Около недели в США бушевал арктический шторм. Нетипично низкие температуры и снежные бури накрыли половину страны, но самая тяжелая ситуация сложилась в Техасе. Энергосеть южного штата не справилась с нагрузкой, в результате миллионы людей остались без воды, электричества и тепла. Почему так вышло?
Во-первых, условия действительно чрезвычайные. Подобной зимы не было почти 10 лет, а в некоторых местах поставлены вообще абсолютные рекорды отрицательных температур. Обычно в Техасе зимой плюс или слабый минус, а тут местами морозы до – 20. Соответственно, инфраструктура и люди к этому не готовы. На ледяных дорогах десятки погибших, около 12 миллионов человек испытывают проблемы с нехваткой воды (трубы перемерзают), до 3 млн домохозяйств оставались без электричества и тепла, люди были вынуждены эвакуироваться из домов или греться и ночевать в машинах.
![Те у кого есть газ, но нет электричества, греются так. Фото Ashley Landis/AP, источник: https://abcnews.go.com/Politics/republicans-texas-power-outages-spread-false-claims-green/story?id=75947664 Те у кого есть газ, но нет электричества, греются так. Фото Ashley Landis/AP, источник: https://abcnews.go.com/Politics/republicans-texas-power-outages-spread-false-claims-green/story?id=75947664](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/40c/3e9/25d/40c3e925db3f7822d985f061d14907e0.jpg)
Дело в том, что более 60% домохозяйств штата отапливаются за счет электричества и лишь 40% - за счет газа. Сами дома не рассчитаны на такие морозы. Все это привело к постепенному росту потреблению электроэнергии – до рекордных 70 ГВт, при среднем уровне около 40 ГВт перед штормом (см график). При этом прогнозируемый максимум был в районе 67 ГВт. А после этого система достигла максимума возможностей и накрылась. До 80 электростанций из 680 в штате не могли работать, до 45 ГВт мощностей были недоступны. Дисбаланс спроса и предложения привел сначала к резкому росту оптовых цен на электроэнергию в сотни раз, до 9000 $ за МВт*ч, максимуму допустимому на рынке. В Техасе изолированная энергосистема с очень свободным рынком электроэнергии, поставщики в результате получают миллиарды, потребителей же ждут огромные счета за электроэнергию. Однако невидимая рука рынка не снизила объемы потребления, и их пришлось снижать принудительно физически, через веерные отключения.
![Потребление и производство электроэнергии в Техасе в дни блэкаута Потребление и производство электроэнергии в Техасе в дни блэкаута](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/2c9/09e/227/2c909e22700bce1b79bbafa8dcf1b209.jpg)
Почему так случилось? Тут сейчас масса спекуляций. Противники возобновляемой энергетики и республиканцы, в том числе губернатор Техаса, винят замерзшие ветряки и политику демократов Green New Deal по развитию возобновляемых источников. Демократы винят республиканцев за обособление электросистемы Техаса и дерегулирование рынка. Российский интернет вместе с госканалами глумится над чуждыми нашим скрепам западными идеями развития альтернативных источников и американскими проблемами в целом. Не без вранья, само собой.
![Завирусившееся фото, распространяемое противниками альтернативной энергетики. Однако это не Техас, а Европа в 2015 году. Фото испытаний системы оттаивания лопастей горячей водой, в итоге не самой популярной. Источник - https://naukatv.ru/articles/vetryak?fbclid=IwAR2t0VbOs841xC10qcwravP83b93hlFIHDPkPUnKyVR2Wa2C8M6wB7sh0Zo Завирусившееся фото, распространяемое противниками альтернативной энергетики. Однако это не Техас, а Европа в 2015 году. Фото испытаний системы оттаивания лопастей горячей водой, в итоге не самой популярной. Источник - https://naukatv.ru/articles/vetryak?fbclid=IwAR2t0VbOs841xC10qcwravP83b93hlFIHDPkPUnKyVR2Wa2C8M6wB7sh0Zo](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c87/fd4/aa4/c87fd4aa43a4d431444b06aa89e53168.jpg)
Но что на самом деле? Во-первых, половина ветряков действительно замерзла (обледенение лопастей), но это не ключевой фактор в проблеме. Обычно в это время года они дают лишь около 7% электроэнергии, а в среднем по году - около 23%. Из около 45 ГВт вышедших из строя установленных мощностей на ветряки приходится 16 ГВт (из 30 ГВт установленной мощности ветряков в штате), а 28 ГВт – на газовые, угольные и атомные станции. Доля солнечных не так значительна, хотя и они резко снизились. Обычно выбывающие мощности ветряков компенсируют именно газом, но с ним возникли проблемы.
До половины электроэнергии Техас получает, сжигая газ. Техас — главный нефтегазовый штат США. Кстати, ВВП штата больше российского при населении в 5 раз меньше. Однако к таким морозам даже нефтегазовая инфраструктура не готова – из-за конденсата замерзали трубы, компрессоры для перекачивания останавливались без электричества, вставали добывающие скважины. В итоге даже добыча сократилась на 30-50%. Губернатор ввел временный запрет на экспорт сжиженного газа. Хранилища и запасы отсутствуют. Поставки газа для обогрева домов обладают приоритетом перед поставками для электростанций. Это еще обострило дефицит топлива в холодное время. Все это показывает уязвимость газовой генерации от поставок топлива даже в нефтегазовом регионе. Нет газа в трубе – нет электричества.
Отдельно стоит отметить сдержанные ухмылки сторонников атомной энергетики, которые я наблюдаю и в России и в США. Да, АЭС в целом показали себя хорошо – 4 энергоблока на двух АЭС в Техасе работали без проблем и выдавали около 5 ГВт электроэнергии в режиме 24/7 вне зависимости от погоды и поставок топлива. Однако в итоге один из энергоблоков тоже не выдержал (см график). 15-го числа он был отключен системами автоматики из-за ложного срабатывания датчика давления питательной воды на турбине. Он перемерз. Но через два дня блок уже снова работал на 100%.
![АЭС South Texas Project, один из блоков которой был отключен из-за замерзания датчика. Синим видны турбины на машзалах. АЭС South Texas Project, один из блоков которой был отключен из-за замерзания датчика. Синим видны турбины на машзалах.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/7cb/cbf/f0b/7cbcbff0b56310382c3eec376d8ce29b.png)
Но честно говоря, когда я посмотрел на фото этого энергоблока то немного офигел. Дело в том, что его машзал, где находится турбина, он, как бы сказать, не имеет крыши… Ну т.е. она есть, но турбина в кожухе выступает над ней, и тут же рядом на открытом воздухе мостовой кран для обслуживания (см спутниковое фото выше). Такой вот дизайн. Понятно, что у них там тепло, и возможно это даже по каким-то соображениям оправдано. Да и соседний аналогичный блок отработал без проблем. Но на одном все же датчик перемерз.
![Более наглядное фото второй АЭС в Техасе - Comanche Peak, с подобными же облегченными машзалами на переднем плане Более наглядное фото второй АЭС в Техасе - Comanche Peak, с подобными же облегченными машзалами на переднем плане](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/3ec/ec0/965/3ecec096544e3e2817957ff9f18460d3.jpg)
Такую конструкцию машзала я вижу впервые (спасибо блэкауту хоть за это). Российские машзалы АЭС, что в Арктике, что на юге – это отдельное теплое помещение, где можно обслуживать турбины и генераторы в любую погоду, а зимой там даже оранжереи с экзотическими растениями можно встретить.
![Закрытый машзал самой южной АЭС России - Ростовской. Фото автора, 2017 г. Закрытый машзал самой южной АЭС России - Ростовской. Фото автора, 2017 г.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/58e/41c/f4c/58e41cf4cbd8ae389b5e03bb8ac8518b.jpg)
Как бы то ни было, аномальные морозы на большой территории США стали причиной кратковременного отключения всего одного блока АЭС из 94, в самых неблагоприятных условиях. Так что атом действительно оказался более надежным, чем другие источники. В Техасе временно вышли из строя 25% атомных мощностей, тогда как потеря мощностей ТЭС составила до 50%, а ветряков – до 75%. Впрочем, доля атома в энергобалансе Техаса невелика и в дни блэкаута была сопоставима с выработкой ветряков.
![Распределение выработки электроэнергии по типам электростанций Техаса за 2020 г. Распределение выработки электроэнергии по типам электростанций Техаса за 2020 г.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/cc1/7b9/049/cc17b90490936a7b1ee0d50a943eca11.jpeg)
Кроме того, к причинам блэкаута стоит добавить системные проблемы. Энергосеть Техаса плохо связана с другими штатами. Она у них вообще отдельная на штат, как у Аляски, в то время как другие штаты входят в одну из двух, Восточную или Западную, объединенные энергосети. Вдобавок довольно свободное регулирование рынка энергетики в штате (американские СМИ винят в этом республиканцев) не обязывает поставщиков иметь достаточно резервных мощностей, а сами резервные генераторы мощности при этом ориентированы на работу летом, когда идет максимальное потребление, поэтому они не защищены от холодов.
![Обособленная энергосеть Техаса выделяется на фоне США. Обособленная энергосеть Техаса выделяется на фоне США.](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/153/b82/d0b/153b82d0bcf46c9b9429e052b7dda72e.jpg)
Вот такая история. Сейчас ситуация вроде налаживается, но до сих пор сотни тысяч людей не вернулись к нормальной жизни. И на самом деле пока рано говорить о том, что сыграло большую или меньшую роль в развитии ситуации. Любая катастрофа – это сочетание многих факторов. И тут их много. Так что пусть специалисты анализируют и делают выводы. А мы потом посмотрим. Но понятно, что на фоне устранения недостатков энергосистем, стоит быть готовым к тому, что подобные природные аномалии могут случаться все чаще и чаще.
Бонус и благодарности
Я продолжаю экспериментировать со своим видеоканалом, поэтому записал видеоверсию этой небольшой статьи с видеовставками, которых нет в тексте. Если вы хотите увидеть больше моих публикаций на атомную тематику, можно поставить "нравится" этой записи, подписаться на мой youtube-канал и twitter, или даже сделать небольшой подарок на карточку Tinkoff 5536 9137 7974 2317 В
Ссылки на источники и материалы по теме:
Millions of Texans Are Freezing Right Now — Our Deregulated Electrical Grid Is to Blame
Texas largely relies on natural gas for power. It wasn’t ready for the extreme cold.
В Техасе замерзли газовые скважины и от холода встал блок АЭС: новые подробности рекордного блэкаута. Naked-science.ru
PS:
В ближайшее время планирую опубликовать большую статью об истории ядерного разоружения. Не переключайтесь.