бы аномальные морозы и снегопады. Причем речь идет и о регионах, где снега не видели десятки лет: «щупальца» холода дотянулись даже до Аравийского полуострова. Ситуация в Техасе – яркий пример того, что меняющийся климат предъявляют к энергосистемам особые требования по обеспечению устойчивости.

По словам профессора электротехники и компьютерной инженерии Техасского университета Ле Се, необходимо модернизировать оборудование, чтобы оно могло выдержать аномально низкие температуры и другие экстремальные погодные явления. Также, по мнению эксперта, нужно стимулировать потребителей экономить электроэнергию, например, при помощи перехода на интеллектуальные электроэнергетические системы. «Раньше мы не слишком беспокоились об экстремально холодной погоде в таких местах, как Техас, но, очевидно, нам нужно подготовиться к тому, что из-за изменения климата подобное снова может повториться», – говорит он.

«Истерия, которую устроили некоторые СМИ, похожа на «заказ» традиционной энергетики. Официального технического заключения причин блэкаута в Техасе пока нет, но уже сейчас предельно ясно, что дело не в ветрогенераторах, – считает Юрий Сергеев. – Подобная ситуация возникала недавно в Европе во время аномальных холодов и снегопадов, и серьёзных перебоев с электричеством не наблюдалось. Это очередное напоминание, что аномальная жара и холод становятся более частыми в условиях климатического кризиса. И сейчас важно не дискредитировать ВИЭ, которые являются одним из главных инструментов в замедлении изменения климата, а извлечь уроки из ситуации. Нам нужно готовиться к подобным ситуациям, совершенствовать технологии и более пристально следить за погодными прогнозами».

Юг Техаса, недалеко от Сан Анжело Credit: Jonathan Cutrer