Невидимая рука рынка электроэнергии Техаса привела к небывалому краху энерго- и водоснабжения и поставила 15 миллионов человек на грань выживания.
В первой аппроксимации причина техасской катастрофы в следующем. В Техасе рынок электроэнергии является классическим примером совершенной конкуренции.
Справочно:
При совершенной конкуренции отдельные потребители и фирмы не могут влиять на цену в одиночку и принимают ее как данность. В то же время коллективное поведение всех экономических агентов приводит к тому, что меняющаяся цена уравновешивает рыночный спрос и рыночное предложение. Невозможность влиять на цену в одиночку связано с тем, что объем предложения или спроса каждого агента мал по сравнению с общерыночным. Кроме того, товар однороден, легко заменяется, и потребители знают все об уровне цен у разных фирм. В результате если фирма повышает цену, то она теряет покупателей, а если понижает, то теряет прибыль. Поэтому у фирм нет экономических стимулов устанавливать индивидуальную цену, отличающуюся от рыночной.
Если объяснять на пальцах, энергокомпании Техаса имеют право торговать электричеством на свободном рынке. И могут не торговать. То есть отсутствует условие бесперебойной поставки товара (электричества) покупателю. Поэтому когда компания вам отключает свет, вы за свет не платите. Но и компания никаких штрафов за отключение тоже не платит, и ваши гипотетические убытки от сидения без света тоже не компенсирует.
Так оно и вышло. Клиенты без света. Но и энергокомпании без денег. Квиты.
Вроде бы глупость. Но на самом деле такая механика рынка позволяет владельцам генерации здорово экономить на резервных мощностях, на защите от перенапряжений. Они и сэкономили.
В общем, пиздец подкрался незаметно. И когда в Техас в конце февраля неожиданно пришла зима, из строя вышли сразу 185 энергоблоков. В основном, полетели ветряки. Но вырубились также газовые и угольные электростанции, а ядерный блок на берегу Мексиканского залива вышел из строя более чем на 48 часов.
Из-за перебоев на газопроводах было потеряно около 35 гигаватт тепловых генерирующих мощностей. Солнечные батареи, по понятным причинам, не дают энергии вообще, оставшиеся в живых ветряки смогли накрутить всего 800 мегаватт. Между тем техасцы предъявили спрос на электроэнергию в объёме 69 гигаватт, что стало абсолютным рекордом энергопотребления.
Рынок требовал ещё и ещё. Но генерация сработала на противоходе. Она просто завалилась. К середине уходящей недели низкие температуры привели к отключению мощностей в общей сложности на 45000 мегаватт электроэнергии ежедневно. Начавшийся обвал привёл к тому, что энергосистема Техаса с начала кризиса теряла примерно по 10000 мегаватт в стуки, по нарастающей.
В результате перебоев с электричеством были закрыты сотни магазинов и предприятий, что привело к ограничению поставок продуктов питания и воды.
Города, включая Остин, Хьюстон и Сан-Антонио, объявили жителям об обязательном использовании только кипячёной воды. Иначе холера, дизентерия и массовые кишечные инфекции среди людей, домашних животных и скота.
«А как у людей?» — спросит пытливый читатель. У серьёзных людей ветряки и солнечные батареи не являются основным источником генерации. Вот тут я даю очень лапидарную схему. На ней видны составные части энергосистемы и возможные риски.
Эта система уходит корнями в модель, когда ископаемое топливо обеспечивало большую часть электроэнергии любой конкретной страны. При этом экстремальные погодные риски закладываются в создание резервных мощностей. И, натурально, в создание систем для переброски большого количества электроэнергии в районы, испытывающие экстремальные нагрузки.
В случае, когда у вас в производстве электричества доминируют солнце и ветер, подобная модель не работает. От слова «совсем». Обвислый ветряк нельзя заменить другим ветряком. Если солнышка не видно — ни одна солнечная батарея вас не спасёт.
Строго говоря, для Техаса блэкаут не является экстримом. Он там случается, в среднем, каждые 5 лет. Как это было в 2011 году, и в 2014 году. Но уроки впрок не пошли.
Какой вывод из этого следует? Устойчивость важнейших элементов инфраструктуры энергосистем к стихийным бедствиям в условиях «зелёной» энергетики и «ископаемой» энергетики совершенно разная. Как правило, «зелёная» генерация игнорирует риски, связанные с физическими возможностями энергосистем (наличием трансформаторных подстанций, линий электропередачи и т.д. )
Говоря по-простому, ветряку/солнечной батарее не достаёт свойств, необходимых для обеспечения общей надежности всей энергосистемы. Они не способны выдерживать шок (скажем, экстремальное влияние погоды), не могут мгновенно нарастить избыточные мощности электрогенерации, не могут мобилизовать ресурсы для затыкания внезапно возникших дыр в системе электроснабжения потребителей. И они не способны быстро возместить возникшие энергопотери в системе.
Конечно, прогресс не остановить, ветряки и солнечные батареи будут множиться; тем более, чем ниже станет опускаться порог входа на рынок. Однако обеспечить бесперебойное производство и поставку электроэнергии в рамках единых систем энергообеспечения в масштабах отдельной страны или даже крупного региона, «зелёные» источники сегодня объективно не в силах.
Такова их дислокация.