Блэкаут в Центральной Азии: экономические и технологические причины

Мощный сбой в Объединённой энергосистеме государств Центральной Азии был спровоцирован майнерами, летней засухой и холодной зимой

Массовое отключение электричества, которое произошло 5 января 2022 г. на юге Казахстана, в Киргизии и Узбекистане, было спровоцировано перегрузками в казахской энергосистеме. В результате без света остались Ош, Джалал-Абад, Караколь, а также Баткенская, Чуйская и Таласская области Киргизии. В Узбекистане отключения электроэнергии затронули Ташкент и Ташкентскую область, Ферганскую долину, Сырдарьинскую, Джизакскую, Самаркандскую, Бухарскую и Кашкадарьинскую области. На юге Казахстана отключения произошли в Алма-Ате, Шымкенте, Тарасе, Туркестанской области и прилегающих районах.

Энергетики Казахстана и Узбекистана спорят, чьи ошибки привели к аварии подобного масштаба. Но предпосылки к возникновению проблем носили объективный характер.

Советское наследие и постсоветские стройки

После распада СССР все пять республик Средней Азии подписали договор о восстановлении Объединённой энергосистемы (ОЭС) Средней Азии с центром в Ташкенте. Но, поскольку экономическое и политическое становление новых государств происходило по разным сценариям, сотрудничество в электроэнергетике пережило период ослабления в конце 1990-х — начале 2000-х гг. Оно совпало с периодом быстрого увеличения нагрузки на энергетический сектор. К настоящему моменту объём нетто-потребления электроэнергии увеличился на 71,1% — с минимального в постсоветский период уровня в 108,1 ТВт · ч в 1999 г. до 184,9 ТВт · ч в 2020 г. Причина роста энергопотребления — ускорение темпов развития промышленности (6,7% ежегодно в среднем за период без учёта Туркменистана), которая характеризуется высокой энергоёмкостью, и высокого демографического роста (на 33,5% — с 54,3 до 72,4 млн человек за период). При значительном снижении взаимных среднегодовых перетоков электроэнергии страны Центральной Азии усилили процесс строительства новых и модернизации действующих генерирующих мощностей. Это позволило удовлетворять растущие потребности за счёт собственной генерации. Фактически в последние два десятилетия эти страны пытались реализовать курс на создание самодостаточных энергосистем. Но на этом пути у среднеазиатских республик есть препятствия.

География взаимозависимости

Из пяти республик две — Киргизия и Таджикистан — горные. Там нет месторождений газа, но протекают реки, на которых созданы водохранилища и построены ГЭС. Три республики — Казахстан, Узбекистан и Туркмения — имеют газовые месторождения, но испытывают дефицит водных ресурсов.

В этих условиях построить полностью независимые энергосистемы у государств Центральной Азии не получилось. Объединённая энергосистема Средней Азии представляет собой сложный водно-энергетический комплекс, который ещё и обеспечивает работу оросительных систем в сельском хозяйстве.

В результате зимой горные республики накапливают воду в водохранилищах, а электроэнергией их обеспечивают равнинные республики с газовыми и угольными ТЭС. Весной происходит слив воды через гидроагрегаты. При этом обеспечивается полив сельхозугодий, а избыток выработанной электроэнергии через обратный переток поступает в равнинные республики.

Экспортные амбиции Узбекистана

Узбекистан, находясь в центре объединённой энергосистемы и развивая собственную энергетику, постепенно превратился в нетто-экспортёра электроэнергии.

В 2019 г. общий экспорт электроэнергии из Узбекистана составил 2,3 млрд кВт · ч, причём бо́льшая часть — 2,1 кВт · ч — была поставлена в Афганистан. В 2009 г. для обеспечения поставок электроэнергии в Афганистан была введена в эксплуатацию линия электропередач от Сурхандарьинской области Узбекистана до афганского города Хайратон. Афганистан является крайне энергодефицитной страной, заинтересованной в наращивании импорта электроэнергии. В том же 2019 г. (до эвакуации американцев из Афганистана) импорт электроэнергии в Афганистан составил 4,6 млрд кВт · ч (2,1 млрд кВт · ч из Узбекистана, 1,2 млрд кВт · ч из Таджикистана и 0,7 млрд кВт · ч из Ирана) при собственном производстве 1,1 млрд кВт · ч.

В сентябре 2019 г. акционерное общество «Национальные электрические сети Узбекистана» заключило с тогдашним правительством Афганистана десятилетний контракт на продолжение поставок электроэнергии и расширение объёма поставок. Сперва он составит 4,2 млрд кВт · ч с последующим увеличением до 6 млрд кВт · ч в год. Для того чтобы обеспечить возможности поставок такого большого количества электроэнергии, планируется построить ЛЭП «Сурхан – Пули-Хумри» напряжением 500 кВ и протяжённостью 200 км.

Афганистан имеет возможность в короткие сроки удвоить объём импорта электроэнергии. Узбекистан — утроить объём её экспорта. В то же время внутреннее потребление электроэнергии в самом Узбекистане растёт на 7% в год.

Проблемой узбекской энергетики является постепенное истощение действующих газовых месторождений. При этом продолжается строительство новых газовых электростанций и газоперерабатывающих заводов. В результате газодобывающая республика превращается в газодефицитную.

Неблагоприятные погодные условия

Засуха последних лет снизила объём воды в горных водохранилищах Киргизии и Узбекистана. Осенью 2021 г. в Узбекистане неоднократно сообщалось, что «из-за снижения по причине маловодья производства электроэнергии на ГЭС в некоторых районах наблюдаются кратковременные отключения электроэнергии».

По информации узбекского Минэнерго, ГЭС уже второй год не могут выработать достаточно электроэнергии. В 2019 г. выработка составила 6,5 млрд кВт ⋅ ч, а в 2020 и 2021 гг. этот показатель был равен 5 млрд кВт ⋅ ч, то есть на 1,5 млрд кВт ⋅ ч, или на 23%, меньше. Такого количества электроэнергии было бы достаточно для обеспечения всего населения республики электроэнергией в течение одного месяца в осенне-зимний период.

Ситуация, когда в водохранилищах не собирались установленные запасы воды, характерна не только для Узбекистана, но и для региона в целом.

В 2021 г. из-за сухого лета резко упал уровень воды в Токтогульском водохранилище, основном водном резервуаре ГЭС Кыргызстана. Токтогульская ГЭС, которая даёт до трети электроэнергии Кыргызстана, снизила среднюю выработку электроэнергии. Кроме того, уменьшились её возможности по покрытию пиков энергопотребления. Уже осенью в республике появились прогнозы о возможных веерных отключениях потребителей в течение холодной зимы. Этот сценарий в Киргизии тем более вероятен, что многие используют зимой для обогрева жилищ электрообогревательные приборы.

Обе республики в последние два года возобновили импорт электроэнергии из соседних стран Центральной Азии для удовлетворения потребностей населения и промышленности, особенно при пиковых нагрузках в зимнее время.

Узкое место

Пока переток электроэнергии между соседними странами (в первую очередь из Казахстана в Киргизию и Узбекистан) включался только для покрытия пиковых нагрузок, всё более или менее работало. Но надо понимать, как Объединённая энергосистема государств Центральной Азии устроена в техническом плане.

ОЭС Средней Азии закончили создавать лишь к 1990 г., и полноценно войти в ОЭС СССР она не успела. При этом в ОЭС Средней Азии входила лишь южная часть Казахстана, а его северная часть была в Объединённой энергосистеме Сибири.

Теперь в Объединённую энергосистему государств Центральной Азии входят Южный Казахстан, Узбекистан, Киргизия и Северный Афганистан. Туркменская энергосистема вышла из состава ОЭС ЦА в 2003 г. и работает параллельно с энергосистемой Ирана, а в 2009 г. от Объединённой энергосистемы Центральной Азии отделилась и Таджикская энергосистема.

При этом энергосистема Северного Казахстана синхронизирована с энергосистемой России, а ОЭС ЦА — с Северным Казахстаном (то есть в конечном счёте с той же Россией). Однако эта синхронизация базируется на соединительных линиях электропередач, пропускная способность которых не безгранична. Причём узким местом становится самая нагруженная из них.

Нынешнюю связь энергосистемы Северного Казахстана с югом республики и ОЭС ЦА обеспечивает построенная в 2018 г. линия электропередач «Север – Восток – Юг Казахстана» напряжением 500 кВ. Обычно её пропускной способности хватало для покрытия перетоков при пиковых нагрузках.

Майнеры и засуха

Когда весной-летом 2021 г. в Китае, уже столкнувшемся с дефицитом электроэнергии, запретили майнинг криптовалют, майнеры перебрались в том числе и в Казахстан. Причём в силу ряда причин майнинговые фермы располагались в основном на юге Казахстана.

Из-за возросшего потребления переток электроэнергии из РФ стал систематическим и в отдельные моменты его мощность достигала 1,5 ГВт. Это заставило правительство Республики Казахстан обратиться к «Интер РАО» (IRAO) с просьбой о поставках электроэнергии — планировалась мощность 400 МВт, или около 10 млн кВт · ч в сутки). Поставки начались, как начались и переговоры о создании совместного предприятия по постоянным поставкам электроэнергии из России в Казахстан.

Но поступающая из России электроэнергия восполняет в Северном Казахстане дефицит, который образуется из-за перетока электроэнергии на юг республики.

Потребности майнеров и соседних республик привели к тому, что пропускная способность внутриказахской линии электропередач «Север – Восток – Юг Казахстана» напряжением 500 кВ оказалась полностью исчерпанной.

Как произошёл блэкаут

25 января на линии «Казахстанской компании по управлению электросетями» (KEGOC) произошла авария. «Ввиду значительного аварийного дисбаланса, созданного энергосистемой Центральной Азии (Узбекистан, Киргизия), произошёл наброс мощности на транзит электроэнергии 500 кВ «Север – Восток – Юг Казахстана». В результате произошло аварийное разделение транзита «Север – Восток – Юг Казахстана» с погашением значительной части потребителей Южной зоны Казахстана. Объём ограничений составляет порядка 1500 МВт», — говорится в заявлении управляющей казахстанскими энергосетями компании KEGOC.

Аварийное отключение электросетей на юге Казахстана спровоцировало веерные отключения на значительной части ОЭС ЦА. Из-за этого во многих регионах Узбекистана и Киргизии случились перебои с отоплением и водоснабжением, отключились светофоры, остановили аэропорты. Где-то также отключился интернет и не работала мобильная связь. На Ташкентской и Сырдарьинской ТЭЦ сработали средства аварийной защиты, из-за чего они отключились.

И только север Казахстана, связанный с российской энергосистемой, не почувствовал случившегося 25 января блэкаута. Энергосети на севере Казахстана, которые ранее импортировали энергию из России, переключились на экспорт, так как юг страны отключился, а электроэнергию надо было куда-то девать.