Сценарии развития энергетики будущего

Леонид ФЕДУН
Вице-президент по стратегическому развитию ПАО «ЛУКОЙЛ», к. ф. н.
e-mail: develop@lukoil.com

Александр СОНИН
Начальник отдела макроэкономического анализа, ПАО «ЛУКОЙЛ»
e-mail: aleksandr.sonin@lukoil.com

В настоящее время энергетическая отрасль стоит перед лицом серьезных вызовов, обусловленных, с одной стороны, растущей потребностью населения планеты в доступной энергии, а с другой – необходимостью снижать негативное воздействие энергетического сектора на климат. Глобальное изменение климата является одной из наиболее важных проблем для мирового сообщества. На протяжении многих десятилетий рост потребления энергии был неразрывно связан с увеличением выбросов углекислого газа, который способствует нагреву атмосферы планеты. Сохранение тенденции к росту антропогенных выбросов парниковых газов будет сопровождаться подъемом уровня Мирового океана, интенсификацией ураганной активности и таянием вечной мерзлоты, то есть колоссальными потерями для человечества.

Несмотря на тренд к увеличению генерации из ВИЭ, на долю ископаемых видов топлива приходится 80 % потребления первичной энергии в мире

Новым вызовом для мировой экономики стала пандемия COVID‑19. В результате вводимых карантинных ограничений, в 2020 году резко снизился спрос на основные энергоносители. Однако уже в 2021 году, во многом благодаря программам по вакцинации населения, спрос на энергетические товары начал быстро восстанавливаться. На многих энергетических рынках наблюдался рост цен из-за неспособности производителей обеспечить достаточное предложение энергии в короткие сроки.
Несмотря на глобальную тенденцию к увеличению генерации электроэнергии из возобновляемых источников энергии (ВИЭ), на долю ископаемых видов топлива приходится более 80 % потребления первичной энергии в мире. Ситуация с резким ростом цен на газ в Европе в 2021 году ярко свидетельствует о том, что зависимость промышленно развитых стран от ископаемых энергоресурсов остаётся высокой.

Прошедшая в ноябре 2021 года международная климатическая конференция СОP26 в Глазго показала, насколько сложно мировому сообществу достичь согласия по ряду ключевых вопросов, в частности по вопросам вывода из эксплуатации объектов угольной генерации, необходимости сокращения эмиссий метана и вырубки лесов. Тем не менее, по некоторым важным направлениям климатической политики был достигнут существенный прогресс. Были согласованы механизмы международной торговли углеродными единицами в рамках статьи 6 Парижского соглашения, что, как ожидается, должно привести к усилению взаимодействия между странами для достижения климатических целей.
Обозначенные события, тенденции и вызовы создают значительную неопределённость относительно будущих изменений в мировой энергетике. Предсказать как будут развиваться события на энергетических рынках, очевидно, невозможно. Однако можно попытаться системно подойти к анализу трендов, которые сейчас отчетливо наблюдаются. В данной статье предпринята попытка кратко изложить видение компании «ЛУКОЙЛ» относительно будущего энергетических рынков. Более подробно с прогнозами «ЛУКОЙЛ» можно ознакомиться в отчете «Перспективы развития мировой энергетики до 2050 года» [1], опубликованном на официальном сайте компании.

Ключевые проблемы развития мировой энергетики

Исторически рост потребления энергии был неразрывно связан с такими глобальными тенденциями как рост населения, урбанизация и формирование потребительского класса в развивающихся странах. Мы ожидаем, что эти тенденции будут сохраняться. По расчетам Организации Объединенных Наций (ООН), мировое население увеличится на 2 миллиарда человек к 2050 году [2]. При этом потребительский класс будет расти еще более высокими темпами. По нашим оценкам, за период с 2020 по 2050 годы прирост потребительского класса составит около 3 миллиардов человек. Все эти люди будут предъявлять дополнительный спрос на энергию.
Доступ к энергии является необходимым условием для роста мировой экономики. Как правило, чем выше уровень экономического развития страны, тем выше уровень потребления энергии на человека, с поправкой на региональную специфику, климат и обеспеченность ресурсами.

Мы живем в эпоху глобального энергетического неравенства. На долю населения развитых стран приходится более трети мирового потребления первичной энергии. При этом почти один миллиард людей на планете не имеет доступа к электроэнергии. По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), в 2020 году из-за пандемии около 90 млн человек лишились возможности платить за электроэнергию в необходимом объеме [3]. Разрыв в потреблении энергии на человека между развитыми и развивающимися странами остается высоким, несмотря на некоторое сокращение в последнее десятилетие.
Повышение потребления энергии в развивающихся странах при использовании традиционных технологий, основанных на сжигании ископаемых топлив, неминуемо приведет к росту выбросов парниковых газов. В то же время многие развивающиеся страны после подписания Парижского соглашения заявили о готовности сокращать свои эмиссии парниковых газов вплоть до достижения углеродной нейтральности. Результаты моделирования энергетических рынков, полученные в компании «ЛУКОЙЛ», свидетельствуют о том, что одновременно повысить доступ к энергии в развивающихся странах и сократить выбросы парниковых газов – крайне сложная задача, требующая прорывных технологических решений.

Энергетические сценарии

Необходимость трансформации энергетической отрасли для предотвращения негативного воздействия на климат способствует росту неопределённости относительно будущей структуры энергетических рынков. Анализ этой неопределённости требует системного подхода. В компании «ЛУКОЙЛ» для принятия стратегических решений используются энергетические сценарии, которые описывают траектории потребления основных энергоносителей в зависимости от интенсивности климатического регулирования и степени координации международных усилий по сокращению выбросов парниковых газов. Такой сценарный подход дает возможность более отчетливо очертить масштаб неопределенности, связанный с наиболее важными тенденциями развития мировой энергетики.
В настоящее время в компании «ЛУКОЙЛ» применяются три энергетических сценария: «Эволюция», «Равновесие» и «Трансформация». Сценарий «Эволюция» предполагает поступательное изменение энергетических рынков в рамках действующей международной климатической политики и национальных программ с учетом существующих технологических возможностей отдельных стран. Отличительной особенностью данного сценария является высокий уровень доступности энергии для потребителей. Однако умеренная скорость структурных изменений энергетики в сценарии «Эволюция» не позволяет достичь цели Парижского соглашения по удержанию глобальной температуры существенно ниже 2 °C по сравнению с доиндустриальной эпохой – рост медианной температуры в сценарии «Эволюция» составляет 2,6 °C. В сценарии «Равновесие» соблюдается баланс между достижением климатических целей и развитием экономики. Цель Парижского соглашения выполняется, но энергия становится существенно дороже для потребителей. В основе сценария «Трансформация» лежит предположение о радикальной перестройке мировой энергетики и промышленности для достижения углеродной нейтральности ведущими экономиками к 2050 году, что соответствует цели по ограничению роста глобальной температуры в пределах 1,5 °C. Сценарий «Трансформация» также предполагает усиление международного сотрудничества и снятие ограничений на финансирование климатических проектов. Однако, даже с учетом данной предпосылки, энергия в сценарии «Трансформация» становится дороже для потребителей, чем в других сценариях.

Во всех рассматриваемых сценариях ожидается рост потребления первичной энергии. При этом топливный баланс будет постепенно смещаться в сторону увеличения доли возобновляемых источников энергии. Главное отличие сценариев – скорость, с которой будут происходить изменения энергетического баланса. Ожидается, что основной прирост генерирующих мощностей будут обеспечивать солнечные и ветровые электростанции. Угольная генерация будет постепенно выводиться из эксплуатации. Все это будет способствовать сокращению выбросов парниковых газов в энергетическом секторе. Важную роль в сценариях играет применение технологий по улавливанию, утилизации и хранению СО2, а также использование естественных поглотителей углекислого газа, таких как леса и болота.

Если в 2020 году доля солнечной и ветровой энергии в структуре генерации составляла 8 %, то к 2050 году, по нашим оценкам, этот показатель увеличится до 40–60 % в зависимости от сценария

Будущее углеводородов

Сейчас очевидно, что прогнозы, утверждавшие, что пик потребления нефти был пройден в 2019 году, не оправдались. Спрос на жидкие углеводороды по состоянию на конец 2021 года практически достиг допандемийного уровня. Ожидается, что восстановление авиасообщения приведет к дополнительному росту потребления углеводородов.
Долгосрочная динамика спроса на жидкие углеводороды будет во многом зависеть от скорости структурных изменений мирового автопарка, в особенности от динамики продаж электрических автомобилей. По состоянию на 2020 год суммарный парк легковых и грузовых автомобилей насчитывал около 1,5 миллиарда единиц. Из них 99 % – это автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Мы наблюдаем высокие темпы роста продаж электромобилей на рынках Китая, США и Европы, благодаря политике по декарбонизации транспортного сектора, которая проводится в этих странах. По предварительным оценкам, в 2021 году в мире продано около 6 миллионов электромобилей [4]. Тем не менее, замещение существующего автопарка, состоящего преимущественно из автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, электромобилями займет длительное время. В сценарии «Эволюция» доля электромобилей в общем автопарке увеличится с текущего 1 до 35 % к 2050 году, то есть даже в 2050 году большую часть автопарка будут составлять автомобили с двигателем внутреннего сгорания.
Мы ожидаем, что электрический транспорт будет продолжать активно развиваться, однако это не значит, что эпоха традиционных автомобилей скоро закончится. Дело в том, что экологичность электромобилей вызывает определенные вопросы. Электромобиль в Китае, где высока доля угля в энергетическом балансе, будет иметь примерно такой же углеродный след как гибридный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания в Европе за весь жизненный цикл. Кроме того, сейчас нет достаточного понимания, как будет работать система утилизации батарей, какова будет ее эффективность и сколько потребуется инвестиций на ее создание.
Стоимость владения также может стать существенным препятствием для распространения электромобилей. В долгосрочной перспективе стоимость владения электромобилем будет увеличиваться из-за роста цен на металлы и электроэнергию. В определенных рыночных условиях, как, например, во второй половине 2021 года в Европе, электроэнергия может обходиться потребителям дороже, чем традиционные моторные топлива, особенно при быстрой зарядке электромобиля.

По нашим оценкам, транспортный сектор сохранит преобладание в структуре спроса на жидкие углеводороды. Рост потребления нефтепродуктов со стороны авиации и морских перевозок будет частично компенсировать сокращение потребления моторных топлив в дорожном транспорте. Нефтехимическая промышленность будет также оказывать поддержку спросу. Таким образом, мы ожидаем, что потребление жидких углеводородов будет оставаться стабильным как минимум до 2030 года.
Что касается предложения жидких углеводородов, то здесь наблюдается устойчивая тенденция к сокращению инвестиций в проекты по геологоразведке и добыче. Если в 2014 году объем инвестиций в нефтяную отрасль превышал 600 миллиардов долларов, то в 2021 году инвестиции составили менее 300 миллиардов долл., т. е. сокращение более чем в 2 раза. Отчасти сокращение инвестиций обусловлено оптимизацией затрат по новым проектам. Однако существенная часть сокращений связана с переносами или отказами от реализации проектов.
Ситуация усугубляется тем, что большое количество месторождений нефти находится на поздних стадиях разработки и имеет падающий профиль добычи. В отсутствие инвестиций предложение жидких углеводородов будет ежегодно сокращаться темпом 4–5 %. Для поддержания добычи необходимы инвестиции, причем потребность в инвестициях сохраняется даже в условиях замедляющейся динамики спроса, как в сценарии «Трансформация».
Однако далеко не все проекты будут востребованы рынком в условиях замедления темпов роста или сокращения спроса. В первую очередь инвестиционную привлекательность будут иметь проекты с низкой себестоимостью добычи. Значительная часть дорогостоящих запасов, включая арктический шельф, битуминозные пески и тяжелые нефти, может остаться неосвоенной. Кроме того, в настоящее время важным фактором конкурентоспособности проекта в нефтедобыче становится его углеродный след. В этом отношении проекты, реализуемые в России, обладают хорошими перспективами, так как многие из них имеют достаточно низкий уровень углеродной интенсивности. Основная часть проектов с низкой себестоимостью добычи и низким углеродным следом находится в странах-­участниках соглашения ОПЕК+, поэтому логично ожидать, что доля данной группы стран в мировой добыче будет со временем увеличиваться.
Спрос на газ в среднесрочной перспективе будет демонстрировать более высокие темпы роста, чем спрос на жидкие углеводороды. Этому есть несколько объективных причин. Во-первых, углеродоёмкость природного газа существенно ниже, чем у нефти и угля, что будет стимулировать использование газа странами, нацеленными на сокращение выбросов парниковых газов. Во-вторых, электрификация транспортного сектора потребует строительства новых генерирующих мощностей, часть из которых будет газовой. В-третьих, природный газ может использоваться как сырье для производства низкоуглеродного водорода. Для обеспечения растущего спроса на газ будут необходимы инвестиции в новые газовые проекты.

Цена альтернативной энергии

На протяжении последнего десятилетия стоимость электроэнергии из возобновляемых источников неуклонно снижалась. Если ориентироваться на показатель нормированной стоимости энергии (LCOE – Levelized Cost of Energy), который учитывает капитальные затраты и рентабельность для различных способов производства электроэнергии, то можно прийти к выводу, что электроэнергия, вырабатываемая современными ВИЭ, является самой дешевой во многих странах. Однако, это не совсем верно. Когда речь идет о значительных объемах генерации, неминуемо возникает вопрос относительно стабильности работы энергетических систем с высокой долей ВИЭ в энергетическом балансе. Поскольку выработка электроэнергии из ВИЭ сильно варьируется во времени, требуются специализированные системы хранения и распределения энергии для того, чтобы обеспечивать выработку электроэнергии в соответствии с динамикой спроса. Стоимость промышленных аккумуляторов снижается, но их использование в связке с современными ВИЭ все еще менее эффективно, чем производство электроэнергии из ископаемых топлив. Высокая стоимость систем хранения энергии может выступать сдерживающим фактором, ограничивающим возможности интеграции современных ВИЭ в энергетические системы.

Мы ожидаем, что потребление энергии из ВИЭ будет расти высокими темпами, во многом благодаря климатической политике ведущих индустриальных стран. Солнечные и ветровые электростанции будут обеспечивать основной прирост генерирующих мощностей в ближайшие десятилетия. Если в 2020 году доля солнечной и ветровой энергии в структуре генерации составляла 8 %, то к 2050 году, по нашим оценкам, этот показатель увеличится до 40–60 % в зависимости от сценария.
Для декарбонизации энергетического сектора недостаточно просто увеличить долю ВИЭ в энергетическом балансе. Необходимы инвестиции в системы хранения и распределения энергии, электрификацию промышленности и транспорта, производство и потребление низкоуглеродных топлив (водорода и биотоплив), повышение энергоэффективности, улавливание, утилизацию и хранение СО2. В сценарии «Эволюция» среднегодовые инвестиции в низкоуглеродную энергетику должны увеличиться в два раза по сравнению с текущим уровнем, тогда как сценарий «Трансформация» предполагает десятикратный рост инвестиций. Возникает вопрос, как будет обеспечиваться окупаемость этих инвестиций?

Один из возможных путей повышения рентабельности проектов по декарбонизации – введение платы за СО2. Плата за СО2 может определяться по результатам рыночных торгов, как это уже происходит во многих европейских странах. По нашим оценкам, для обеспечения окупаемости инвестиций в сценарии «Эволюция» средняя цена СО2 в мире должна составлять 50 долларов за тонну СО2‑экв. в постоянных ценах, а в сценарии «Трансформация» – 200 долларов за тонну СО2‑экв. В случае введения платы за СО2 экономика проектов по декарбонизации улучшится, но стоимость энергии для конечных потребителей возрастет.
Нехватка ряда критических сырьевых товаров для низкоуглеродной энергетики может также способствовать росту инфляции. По оценкам МЭА, в сценарии нулевых выбросов (NZE) спрос на металлы и сырьевые товары, необходимые для развития низкоуглеродной энергетики, вырастет почти в шесть раз к 2050 году [5].
Таким образом, мы полагаем, что стоимость энергии для конечных потребителей будет в высокой степени зависеть от темпов, с которыми будет происходить процесс внедрения низкоуглеродных технологий в энергетике.

Энергетика России на пути к декарбонизации

Россия является крупным производителем и потребителем энергии. В 2019 году объем потребления первичной энергии в России составлял около 770 млн т н. э. – это примерно 6 % от мирового значения [6]. Ископаемые топлива традиционно доминируют в структуре энергетического баланса России. Не удивительно, что энергетический сектор является основным источником выбросов парниковых газов – на долю энергетического сектора приходится три четверти суммарных выбросов парниковых газов в России.
После 1990 года выбросы парниковых газов в России снизились более чем в два раза, что связано как с сокращением объемов неэффективного производства, так и с модернизацией оборудования на предприятиях. При этом российские власти нацелены на дальнейшее сокращение эмиссий, оказывающих негативное влияние на климат. В 2019 году Россия ратифицировала Парижское соглашение по климату, а в 2021 году объявила долгосрочную цель по достижению углеродной нейтральности к 2060 году или ранее.
Амбициозная долгосрочная цель по декарбонизации экономики России требует новых подходов к развитию энергетического сектора. На наш взгляд, необходимо в первую очередь развивать те направления, которые являются экономически эффективными и не требуют значительной государственной поддержки. Речь идет, прежде всего, о повышении эффективности использования энергии, связанном с модернизацией промышленного оборудования, сокращением энергетических потерь, использованием энергосберегающих технологий при строительстве зданий. По нашим оценкам, потенциал сокращения эмиссий за счет повышения энергоэффективности составляет около 800 млн т СО2‑экв. к 2050 году.

Чтобы добиться полной декарбонизации российской экономики необходимо развивать и другие направления, требующие некоторой поддержки со стороны государства на начальном этапе. Россия обладает всеми необходимыми ресурсами для производства энергии из возобновляемых источников, а также низкоуглеродного водорода. Увеличение доли ВИЭ в энергетическом балансе России может происходить постепенно, по мере необходимости замены генерирующего оборудования и снижения стоимости использования низкоуглеродных технологий.
Немаловажную роль в сценариях развития энергетики России играют технологии поглощения углекислого газа. Россия обладает самым высоким в мире потенциалом по захоронению СО2, который оценивается в 1000–1200 млрд т СО2 в нефтегазовых залежах и водоносных горизонтах [7]. Сокращение эмиссий от реализации проектов по улавливанию, утилизации и захоронению СО2 в России может составить 100–500 млн т СО2 к 2050 году. Наиболее очевидный способ повысить инвестиционную привлекательность подобных проектов – использовать СО2 для повышения нефтеотдачи пласта при добыче углеводородов.
Кроме того, Россия занимает первое место в мире по площади лесов, которые являются естественными поглотителями углекислого газа. По состоянию на 2019 год поглощающая способность российских лесов оценивалась в 535 млн т СО2‑экв. Согласно существующим оценкам, поглощающая способность российских лесов может быть увеличена до 2,2 млрд т СО2‑экв. за счет более полного учета лесного фонда и реализации проектов в области лесного хозяйства.
На наш взгляд, системная работа по всем обозначенным направлениям позволит России достичь углеродной нейтральности к 2060 году. Более того, при наличии мощных экономических стимулов для реализации проектов по декарбонизации Россия может стать нетто поглотителем углекислого газа. Сценарий «Трансформация» предполагает достижение отрицательного уровня эмиссий в России на горизонте до 2050 года.

Возможности для нефтегазового сектора России

Нефтегазовый сектор является крупным эмитентом парниковых газов в России. Значительный объем выбросов парниковых газов в нефте- и газодобыче связан с утечкой и технологическими потерями метана, а также выбросами СО2 от сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ) на факелах. Проблеме сжигания ПНГ в отрасли традиционно уделяется значительное внимание. Был принят соответствующий закон, стимулирующий добывающие компании повышать уровень утилизации ПНГ. В результате уровень утилизации ПНГ вырос с 59 % в 2010 году до 83 % в 2020 году в среднем по отрасли. Однако это далеко не предел. Компания «ЛУКОЙЛ», в частности, увеличила показатель утилизации ПНГ с 77 до 97,8 % за аналогичный период. Значительно меньше внимания уделяется эмиссиям метана, несмотря на то, что на столетнем горизонте парниковая активность метана в 28 раза сильнее, чем у углекислого газа. При этом существуют экономически эффективные способы сократить эмиссии метана даже в отсутствие дополнительных стимулов со стороны государства. Только в последние несколько лет российские компании начали обращать внимание на данную проблему и ставить перед собой долгосрочные цели по снижению выбросов метана. Поэтому в нефтегазовой отрасли России сохраняется высокий потенциал по сокращению собственных прямых эмиссий.
Россия является крупнейшим экспортером энергоносителей. В среднесрочной перспективе нет достаточных оснований считать, что энергетический экспорт из России снизится, поскольку российские углеводороды являются в высокой степени конкурентоспособными на мировом рынке как с точки зрения себестоимости производства, так и с точки зрения углеродного следа. Потребление российских углеводородов за пределами России создает значительный объем эмиссий. Однако эти эмиссии можно компенсировать. Повышение поглощающей способности российских экосистем позволит компенсировать не только выбросы внутри России, но и погасить углеродный след от экспортных поставок энергоносителей. Согласование правил международного взаимодействия в рамках статьи 6 Парижского соглашения на Климатической конференции COP26 является важным шагом по развитию международной торговли эмиссиями. Благодаря наличию значительного потенциала по реализации проектов в области декарбонизации, Россия может занять 30–40 % международного рынка углеродных единиц.
Важную роль в укреплении позиции России на международном рынке эмиссий могут сыграть предприятия нефтегазового сектора. Российские экспортеры углеводородов способны значительно снизить эмиссии у зарубежных потребителей своей продукции за счет продажи эмиссионных сертификатов. Цены на продукцию нефтегазового сектора с погашенным углеродным следом будут сильно зависеть от затрат, необходимых на реализацию климатических проектов. Однако, по нашим оценкам, затраты на реализацию подобных проектов в России могут быть существенно ниже, чем в других странах. Сейчас на международном рынке уже появляются партии углеводородов с погашенным углеродным следом. Мы ожидаем, что данное направление продолжит активно развиваться в ближайшие годы.

Заключение

Энергетические сценарии, разработанные компанией «ЛУКОЙЛ», демонстрируют, насколько сложной задачей является одновременно обеспечить доступность энергии для потребителей и при этом значительно сократить выбросы парниковых газов в энергетическом секторе. По нашим оценкам, в перспективе ближайших 30 лет спрос на углеводороды будет сохраняться даже в сценариях, предполагающих быстрое развитие ВИЭ. Поэтому для достижения целей, обозначенных в Парижском соглашении по климату, потребуется использовать технологии поглощения углекислого газа, как промышленные, так и природные. Россия может сыграть особую роль в достижении глобальной цели по сокращению эмиссий парниковых газов, поскольку поглощающая способность российских экосистем позволяет не только компенсировать выбросы внутри страны, но и погасить углеродный след от экспортных поставок энергоносителей, то есть обеспечить сокращение эмиссий у торговых партнеров России.

Мир зависит от стабильности энергоснабжения, и в ближайшие 20 лет спрос на него возрастет. Будущее энергетики зависит от развития возобновляемых источников энергии и более рационального использования ископаемого топлива.

Представьте мир через 40 лет. Во всех областях экономики, а также в нашей частной жизни электричество в основном заменило традиционные источники энергии – в промышленности, инфраструктуре, а также в отоплении зданий. Возоб­новляемые источники энергии ветра и солнца играют решающую роль в производстве электроэнергии. Каждый день к энергетической системе добавляются новые малые энергоблоки, а также растут связи между распределительными электрическими сетями и главной энергетической системой. Благодаря новому распределению ролей между производителями электроэнергии и потребителями, интеллектуальным электросетям, а также возможности гибкого хранения и выделения энергии энергетическая система стала очень устойчивой и надежной. Ключевые технологии с первых лет трансформации энергосистемы в начале тысячелетия продолжают играть главную роль – при этом обладают абсолютно новыми особенностями, вытекающими из многочисленных инновационных циклов.

Энергия ветра надежно вырабатывает большие объемы электричества

Значительная часть необходимого нам электричества вырабатывается ветровыми турбинами. С появлением больших роторов с диаметром 250 м в море, которые приводят в действие мощные ветровые турбины на 20 МВт и с высокой надежностью вырабатывают большие объемы электричества, прибрежные ветровые турбины упали в цене. С диаметром ротора до 150 м и мощностью 3–5 МВт, эти ветровые электростанции позволяют производить электричество дешевле, чем электростанции, работающие на угле.

Электролиз преобразовывает энергию ветра в водород

Используя электричество, главным образом генерируемое ветровыми электростанциями, высокопроизводительные системы электролиза на протонообменной мембране (PEM) (настраиваемые в диапазоне от нескольких киловатт до более чем 100 МВт) производят водород – газ с замечательными свойствами. Он служит сырьем в химической промышленности, топливом для транспортных средств и является долгосохраняющимся носителем энергии, который гарантирует надежность энергоснабжения посредством возможности обратного преобразования его в энергию в электростанциях с парогазовым циклом.

Электростанции парогазового цикла достигают КПД до 70%

Благодаря своим широким возможностям электростанции с парогазовым циклом играют все более важную роль в обеспечении энергетического баланса. Эти электростанции не только достигают чрезвычайно высокого КПД до 70%, работая на водороде, но также выдают полный КПД до 95% при работе в комбинированном режиме.

Энергетическая устойчивость c сетью сверхвысокого напряжения HVDC

Сети передачи постоянным током высокого напряжения (HVDC), также известные как сети сверхвысокого напряжения, лежат в основе энергетической системы. Многочисленные узловые соединения с сетями переменного тока (AC) позволяют им обеспечивать электроснабжение при растущем числе распределительных сетей. Основанные на инновационных технологиях интеллектуальной сети, они формируют независимые сегменты в пределах всей системы.

Парогазовая электростанция
(Иршинг, Германия)

Энергетически независимые промышленные объекты и энергоэффективные здания

В то время как новые технологии экономично и экологично производят и распределяют электричество, инновационные технологии для промышленности и зданий обеспечивают эффективное потребление энергии. Это позволяет осуществлять надежное энергоснабжение промышленных предприятий и частных домохозяйств. Энергетически независимые (самостоятельно обслуживающие себя) промышленные объекты – это лишь один пример. Системы управления данными закладывают основу для надежного обмена информацией между крупными электростанциями, виртуальными электростанциями, переменными нагрузками, управлением нагрузками и гибкой пропускной способностью. Эти системы данных в реальном времени координируют огромные объемы информации и оптимизируют энергетическую систему, а также поддерживают ее стабильность.

«Сименс» придает облик энергетике будущего

Вне зависимости от того, как будет выглядеть мир будущего, «Сименс» из года в год уже задает стандарты в области энергетических технологий – для большей эффективности, лучших показателей и экологической рациональности. Мы не знаем абсолютно точно, как будет выглядеть энергетическая система через 40 лет, но мы точно знаем, что со своей инновационной силой и техническими достижениями «Сименс» заложит основу для формирования энергетической системы, которая будет надежна, экономична и будет удовлетворять потребностям населения.

Традиционная энергетика

Глобальная урбанизация, дефицит ресурсов и изменение климата требуют продуктов, решений и услуг для более эффективного производства электроэнергии из ископаемого топлива. Подразделение «Производство энергии из ископаемых видов топлива» компании «Сименс» предлагает инновационные технологии, которые будут крайне необходимы в решении этих проблем: они делают энергию доступной для общества в глобальном масштабе и в то же время ее выработку – рентабельной для операторов.

С помощью инновационных энергосистем, работающих на ископаемом топливе, дефицитные ресурсы могут использоваться максимально эффективно. Это делает топливную энергию доступной где угодно и когда угодно, а производство электроэнергии из ископаемого топлива настолько безвредным для окружающей среды, насколько это возможно.

Высокоэффективные электростанции на ископаемом топливе

Ископаемое топливо продолжит играть значительную роль, компенсируя колебания в поставках энергии от источников возобновляемой энергии и тем самым обеспечивая надежную основу для стабильного мирового энергоснабжения. Электростанции парогазового цикла являются самым рациональным решением для производства электроэнергии с использованием ископаемого топлива.

Парогазовые установки предлагают более высокий коэффициент полезного действия. Решение «Сименс» использовано на газовой электростанции с самым высоким КПД в мире, расположенной в г. Иршинге, Германия. Эта электростанция перерабатывает природный газ в электроэнергию с КПД более 61% и потребляет на треть меньше ископаемого топлива на кВт·ч, чем потребляется в среднем газовыми электростанциями в мире. Менее чем за 30 минут электростанция может запускаться из состояния останова, достигая мощности, достаточной для удовлетворения энергетических потребностей города размером с Берлин.

Еще более эффективными являются электростанции с комбинированным производством тепла и электроэнергии (когенерационные), которые одновременно вырабатывают электричество, тепло или производственный (водяной) пар и таким образом достигают уровня энергоэффективности от 60 до более 90%. Одним из примеров является электростанция «Лаусвард» в порту Дюссельдорфа, которая после завершения строительства будет обладать электрической мощностью в 595 МВт. Это мировой рекорд для блока парогазового цикла, чистый КПД которого будет составлять 61%. На сегодняшний день мировой рекорд принадлежит электростанции комбинированного типа в Иршинге, ее КПД составляет 60,75%. При этом тепло отработанных газов используется для обеспечения центрального отопления в Дюссельдорфе – до этого невозможно было получить 300 МВт тепловой энергии с помощью одного энергоблока газотурбинной установки в парогазовом цикле, и это еще один мировой рекорд. В результате общий КПД природного газа возрастает до 85%.

Также новые технологии могут повысить КПД существующих угольных электростанций до 50%. При достижении такой эффективности всеми в мире угольными электростанциями уровень выбросов углекислого газа сократится на 3,7 млрд тонн в год – это почти столько же, сколько за этот период вырабатывает весь ЕС.

«Сименс» предлагает широкий спектр мероприятий по модернизации, помогающих повысить производительность более старых электростанций. Услуги могут включать как адаптацию целой установки, так и внедрение новой технологии или просто замену отдельных компонентов.

Возобновляемые источники энергии

Независимо от того, говорим ли мы об энергии ветра, воды или биомассы, возобновляемые источники энергии приобретают все большую и большую важность для энергетических систем. Инновации сделали энергию ветра сильным конкурентом для традиционной энергетики. «Сименс» является одним из ведущих мировых поставщиков наземных и морских ветровых установок. Энергия воды зарекомендовала себя надежным источником в течение многих веков. «Сименс» предлагает решения в области малой гидроэнергетики, в то же время работая над использованием энергии приливов и отливов. Не имеет значения, какое биотопливо и какая технология сгорания используется на биоэлектростанции, – паровая турбина «Сименс» оптимизирует работу энергетической установки.

Приливная гидроэлектростанция (Ирландское море)

Морские ветроэлектростанции (Анхольт, Дания)

Возобновляемые источники энергии – энергия ветра и воды

«Сименс» является мировым лидером по производству морских ветровых турбин. Наземные ветровые турбины компании «Сименс» также зарекомендовали себя как высокоэффективные. Например, на западном побережье Новой Зеландии с высоким ветровым потенциалом станции West Wind и Te Uku снабжают электричеством 100 тыс. домов.

По оценкам американской энергетической компании MidAmerican, на сегодняшний день компания «Сименс» получила крупнейший заказ в мире на поставку наземных ветровых турбин. «Сименс» выпустит 448 ветровых турбин общей производительностью в 1050 МВт. Они будут установлены на пяти разных электростанциях в штате Айова.

Также ветровые турбины «Сименс» установлены в Европе и Азии, например на морской ветро­электростанции в Рудонге в провинции Цзянсу. Ветроэлектростанция, действующая с мая 2012 года, является значительным шагом вперед на быстро растущем рынке ветроэнергетики в Китае. Для недавно официально открытой морской ветроэлектростанции Анхольт – самой крупной в Дании на сегодняшний день – «Сименс» изготовила, установила и ввела в эксплуатацию 111 ветровых турбин, каждая из которых имеет мощность 3,6 МВт и ротор диаметром 120 м. Общая мощность этого ветропарка составляет 400 МВт, которых будет достаточно, чтобы обеспечить электричеством 400 тыс. домов в Дании или удовлетворить около 4% спроса Дании на электричество.

Другой важный возобновляемый источник энергии – это гидроэнергия. Преимущество энергии приливов по сравнению с энергией ветра состоит в возможности точно прогнозировать мощность волнения моря. «Сименс» установила первую рентабельную приливную электростанцию совместно с британской компанией Marine Current Turbines Ltd у побережья Ирландии. Ее мощность составляет 1,2 МВт, и она обеспечивает электричеством 1500 домов.

Эффективная передача электроэнергии

В ближайшие годы различные факторы будут доминировать на рынке передачи электроэнергии: стремление к использованию возобновляемой энергии, расширение и объединение инфраструктур энергосистем и электросетей, необходимость постепенной замены и модернизации устаревающих сетевых инфраструктур. Широкий ассортимент инновационных продуктов и решений «Сименс» для передачи электроэнергии обеспечивает профессиональную поддержку этих изменений.

Передача электроэнергии с низкими потерями

Такие технологии, как передача энергии постоянным током высокого напряжения (HVDC), или гибкие системы передачи электроэнергии переменным током (FACTS) позволяют надежно и эффективно передавать электричество на большие расстояния.

Возобновляемые источники энергии должны использоваться в местах, богатых этими природными ресурсами, – в открытом море, где дуют сильные ветры, или в теплых регионах, где много солнечной энергии. К сожалению, эти места, как правило, находятся далеко от конечного потребителя, поэтому в этом случае актуален вопрос передачи электроэнергии на большие расстояния. Сети передачи можно расширить за пределы границ страны, используя обычные высоковольтные линии передачи энергии переменным током высокого напряжения или подземные системы передачи электроэнергии.

Эффективная передача электроэнергии на большие расстояния

Традиционная передача переменным током сталкивается с техническими ограничениями в случае, когда электричество, генерируемое из возобновляемых источников, транспортируется конечным потребителям на большие расстояния или через подводный кабель. Технология передачи энергии постоянным током высокого напряжения (HVDC) доказала свою способность транспортировать большие объемы электроэнергии при небольших потерях. Эта технология преобразовывает переменный ток в источнике в постоянный, а затем обратно в переменный в месте назначения. Система HVDC между китайскими провинциями Юньнань и Гуандун передает экологически чистое электричество, производимое несколькими гидроэлектростанциями. Благодаря этой «электрической магистрали» длиной 1400 км и пропускной способностью 5000 МВт до потребителя дойдет 95% передаваемой электроэнергии. В год эта система сокращает выбросы СО2 на 30 мегатонн, которые бы генерировались местными электростанциями. В 2011 году система HVDC получила серебро Азиатской премии в области электроэнергии (Asian Power Award) в номинации «Лучшая система передачи электроэнергии в Азии».

Технология при ограниченности пространства: HVDC PLUS

С технологией HVDC PLUS «Сименс» привносит преимущества технологии передачи энергии постоянным током высокого напряжения на объекты с ограниченным пространством, например на морские ветроэлектростанции или нефтебуровые платформы. Таким образом, энергию ветра можно передавать на берег без особых потерь. Эта компактная технология также делает энергоснабжение буровых платформ с материка более рациональным. Это идеальное решение для больших городов. Один из примеров – проект Transbay, увеличивающий надежность и безопасность электроснабжения Сан-Франциско.

Эффективная передача переменным током с системой FACTS

Традиционные сети переменного тока будут и впредь играть существенную роль в распределении электроэнергии. Однако и здесь есть возможность значительно увеличить их эффективность; путь к этому – это «компенсация реактивной мощности». Этот принцип используется в системе «Сименс» FACTS (гибкие системы передачи электроэнергии переменным током), чтобы предотвратить перебои в сети быстрым регулированием колебаний сети и управлением электрическим током, а также увеличением показателей передачи электроэнергии даже на длинных линиях электропередачи.

Высокое напряжение рядом с потребителем

По мере возможности важно поддерживать максимально высокое напряжение как можно ближе к потребителю, так как чем выше напряжение, тем меньше потери. С другой стороны, низковольтные распределительные сети можно сделать более компактными и менее подверженными потерям. Даже в густонаселенных районах напряжение можно уменьшить за счет трансформаторов с низким уровнем шума. А установка более эффективных высоковольтных трансформаторов способствует энергосбережению. Линии электропередачи с элегазовой изоляцией (GIL) и комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (GIS) передают и распределяют электроэнергию экологически безвредным способом, а также характеризуются низкими потерями.

HVDC PLUS (Transbay, Сан-Франциско, США)

Преобразование, распределение и хранение электроэнергии

Эффективность, надежность, безопасность – это требования, предъявляемые к распределению электро­энергии и электрификации. «Сименс» предлагает широкий ассортимент продуктов, систем и решений для низкого и среднего напряжения, которые поддерживаются на протяжении всего срока эксплуатации – от планирования с помощью собственного программного обеспечения до установки, эксплуатации и обслуживания. «Умные» интерфейсы позволяют связываться со строительной или промышленной автоматикой, позволяя полностью использовать весь потенциал оптимизации интегрированного решения. Обеспечивая высокоэффективное, надежное и безопасное распределение электроэнергии, мы закладываем основу для стабильного функционирования инфраструктуры городов, зданий и промышленных объектов.

Высокотехнологичное распределение и хранение электроэнергии

Интеллектуальные электрические сети от «Сименс» обеспечивают устойчивость сетей, уравновешивая выработку и потребление электроэнергии, а также позволяют осуществлять крупномасштабную интеграцию местных производителей электроэнергии.

Производящий потребитель – деревня (Вильдпольсрид, Германия)

В результате неравномерной выработки возобновляемой энергии, приводящей к колебаниям цен на электричество, для передачи и распределения электроэнергии требуются интеллектуальные электроэнергетические системы. Эти так называемые интеллектуальные сети помогают городам сберегать энергию посредством ее возвращения обратно в сеть. Они включают в себя «производящих потребителей» – здания или электрические транспортные средства, которые, с одной стороны, потребляют электроэнергию, но могут и поставлять ее обратно в сеть.

Эффективное распределение энергии особенно важно в крупных мегаполисах. Интеллектуальные распределительные электрические сети основаны на интерактивном взаимодействии внутри рынка электро­энергии и объединяют крупные центральные и небольшие местные электростанции с потребителями в единую целостную структуру. Они предотвращают перегрузки, так как система генерирует только то количество энергии, которое необходимо в конкретный момент. Благодаря таким «умным» сетям «Сименс» способствует достижению правильного баланса между производством электроэнергии и спросом на нее во всем мире. Например, немецкая деревня Вильдпольсрид производит больше возобновляемой энергии, чем потребляет.

Количество электроэнергии, вырабатываемое энергией ветра, колеблется в зависимости от погодных условий. В будущем будут необходимы стабильные системы хранения энергии, которые смогут сохранять избыточную энергию из интеллектуальных сетей в течение нескольких часов, дней и, в случае необходимости, даже недель. Одной из весьма эффективных технологий хранения является гидроаккумулирование. Установка переносит избыточную воду в резервуары более высокого уровня. При необходимости поток этой воды может приводить в движение турбины и производить электроэнергию. К сожалению, в городских районах для этой технологии не хватает подходящих мест.

Технологии «умных» зданий – комплексные решения для зданий от «Сименс»

Поэтому «Сименс» разрабатывает альтернативные решения. Например, избыточная мощность может быть использована для производства экологически чистого водорода в установках электролиза воды, который может применяться в транспорте с приводом от топливных элементов. Кроме того, можно пойти еще дальше и создать катализатор водорода, углекислого газа и метана. Этот искусственный газ можно подавать в газовую сеть, сохранять под землей или перерабатывать обратно в электричество с помощью газовых турбин. Батареи в зданиях и электромобилях также могут быть использованы в качестве временных систем хранения энергии. «Сименс» проводит исследования во всех этих областях.

Одна из доступных на сегодня технологий – Siestorage, модульная система хранения энергии. Она была задумана как буфер для коротких колебаний электрических сетей. Siestorage работает на ионно-литиевых батареях и помещается в стандартный грузовой контейнер. Одна батарея может аккумулировать 1000 кВт·ч, а это достаточная мощность для обеспечения электроэнергией ста домохозяйств в течение суток. Итальянская энергетическая компания Enel недавно ввела в эксплуатацию первую установку производительностью 1 МВт. Enel стремится к стабилизации напряжения в сети среднего напряжения.

Эффективное энергопотребление

Энергоэффективное производство является одновременно и сложной задачей, и перспективной возможностью в равной степени для владельцев электростанций, инженеров и производителей оборудования. Ассортимент первоклассных продуктов, систем и решений «Сименс» закладывает идеальную основу для систематического и непрерывного повышения эффективности использования энергии. Это, в свою очередь, открывает абсолютно новые перспективы для стабильного повышения конкурентоспособности. Энергоэффективное производство возможно только тогда, когда все компоненты вместе работают слаженно. Целостный и содержательный, комплексный ассортимент энерго­сберегающих решений «Сименс» для технологий приводов, автоматизации и сервисных услуг помогает достичь максимальной эффективности использования энергии, повысить производительность и получить длительное конкурентное преимущество для компаний-клиентов.

Рациональное использование энергии

У энергосбережения огромный потенциал, особенно это касается зданий, промышленности и транспорта.

Экономия энергии и ее более эффективное использование являются двумя основными факторами для устойчивого энергообеспечения в будущем. Их можно достичь путем контроля энергопотребления и внедрения энергосберегающих продуктов и технологий в здания, промышленность и транспорт. Даже бытовая техника открывает возможности для повышения энергоэффективности. На сегодняшний день она потребляет меньше половины энергии, которая требовалась для работы бытовых устройств в 1990-х годах.

Управление спросом и предложением

Краткие отключения отдельных электрических систем не вызывают каких-либо серьезных побочных эффектов – хорошими примерами считаются холодильные камеры и системы кондиционирования воздуха. Кроме того, большинство людей, вероятно, не заметят, если лифт будет подниматься немного медленнее, чем обычно. Есть много способов уменьшить потребление энергии в конкретных областях, в частности когда запасы истощены, а цены на энергию высокие. Это так называемое управление спросом в основном используется в Соединенных Штатах и помогает разгрузить электросети.

Энергосбережение с автоматизацией зданий

Здания имеют огромный потенциал в энергосбережении – ведь они потребляют 40% мировой энергии и являются источниками 21% выбросов парниковых газов. Технология «умных» зданий (Intelligent building technology) может значительно повысить энергоэффективность и комфорт в зданиях наряду с производительностью людей и компаний, занимающих их площади. Важно то, что все системы и компоненты можно настроить для их совместной работы. Комплексные решения для зданий (Total Building Solutions) от «Сименс» обеспечивают именно такой уровень интеграции. Благодаря комплексным решениям все электро­оборудование, системы отопления, кондиционирования, вентиляции, освещения, затемнения, системы контроля доступа, видеонаблюдение, сигнализация, системы пожарообнаружения и эвакуации идеально дополняют друг друга. Непрерывный процесс оптимизации энергопотребления может значительно повысить эффективность использования электроэнергии в зданиях. Neue Messe в Штутгарте – один из самых современных торгово-промышленных объектов в Германии. Система распределения энергии для залов, конгресс-центра и крытой автостоянки разработана «Сименс».

Энергосберегающий транспорт – электромобили и гибридные автобусы

Будущее транспортной системы – это электрические транспортные средства. Электродвигатели в автобусах, поездах или электрических автомобилях по меньшей мере в три раза эффективнее двигателей внутреннего сгорания. Электрические транспортные средства также могут быть интегрированы в интеллектуальную электрическую сеть. В области общественного транспорта экологически чистой и энергосберегающей альтернативой являются низкопольные трамваи Avenio. Кроме того, они более экономичны – это значит, что стоимость техобслуживания и замены их запчастей, наряду с экономией энергии, до 30% более выгодна по сравнению с традиционным транспортом.

Трамвай Avenio (Гаага, Нидерланды)

Энергосбережение в промышленности

В промышленности кроется значительный потенциал для энергосбережения и даже производства энергии. Электрические двигатели, применяемые для конвейерных лент или насосов, в настоящее время потребляют почти две трети энергии, используемой в промышленности. Благодаря оптимизированным решениям для механических приводов от «Сименс» энергопотребление промышленных приводов снижается на величину до 70% – инвестиции в подобные технологии окупаются за счет экономии электроэнергии менее чем за два года. «Сименс» определила три этапа оптимизации потребления энергии в промышленности: выявление, оценка и реализация. Системы управления от «Сименс», например бесплатная программа SinaSave, помогут сэкономить электроэнергию на первых двух этапах. На третьем этапе реализуется соответствующее решение по энергосбережению. Энергосбережение возможно и на энергоемких предприятиях. Например, энергопотребление установок Arvedi ESP по производству стали значительно ниже по сравнению с традиционными электростанциями.

***

Какими будут ветровые турбины через 40 лет? Останутся ли еще электростанции на ископаемом топливе? И на чем они будут работать? Как будет храниться энергия в 2050 году и как энергия будет распределяться в системе? «Сименс» смотрит в будущее со своей концепцией развития энергоснабжения до 2050 года. Концепция демонстрирует, каким будет мир энергетики завтра – мир чистого, бесшумного, надежного энергоснабжения благодаря инновационным технологиям, разработанным на пределах физически возможного. Технологиям, обеспечивающим рациональное и экологичное энергоснабжение всего мира. Концепция сегодня может стать действительностью завтра.

МИРОВАЯ ЭКОНОМИКА

ОБЗОР СЦЕНАРИЕВ РАЗВИТИЯ МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

В.И. Салыгин, И.И. Литвинюк

Московский государственный институт международных отношений (университет) МИД России. Россия, 119454, Москва, проспект Вернадского, 76

Каким путём будет происходить развитие глобальной энергетической системы — один из ключевых вопросов концепции устойчивого развития. Энергетика на современном этапе одновременно представляется как решением ряда глобальных проблем человечества, так и причиной их возникновения. В связи с этим, с целью выявления общемировых тенденций развития энергетики и прогнозирования её будущего состояния ряд специализированных международных организаций, исследовательских институтов и отраслевых экспертов направляют свои усилия на поиск ключевых факторов и движущих сил, которые будут определять динамику и направление развития энергетической системы.

Настоящая статья посвящена обзору сценариев развития энергетики мира и сравнению базовых прогнозов, публикуемых ведущими мировыми специализированными организациями, в число которых входят Международное энергетическое агентство, Мировой энергетический совет, Организация стран-экспортёров нефти и другие. Проводится анализ количественных и качественных оценок ряда показателей развития энергетической системы мира, обеспечивающих выстраивание глобальной энергетической картины на момент времени в будущем.

В статье рассмотрены различные подходы указанных организаций к прогнозированию и построению сценариев, выявляются мотивы к выдвижению различных энергетических парадигм как средств достижения собственных целей и следствий индивидуального видения экспертным сообществом складывающихся в настоящее время тенденций развития. В рамках настоящего исследования проведена группировка наиболее совершенных из существующих на сегодняшний день моделей развития энергетики, выявлены их преимущества и недостатки и показаны различия в подходах к моделированию у основных специализированных международных организаций.

Ключевые слова: международные организации, моделирование, прогнозирование, структура энергопотребления, сценарии, ТЭК, устойчивое развитие, энергетика, энергетическая безопасность, энергетический баланс, энергоресурсы.

Настоящее исследование основано на анализе ряда прогнозов и обзоров, подготовленных международными организациями, компаниями топливно-энергетического комплекса и исследовательскими институтами, в том числе Международным энергетическим агентством (МЭА) [27], Мировым энергетическим советом (МЭС) [28], Организацией стран-экспортёров нефти (ОПЕК) [32], некоторыми исследовательскими центрами Европейского союза (ЕС) [12; 23; 29; 30], Управлением США по информации в области энергетики (УЭИ) [4], Институтом энергетических исследований Российской академии наук (ИНЭИ РАН) [16], компаниями BP [5], Eni [31], ExxonMobil [13; 14; 24], Shell [19; 20] и Statoil [10].

Первоначальный обзор сценариев даёт чёткое понимание того, что фундаментально результаты каждого из них опираются лишь на предположения, экспертные мнения и некоторые предпосылки, которыми руководствуются конкретные разработчики [8; 15; 25]. По этой причине количественные оценки в сценариях заметно разнятся между собой. При этом качественные оценки зачастую совпадают, однако единая их комбинация среди рассмотренных в настоящей статье прогнозов не встречается.

Разнородность результатов моделирования связана, в первую очередь, с набором входных данных, описывающих её текущее состояние, и их приоритезацией в зависимости от действующей в стране (регионе, отдельной компании) энергетической парадигмы. Различные подходы к анализу данных, тем не менее, имеют единой целью установление отправной точки для дальнейшего исследования, которое, в зависимости от внешних установок, представляет собой «прогнозирование» или «построение сценариев» [17].

Процесс прогнозирования предполагает достижение конкретного состояния системы, основанного на исходных данных и динамическом изменении показателей во времени, а также на экспертных предположениях. Методологический подход, применяемый при подобном моделировании, базируется на анализе, начинающемся с нижних уровней иерархии (восходящий подход). В свою очередь, построение сценариев включает в себя проработку нескольких вариантов дальнейшего развития и, следовательно, состояний системы в будущем (нисходящий анализ). Выстраивание гипотез и установление желаемых параметров сопровождается последующей разработкой мер достижения той или иной энергетической картины мира.

Исходя из индивидуально поставленных целей, моделирование проводится посредством применения экономико-математических моделей, учитывающих перечень показателей, зачастую схожих с точки зрения их качественной интерпретации, однако имеющих различную количественную оценку, а также оценку степени их взаимосвязи и межфакторной корреляции [9; 26]. Некоторые модели включают уникальные

параметры, которые могут быть применены исключительно для решения задач, поставленных в рамках конкретного исследования [7].

В мире на сегодняшний день существует более 50 моделей [21], разработанных различными специализированными организациями и энергетическими компаниями и позволяющих осуществить прогнозирование развития энергетической системы на глобальном, региональном, субрегиональном и национальном уровнях. Модели регулярно пересматриваются, дополняются актуальными данными и совершенствуются в целях получения наиболее достоверных, на взгляд разработчиков, результатов. Наиболее совершенные современные модели представлены в таблице 1. Примечательно, что эти модели не используются частными нефтегазовыми компаниями, чьи прогнозы основываются на внутренних оценках и представлениях о тенденциях развития отрасли, которые сложатся на энергетических рынках под влиянием инвестиционного климата, развития технологий, экономической и геополитической ситуации.

Каждая организация применяет выбранную ею модель для построения нескольких сценариев (чаще всего — пессимистичного, реалистичного и оптимистичного). Сценарии различаются между собой, преимущественно, степенью согласованности экономических и политических мер, которые могут принять правительства рассматриваемых стран для достижения цели устойчивой энергетики, а также наличием стимулов технологического развития и изменением модели поведения потребителей энергоресурсов (промышленности, транспорта и домохозяйств) [21]. Детальный обзор прогнозов развития энергетики требует обширного исследования. В настоящей статье анализируются прогнозы наиболее авторитетных специализированных международных организаций, а именно МЭС, ОПЕК и МЭА.

При разработке обзоров каждая из вышеуказанных организаций применяет различные методики и, что немаловажно, фокусируется на приоритетном для себя направлении развития энергетики. Исходя из этого, для обеспечения единообразия и сопоставимости данных авторами отобраны 98 показателей, совпадающих в обзорах и имеющих количественную оценку. Эти показатели разделены на 10 тематических групп, а именно:

1. Глобальный контекст.

2. Первичные энергоресурсы.

3. Конечные энергоресурсы (всего, по секторам, по источникам.)

4. Производство электроэнергии (по источникам).

5. Установленная мощность электрогенерации (по источникам).

6. Окружающая среда.

7. Энергетическая безопасность.

8. Социальная справедливость и доступ к современным источникам энергии.

у — Обеспечивает тот или иной подход в зависимости от поставленных задач

Таблица 1.

Наиболее совершенные современные модели прогнозирования развития энергетики

MARKAL WEM PRIMES SCANER POLES NEMS

Подход Восходящий у Нисходящий у у у

Используется в прогнозах МЭС 2013 (World Energy Scenarios. Composing energy futures to 2050) ОПЕК 2014 (World Oil Outlook); УЭИ 2014 (World Energy Outlook) ЕС 2013 (EU Energy, Transport and GHG Emissions Trends to 2050) ИНЭИ РАН 2013 (Global and Russian Energy Outlook up to 2040) ЕС 2003 (World energy, technology and climate policy outlook) УЭИ 2014 (Annual Energy Outlook 2014 with Projections to 2040)

Горизонт Более 80 лет 25 лет 35 лет Более 15 лет Более 25 лет Более 25 лет

Шаг 10 лет 5 лет 5 лет 5 лет 10 лет 10 лет

Региональный охват Мир, 8 регионов Мир, 17 регионов, 3 региональных группировки, 12 стран Мир, 9 регионов, 7 субрегиональных группировок, 2 страны, 5 особых группировок стран Мир, 62 крупные страны, 83 субъекта Российской Федерации Мир, 7 регионов, 3 субрегиональных группировки Национальный уровень (США)

Производственная цепь Производство (добыча), транспортировка, сбыт, потребление, выбросы CO2 Производство (добыча), сбыт, потребление выбросы загрязняющих веществ Инвестиции, производство (добыча), транспортировка, сбыт, потребление, выбросы загрязняющих веществ Инвестиции, производство (добыча), транспортировка, сбыт, потребление, выбросы CO2 Производство (добыча), сбыт, потребление, выбросы CO2 Производство (добыча), транспортировка, сбыт, потребление, выбросы загрязняющих веществ

Количество рассматриваемых первичных источников энергии 15, с последующей агрегацией на 7 групп в соответствии с методологией 7 11 Обеспечивает возможность включения в модель более 20 источников 12 7 групп (нет достоверных данных о структуре)

Источник: [22].

9. Технологии.

10. Энергоэффективность.

Анализ полученных данных позволяет показать широту охвата групп индикаторов в прогнозах упомянутых организаций (рис. 1). Совпадения по шкалам на рисунке отложены по принципу учёта прогнозами МЭС, ОПЕК и МЭА показателей, входящих в указанные выше группы1.

Наибольшее число совпадающих показателей встречается в группе «Глобальный контекст». В данной группе рассматриваются показатели роста глобальной экономики, увеличения численности населения, снижения уровня бедности. Ожидается сохранение роли ископаемых источников энергии в качестве основы энергобаланса большинства стран мира. Констатируется продолжение тенденции к смещению центра глобального энергетического рынка в азиатский регион, уже в настоящее время предъявляющий высокий спрос на энергоресурсы ввиду динамичного развития национальных экономик и роста численности населения стран.

Эксперты отмечают нехватку технологий трансформации ресурсов в энергию, экономически доступных конечным потребителям [6; 18]. Обзоры включают детальное описание технологий по всей производственной цепочке от производства (добычи) до конечного потребления, однако, ввиду непредсказуемости технологического развития [11], прогнозы динамики развития технологий слабо представлены в рассматриваемых обзорах.

Авторы рассматриваемых (и иных) прогнозов придерживаются консенсуса по поводу того, что энергетических ресурсов достаточно для удовлетворения энергетических потребностей будущих поколений, что представляет собой основополагающий элемент концепции устойчивого развития [1]. Сокращение запасов ископаемого энергетического сырья не выступает предметом исследований, однако эксперты подчёркивают реальность угрозы снижения резервов традиционных видов топлива в будущем.

В остальном оценки существенно расходятся. Вследствие различного видения текущих тен-

1 Так, к примеру, группа «Технологии» включает в себя показатели развития технологий производства и использования топлив с биологическим компонентом; показатели качества нефти; развитие энергетической инфраструктуры; повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания; развитие нефтеперерабатывающей промышленности. Исходя из проведённого анализа, можно заключить, что прогноз МЭС уделяет внимание вопросам развития инфраструктуры, прогноз ОПЕК учитывает факторы развития биотоплив, качества нефти и развития нефтепереработки, тогда как МЭА в рамках данной тематической группы выделяет среди ключевых факторов инфраструктурные вопросы и эффективность двигателей. Результаты позволяют утверждать, что широта охвата прогнозами распределяется между прогнозами МЭС, ОПЕК и МЭА как отношение количества учтённых показателей к их общему количеству в рамках группы. Так, прогнозам МЭС, ОПЕК и МЭА в отношении технологического аспекта развития энергетики могут быть присвоены оценки 1/5 (0,2), 3/5 (0,6) и 2/5 (0,4) соответственно.

Рисунок 1.

Широта охвата тематических групп показателей в прогнозах МЭС, ОПЕК и МЭА

Первичные энергоресурс

Глобальный контекст

Энергетическая безопасность

Энергоэффективность

Технологии

Окружающая среда

Социальная справедливость и доступ к…

Производство электроэнергии (по источникам)

Конечные энергоресурсы (всего, по секторам, по…

Установленная мощность электрогенерации.

-МЭС -ОПЕК -МЭА

Источник: составлено авторами на основании [27; 28; 32]

денций развития прогнозы рисуют совершенно электрической и тепловой энергии, производи-различные картины энергетики мира будущего. мой из нефти (ЭДж).

В соответствии с прогнозами МЭС (2 сценария) Представленные энергетические балансы и МЭА (3 сценария), энергетический баланс мира различны и по объёму общего конечного по-в 2040 г., будет выглядеть следующим образом требления, и по структуре потребления энер-(см. рис. 2). Ниже (см. табл. 2 и рис. 3) детально гоносителей. представлены значения показателя конечной

Рисунок 2.

Энергетический баланс мира в 2040 г. по прогнозам МЭС и МЭА, по источникам энергии,

ЭДж

600

500

400

300

200

100

Другие

Биомасса

Тепло

Электричество

Газ

Нефть

Уголь

МЭС-1

МЭС-2

МЭА-1

МЭА-2

МЭА-3

Источник: составлено авторами на основании [27; 28; 32]

0

Таблица 2.

Конечная электрическая и тепловая энергии, производимая из нефти, по прогнозам МЭС и МЭА, ЭДж

Прогноз Значения показателя, по годам Тенденция изменения за период 2020-2040 гг.

2020 2030 2040

МЭС-12 177 204 208 18%

МЭС-23 166 172 157 -5%

МЭА-14 168 181 187 12%

МЭА-25 171 195 211 23%

МЭА-36 164 154 254 55%

Источник: составлено авторами на основании [27; 28]

Конечные электрическая и тепловая энергии, производимые из нефти, по прогнозам МЭС и МЭА, ЭДж (по данным табл. 2)

Рисунок 3.

250

230

210

190

170

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

150

МЭС-1 МЭС-2 МЭА-1 МЭА-2 МЭА-3

2020 2030

Источник: составлено авторами на основании [27; 28]

2040

Из этого следует, что при проведении исследований ссылки на тот или иной сценарий не вполне обоснованы; использование в оценке реальной ситуации на глобальных энергетических рынках расчётных показателей требует проведения дополнительных расчётов и учёта фактически реализуемых сценариев.

Модели развития энергетики в масштабе отдельных регионов помимо рассмотренных выше показателей включают в себя большое количество эндогенных (вызываемых внутренними факторами) переменных. Как указано ранее, наборы этих переменных зачастую радикально различаются по своей структуре, поэтому возникает логичный вопрос о целесообразности разработки новых моделей, которые потенциально могли бы включать более обширный перечень параметров, обеспечивая при этом высокую степень их репрезентативности и взаимосвязи.

К примеру, могут ли модели, ориентированные на прогнозирование добычи, транспортировки, переработки и потребления жидкого углеводородного сырья, адекватно спрогнозировать долю населения мира, не имеющего доступа к современным энергетическим услугам?

Современная модель развития энергетики должна учесть не только спрос и предложение на энергетических рынках, но также и внедрение современных технологий по всей цепочке создания стоимости, действие государственной энергетической политики и других нерыночных показателей, обеспечивающих рыночное равновесие посредством регулирования цен на энергоресурсы.

Как следствие, ключевой предпосылкой достижения целей устойчивого развития в энергетике становится преодоление традиционных рамок, в которых проводится исследование энер-

2 World Energy Council, World Energy Scenarios. Composing energy futures to 2050, «Jazz Scenario».

3 Там же, «Symphony Scenario».

4 International Energy Agency, World Energy Outlook 2014, «New Policies Scenario».

5 Там же, «Current Policies Scenario».

6 Там же, World Energy Outlook 2014, «450 Scenario».

гетической системы. Назрела необходимость в переходе от прогнозирования развития энергетики к построению сценариев, удовлетворяющих целям устойчивого развития, с последующей разработкой путей их достижения и адекватных систем управления. Учитывая недостаточную прозрачность применяемых при моделировании методологий, критически важным представляется взаимодействие между специализированными международными организациями, правительствами стран, исследовательскими центрами и энергетическими компаниями в целях согласования подходов к моделированию энергетической системы и разработки инструментов, позволяющих балансировать интересы сторон в таких сферах, как энергетика, экономика, социальная защита, геополитика, окружающая среда и развитие технологий.

Предсказать будущее невозможно, однако предвидеть развитие ситуации в энергетическом секторе представляется задачей вполне выполнимой. Достижимы ли цели устойчивого развития? В какой мере важны мировому сообществу вопросы изменения климата? Каким будет развитие энергетических технологий, будет ли

их применение экономически целесообразным в разных странах мира? Каким будет мировой и региональный энергетический баланс будущего? Способна ли возобновляемая энергетика обеспечить доступ к энергетическим услугам любых регионов мира? Как будет выстраиваться государственная политика в сфере энергетических субсидий и установления тарифов на энергоресурсы? Ответы на эти и связанные вопросы требуют глубокого изучения, которое включало бы в себя выявление межфакторных связей параметров, учёт влияния на региональное и общемировое развитие национальных энергетических политик, а также оценку изменения рыночного поведения конечных потребителей.

Подобной работой занимается Центр стратегических исследований и геополитики в области энергетики Международного института энергетической политики и дипломатии МГИМО МИД России, который проводит теоретические исследования по энергетическим аспектам повестки дня Целей устойчивого развития, а также исследования и разработки, имеющие практическое применение [2; 3].

Список литературы

1. Литвинюк И.И., Красногорский В.М. Проблемы энергетической безопасности и рационального использования энергии в Северной и Центральной Азии: возможности регионального сотрудничества // ЭСКАТО ООН. 2013. 45 с.

2. Международный институт энергетической политики и дипломатии // МГИМО-Университет: Традиции и современность. 1944-2014. / Под общ. ред. академика РАН Торкунова А.В. М.: МГИМО-Университет,

2014. С. 175-184.

3. Салыгин В.И. Школа энергетических исследований // Вестник МГИМО-Университета. 2014. № 5. С. 186-191.

4. Annual Energy Outlook 2014 with projections to 2040 [Электронный ресурс]. // US Energy Information Administration Режим доступа: http://www.eia.gov/forecasts/aeo/pdf/0383(2015).pdf (дата обращения 31.03.2016).

5. BP Energy Outlook 2035 [Электронный ресурс]. // BP. Режим доступа: http://www.bp.com/content/ bp-responsive/en/global/corporate/energy-economics/energy-outlook-2035 (дата обращения 31.03.2016).

6. Constantini V., Martini C. The causality between energy consumption and economic growth: A multi-sectoral analysis using non-stationary cointegrated panel data/ V. Constantini, C. Martini. // Energy Economics. Vol. 32. Iss. 3. May 2010. Pp. 591-603.

7. Culka M. Applying Bayesian model averaging for uncertainty estimation of input data in energy modelling // Energy, Sustainability and Society 2014, Vol. 1, p.1. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www. energsustainsoc.com/content/4/1/21 (дата обращения 31.03.2016).

8. David L. Greene. Long-term Energy Scenario Models: A Review of the Literature and Recommendations [Электронный ресурс]. // Oak Ridge National Laboratory. Режим доступа: http://www1.eere.energy.gov/ ba/pba/pdfs/models2050.pdf (дата обращения 27.04.2015).

9. Energy Indicators for Sustainable Development: Guidelines and Methodologies / IAEA, UNDESA, IEA, EUROSTAT и European Environmental Agency [Электронный ресурс]. // IAEA. Режим доступа: http:// www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1222_web.pdf (дата обращения 27.04.2015).

10. Energy Perspectives. Long-term macro and market outlook [Электронный ресурс]. // Statoil. Режим доступа: http://www.statoil.com/en/NewsAndMedia/News/2015/Downloads/Energy%20Perspectives%20

2015.pdf (дата обращения 31.03.2016).

11. Energy Scenario Development Analysis: WEC Policy to 2050 [Электронный ресурс]. // World Energy Council. Режим доступа: http://www.enerdata.net/docssales/press-office-20th-world-energy-congress.pdf (дата обращения 27.04.2015).

12. EU energy, transport and GHG emissions. Trends to 2050. Reference scenario 2013 [Электронный ресурс]. // Европейская Комиссия. Режим доступа: http://ec.europa.eu/transport/media/publications/doc/trends-to-2050-update-2013.pdf (дата обращения 31.03.2016)

13. ExxonMobil’s Outlook for Energy Sees Global Increase in Future Demand [Электронный ресурс]. // ExxonMobil Corporation. Режим доступа: http://www.exxonmobil.com.sg/AP-English/Files/2015_0utlook_ for_Energy_Highlights.pdf (дата обращения 31.03.2016).

14. Factors affecting future results [Электронный ресурс]. // ExxonMobil. Режим доступа: http://ir.exxonmobil. com/phoenix.zhtml?c=115024&p=irol-usefullinks (дата обращения 31.03.2016)

15. Fourth IEA-IEF-0PEC Symposium on energy outlooks. [Электронный ресурс]. // IEF и Duke University. Режим доступа: https://www.iea.org/media/g8/4th_joint_iea_ief_opec_symposium_on_energy_outlooks_report. pdf (дата обращения 27.04.2015).

16. Global and Russian Energy Outlook up to 2040 [Электронный ресурс]. // Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации, ИНЭИ РАН. Режим доступа: http://www.eriras.ru/files/2014/ forecast_2040_en.pdf (дата обращения 31.03.2016).

17. Litvinyuk I., Elzinga D. Setting the stage for future sustainable energy systems // Geneva: UN Special. 2015. № 751. P. 28.

18. Densing M., Turton H., Panos E., Volkart K. Global Energy Scenarios 2050 oftheWorldEnergyCouncil [Электронный ресурс]. // Paul Scherrer Institute. Режим доступа: https://www.worldenergy.org/wp-content/ uploads/2012/09/wec_transport_scenarios_2050.pdf (дата обращения 27.04.2015).

19. New Lens Scenarios. A shift in perspective for a World in transition / Shell Scenarios [Электронный ресурс]. // Shell International BV. Режим доступа: http://www.shell.com.br/content/dam/royaldutchshell/ documents/corporate/scenarios-newdoc.pdf (дата обращения 31.03.2016).

20. Shell energy scenarios to 2050 [Электронный ресурс]. // Shell International BV. Режим доступа: https:// s00.static-shell.com/content/dam/shell/static/future-energy/downloads/shell-scenarios/shell-energy-scenarios2050.pdf (дата обращения 31.03.2016).

21. Standardized Ranking Methodology / Climate Think Tank [Электронный ресурс]. // International Center for Climate Governance. Режим доступа: http://www.thinktankmap.org/FilePagineStatiche/Documents/ ICCG_2013_Think_Tank_Award_Final.pdf (дата обращения 27.04.2015).

22. Subhes C. Bhattacharyya, Govinda R. Timilsina. Energy Demand Models for Policy Formulation [Электронный ресурс]. // The World Bank Development Research Group, Environment and Energy Team. Режим доступа: http://elibrary.worldbank.org/doi/pdf/10.1596/1813-9450-4866 (дата обращения 27.04.2015.).

23. Sustainability Scenarios for a Resource Efficient Europe [Электронный ресурс]. // Cambridge Econometrics. Режим доступа: http://ec.europa.eu/environment/enveco/studies_modelling/pdf/SustScen_Report_Final. pdf (дата обращения 31.03.2016)

24. The Outlook for Energy: A View to 2040 [Электронный ресурс]. // ExxonMobil. Режим доступа: http://cdn. exxonmobil.com/~/media/global/files/outlook-for-energy/2015-outlook-for-energy_print-resolution.pdf (дата обращения 31.03.2016).

25. Wei Y., Wang Y., Huang D. Forecasting crude oil market volatility: Further evidence using GARCH-class models [Электронный ресурс]. // Energy Economics. Vol. 32. Iss. 6. November 2010. Pp. 1477-1484. Режим доступа: http://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-78149408232&origin=inward&txGid=0 (дата обращения 31.03.2016).

26. World energy model. Methodology and assumptions [Электронный ресурс]. // OECD/IEA. Режим доступа: https://www.iea.org/media/weowebsite/energymodel/WEM_Methodology_WEO2011-1.pdf (дата обращения 27.04.2015).

27. World Energy Outlook 2014 [Электронный ресурс]. // OECD/IEA. Режим доступа: http://www.iea.org/ Textbase/npsum/WEO2014SUM.pdf (дата обращения 31.03.2016).

28. World Energy Scenarios. Composing energy futures to 2050 / Paul Scherrer Institute [Электронный ресурс]. // World Energy Council. Режим доступа: https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2013/09/ World-Energy-Scenarios_Composing-energy-futures-to-2050_Full-report.pdf (дата обращения 31.03.2016).

29. World Energy Technology Outlook — 2050 [Электронный ресурс]. // Европейская Комиссия. Режим доступа: https://ec.europa.eu/research/energy/pdf/weto-h2_en.pdf (дата обращения 31.03.2016).

30. World energy, technology and climate policy outlook — 2030 [Электронный ресурс]. // Европейская Комиссия. Режим доступа: http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/weto_final_report.pdf (дата обращения 31.03.2016).

31. World Oil and Gas Review 2014 [Электронный ресурс]. // Eni. Режим доступа: https://www.eni.com/ world-oil-gas-review-2014/sfogliabile/O-G-2014.pdf (дата обращения 31.03.2016).

32. World Oil Outlook 2014 [Электронный ресурс]. // OPEC Secretariat. Режим доступа: https://www.opec. org/opec_web/static_files_project/media/downloads/publications/WOO_2014.pdf (дата обращения 31.03.2016).

Об авторах

Салыгин Валерий Иванович — доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, директор Международного института энергетической политики и дипломатии МГИМО МИД России. E-mail: miep@mgimo.ru.

Литвинюк Игорь Игоревич — аспирант кафедры международных проблем ТЭК, ведущий аналитик Центра стратегических исследований и геополитики в области энергетики Международного института энергетической политики и дипломатии МГИМО МИД России. E-mail: litvinyuk@miep-mgimo.ru.

EVALUATION OF WORLD ENERGY SCENARIOS

V.I. Salygin, I.I. Litvinyuk

Moscow State Institute of International Relations (University), 76 Prospect Vernadskogo, Moscow, 119454, Russia.

Abstract: What are the future global systems developments? It remains one the biggest unknown, especially in terms of energy, as it is globally considered as both cause and solution for multiple problems of the humanity. Therefore, nowadays a number of experts are exploring driving forces, critical uncertainties and unknowns that have an influence on future energy systems development.

This article aims at providing a brief investigation of existing world energy scenarios that cover the range of plausible outcomes of future global energy system development. Those are represented by International Energy Agency, World Energy Council, Organization of the Petroleum Exporting Countries, and others. The analysis covers both qualitative and quantitative indicators of the world energy system development that provide for future worldview formation.

The article looks into various approaches to energy system development forecasting and scenario building employed by the abovementioned organisations, and discovers the motives for making assumptions as the means of attaining internal targets and the consequences of the distinction of individual attitude to the development trends within the expert community. The current assessment implies grouping of the most advanced of the existing energy system development models, identification their advantages and disadvantages, and shows differences in modeling approaches used in a number of specialized international organisations.

Key words: modelling, forecasting, energy consumption, scenarios, fueland energy complex, sustainable development, energy, energy security, energy mix, energy resources.

References

1. Litvinyuk I.I., Krasnogorskiy V.M. Energy security and rational use of energy in the North and Central Asia region: scope for regional cooperation. UN ESCAP, 2013. 45 p. (In Russian)

2. Mezhdunarodnyi institut energeticheskoi politiki i diplomatii [The International Institute of Energy Policy and Diplomacy]. MGIMO-Universitet: Traditsii i sovremennost’. 1944-2014. Ed. by Torkunov A.V. Moscow, MGIMO-University, 2014. Pp. 175-184. (In Russian)

3. Salygin V.I. Shkola jenergeticheskih issledovanij [The school of energy researches]. Vestnik MGIMO- Uni-versiteta, 2014, no 5, pp. 186-191. (In Russian)

4. Annual Energy Outlook 2014 with projections to 2040. US Energy Information Administration. Available at: http://www.eia.gov/forecasts/aeo/pdf/0383(2015).pdf (Accessed 31.03.2016).

5. BP Energy Outlook 2035. BP. Available at: http://www.bp.com/content/bp-responsive/en/global/corporate/ energy-economics/energy-outlook-2035 (Accessed 31.03.2016).

6. Constantini V., Martini C. The causality between energy consumption and economic growth: A multi-sectoral analysis using non-stationary cointegrated panel data. Energy Economics, vol. 32, iss. 3, May 2010, pp. 591-603. Available at: http://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-77950519566&origin=inwa rd&txGid=0# (Accessed 31.03.2016).

7. Culka M. Applying Bayesian model averaging for uncertainty estimation of input data in energy modelling. Energy, Sustainability and Society, 2014, vol. 1, p.1. Available at: http://www.energsustainsoc.com/ content/4/1/21 (Accessed 31.03.2016).

8. David L. Greene. Long-term Energy Scenario Models: A Review of the Literature and Recommendations. Oak Ridge National Laboratory. Available at: http://www1.eere.energy.gov/ba/pba/pdfs/models2050.pdf (Accessed 31.03.2016).

9. Energy Indicators for Sustainable Development: Guidelines and Methodologies. IAEA, UNDESA, IEA, EUROSTAT u European Environmental Agency. Available at: http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/ Pub1222_web.pdf (Accessed 31.03.2016).

10. Energy Perspectives. Long-term macro and market outlook. Statoil. Available at: http://www.statoil.com/ en/NewsAndMedia/News/2015/Downloads/Energy%20Perspectives%202015.pdf (Accessed 31.03.2016).

11. Energy Scenario Development Analysis: WEC Policy to 2050. World Energy Council. Available at: http://www. enerdata.net/docssales/press-office-20th-world-energy-congress.pdf (Accessed 31.03.2016).

12. EU energy, transport and GHG emissions. Trends to 2050. Reference scenario 2013. European Commission. Available at: http://ec.europa.eu/transport/media/publications/doc/trends-to-2050-update-2013.pdf (Accessed 31.03.2016).

13. ExxonMobil’s Outlook for Energy Sees Global Increase in Future Demand. ExxonMobil Corporation. Available at: http://www.exxonmobil.com.sg/AP-English/Files/2015_0utlook_for_Energy_Highlights.pdf (Accessed 31.03.2016).

14. Factors affecting future results. ExxonMobil. Available at: http://ir.exxonmobil.com/phoenix. zhtml?c=115024&p=irol-usefullinks (Accessed 31.03.2016).

15. Fourth IEA-IEF-OPEC Symposium on energy outlooks, 2014. IEF and Duke University. Available at: https:// www.iea.org/media/g8/4thjoint_iea_ief_opec_symposium_on_energy_outlooks_report.pdf (Accessed 27.04.2015).

16. Global and Russian Energy Outlook up to 2040. ERI RAS. Available at: http://www.eriras.ru/files/2014/fore-cast_2040_en.pdf (Accessed 31.03.2016).

17. Litvinyuk I., Elzinga D. Setting the stage for future sustainable energy systems. Geneva: UN Special, 2015, no. 751, p. 28.

18. Densing M., Turton H., Panos E., Volkart K. Global Energy Scenarios 2050 of the World Energy Council. Paul Scherrer Institute. Available at: https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2012/09/wec_trans-port_scenarios_2050.pdf (Accessed 31.03.2016).

19. New Lens Scenarios. A shift in perspective for a World in transition / Shell Scenarios. Shell International BV. Available at: http://www.shell.com.br/content/dam/royaldutchshell/documents/corporate/scenarios-newdoc.pdf (Accessed 31.03.2016).

20. Shell energy scenarios to 2050. Shell International BV. Available at: https://s00.static-shell.com/content/dam/ shell/static/future-energy/downloads/shell-scenarios/shell-energy-scenarios2050.pdf (Accessed 31.03.2016).

21. Standardized Ranking Methodology / Climate Think Tank. International Center for Climate Governance. Available at: http://www.thinktankmap.org/FilePagineStatiche/Documents/ICCG_2013_Think_Tank_Award_Final. pdf (Accessed 31.03.2016).

22. Subhes C. Bhattacharyya, Govinda R. Timilsina. Energy Demand Models for Policy Formulation. The World Bank Development Research Group, Environment and Energy Team. Available at: http://elibrary.worldbank. org/doi/pdf/10.1596/1813-9450-4866 (Accessed 31.03.2016).

23. Sustainability Scenarios for a Resource Efficient Europe. Cambridge Econometrics. Available at: http://ec.europa. eu/environment/enveco/studies_modelling/pdf/SustScen_Report_Final.pdf (Accessed 31.03.2016).

24. The Outlook for Energy: A View to 2040. ExxonMobil. Available at: http://cdn.exxonmobil.com/~/media/ global/files/outlook-for-energy/2015-outlook-for-energy_print-resolution.pdf (Accessed 31.03.2016).

25. Wei Y., Wang Y., Huang D. Forecasting crude oil market volatility: Further evidence using GARCH-class models. Energy Economics, vol. 32, iss. 6, November 2010, pp. 1477 — 1484. Available at: http://www.scopus.com/ record/display.uri?eid=2-s2.0-78149408232&origin=inward&txGid=0 (Accessed 31.03.2016).

26. World energy model. Methodology and assumptions. OECD/IEA. Available at: https://www.iea.org/media/ weowebsite/energymodel/WEM_Methodology_WEO2011-1.pdf (Accessed 31.03.2016).

27. World Energy Outlook 2014. OECD/IEA. Available at: http://www.iea.org/Textbase/npsum/WEO2014SUM. pdf (Accessed 31.03.2016).

28. World Energy Scenarios. Composing energy futures to 2050. Paul Scherrer Institute. World Energy Council. Available at: https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2013/09/World-Energy-Scenarios_Com-posing-energy-futures-to-2050_Full-report.pdf (Accessed 31.03.2016).

29. World Energy Technology Outlook — 2050. European Commission. Available at: https://ec.europa.eu/re-search/energy/pdf/weto-h2_en.pdf (Accessed 31.03.2016).

30. World energy, technology and climate policy outlook — 2030. European Commission. Available at: http:// ec.europa.eu/research/energy/pdf/weto_final_report.pdf (Accessed 31.03.2016).

31. World Oil and Gas Review 2014. Eni. Available at: https://www.eni.com/world-oil-gas-review-2014/ sfogliabile/O-G-2014.pdf (Accessed 31.03.2016).

32. World Oil Outlook 2014. OPEC Secretariat. Available at: https://www.opec.org/opec_web/static_files_proj-ect/media/downloads/publications/WOO_2014.pdf (Accessed 31.03.2016).

About the authors

Valery I. Salygin — Dr., Professor, Director of the International Institute of Energy Policy and Diplomacy, MGIMO-University, Vice-President of the International Fuel and Energy Development Academy, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences. E-mail: miep@mgimo.ru.

Igor I. Litvinyuk — PhD student, Economics, Senior analyst at the Centre for Strategic Research and Geopolitics in Energy, International Institute of Energy Policy and Diplomacy, MGIMO-University. E-mail: litvinyuk@miep-mgimo. ru.Institute MGIMO-University, Ministry of Foreign Affairs of the Russian Federation. E-mail: an@inno.mgimo.ru.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Отмирание традиционной (читай: углеводородной) энергетики и развитие термоядерной — такой прогноз на ближайшие сто лет дают эксперты ассоциации «Глобальная энергия»

Согласно их исследованию, уже к середине века уголь и нефть начнут терять свое значение в качестве источников энергии, ископаемое топливо заменится энергией солнца. Но для этого придется менять всю парадигму отношений внутри отрасли — и технологии, и психологию игроков.

Большая энерготройка

По мнению экспертов «Глобальной энергии» (в их число входят 20 ученых из различных стран мира, в том числе, например, и лауреат Нобелевской премии мира Родни Аллам), к 2100 году доля нефти и угля в мировом топливно-энергетическом балансе составит 2,1% и 0,9% соответственно, термоядерная энергетика займет десятую часть рынка, а более четверти всей мировой электроэнергии будет производиться благодаря солнцу. Причина таких изменений — постепенное снижение добычи углеводородов и переориентирование на строительство более чистых энергомощностей.

Изменится и влияние разных государств на рынке энергетики: так, к 2035 году крупнейшим производителем топливно-энергетических ресурсов будет США (24%), второе место займет Россия (21%) и Китай (16%). Однако через 50 лет, по оценкам экспертов, на первое место выйдет Россия (19%), Китай станет вторым (18%), а США «опустится» до третьего места (17%). К 2100 году, однако, диспозиция изменится вновь: на первое место вырвется уже Китай (20%), а Россия и США будут занимать вторую и третью строчки рейтинга (16% и 14% соответственно).

Эксперты назвали и факторы, которые, по их мнению, мешают топливно-энергетическому комплексу развиваться в «зеленом» направлении: более трети ученых, участвовавших в исследовании, отметили, что пока альтернативные источники энергии слишком дороги, а конкуренция со стороны углеводородной и ядерной энергетики высока. В то же время активно формируется образ «традиционной» энергетики как нежелательной и неэкологичной, кроме того, современная экономика требует более эффективного использования имеющихся ресурсов, развития переработки отходов и смежных технологий. В такой ситуации, по мнению экспертов, дополнительные стимулы к развитию получат такие направления, как биоэнергетика и разработка биотоплива, а также термоядерных реакторов.

Результаты исследования, представленные «Глобальной энергией» на Петербургском международном экономическом форуме, вызвали оживленную дискуссию о будущем энергетики в целом и энергетики России в частности. Тренды трендами, но стартовые позиции и структура экономики у разных стран (и разных регионов одной страны) все же отличаются, а значит, путь к тройке энергетических лидеров мира Россия, Китай и США будут проходить по-разному.

Угля станет меньше, но больше

Большинство экспертов считает, что одна из предпосылок к снижению доли углеводородов в мировом балансе, — это Парижские климатические соглашения, одной из главных тем которых было замораживание угольных проектов. Многие банки и финансовые институты заявили об отказе от инвестиций в угледобывающую сферу и энергетику. Планы масштабного строительства угольных электростанций остались только у четырех стран — Вьетнама, Индии, Индонезии и Китая, хотя есть и более мелкие игроки, не желающие отказываться от развития этого сектора экономики, в частности, Пакистан и Турция. Вместе с тем есть идеи и проекты по возрождению угольной составляющей с учетом новых, более щадящих технологий, а также идеи восстановления и развития добычи твердого топлива в арктических территориях.

Один из таких проектов, например, реализуется в арктической зоне Красноярского края: на полуострове Таймыр находится одно из самых больших в мире месторождений антрацитов, в 2015 году началась его разработка. Только на одном участке «Река Малая Лемберова» запасы высококачественного антрацита составляют порядка 600 миллионов тонн. К 2020 году УК «Восток-Уголь» планирует добывать здесь до 30 миллионов тонн в год и отправлять антрацит в страны Европы по Севморпути.

А вот на нефтяной сектор напрямую Парижские соглашения влияния, скорее всего, не окажут, считает президент Ассоциации по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия» Игорь Лобовский.

— Существенные изменения последуют с наступлением эры повсеместного развития автотранспорта на электро­энергии и иных источниках энергии, не имеющих отношение к углеводородам, эксперты прогнозируют такого рода процессы не ранее 2030 года, поэтому максимальное снижение доли углеводородов прогнозируется только к 2070 году, — рассуждает он. — Подобный сценарий экономически обоснован в случае снижения стоимости производства электро­энергии от возобновляемых источников — и это действительно должно происходить в ближайшие десятилетия. Например, лауреат премии «Глобальная энергия» 2017 года Михаэль Гретцель является изобретателем так называемых «ячеек Гретцеля» — солнечных батарей нового поколения, производство которых обходится дешевле в несколько раз по сравнению с производством кремниевых батарей. Подобные изобретения позволят возобновляемой энергетике развиваться повсеместно и, как следствие, значительно снизить ее стоимость.

Так что уточненный сценарий развития углеводородных отраслей следует читать так: доля углеводородов в энергетике будет снижаться, но потребление расти.

— Мы забываем, что нефть на нынешний день все больше используется в нефтехимии, в производстве товаров народного потребления, — говорит министр энергетики России Александр Новак, — У нас 9 из 10 товаров на нынешний день содержат продукты нефтепереработки. И если сегодня 11 миллионов баррелей всего идет на нефтехимию, то по самым скромным прогнозам через лет пятнадцать на нефтехимию будет уже 17 миллионов баррелей идти, а может быть дальше еще больше, в более ускоренном режиме.

— Подумайте об авиации, о морских перевозках, о нефтехимии, — вторит главный исполнительный директор Royal Dutch Shell Plc Бен ван Берден (Ben van Beurden). — Масса процессов требует высокой температуры и крайне высокой температуры для нагрева. И, конечно же, углеводороды займут свое место.

Когда подует ветер?

Потребителю нужна дешевая энергия — вот основной фактор, сдерживающий развитие альтернативной энергетики. Чтобы сделать возобновляемые источники энергии (ВИЭ) привлекательными, нужна либо высокая цена на нефть, либо финансовая поддержка государства или институтов развития.

— Когда цена на нефть достигает 100 долларов за баррель, это создает почву для развития новых технологий, включая ВИЭ, — говорит президент компании Total Патрик Пуянне.

Пока стоимость строительства ВИЭ в России достаточно высока, а коэффициент использования установленной мощности не так велик, как хотелось бы (и не только в России: по данным энергетического агентства США, средний КИУМ солнечных станций составляет порядка 26%). А значит, высока и стоимость киловатт-часа для потребителя. Опять же, строительство — это последний этап, необходимо развивать собственное производство солнечных панелей и других элементов. Но следует признать, что солнечная энергетика в России — это уже не стартап, а вполне сформировавшаяся отрасль. И ее развитие зависит от приоритетов государства.

— Есть явление, сетевой паритет — точка, когда себестоимость кВт/час электроэнергии, выработанной в альтернативной энергетике, оказывается равной себестоимости кВт/час электро­энергии, выработанной в традиционной энергетике. Спор идет — когда это случится? — рассуждает председатель правления ООО «УК «РОСНАНО» Анатолий Чубайс. — В ряде стран оно уже случилось, в России произойдет чуть позже, но оно неизбежно хотя бы потому, что потенциальный апгрейд ветра и солнца существенно больше, чем потенциальный апгрейд даже в парогазовых технологиях в тепловой генерации или гидрогенерации. Мы точно придем к моменту, когда альтернативная энергетика станет дешевле.

Эксперты прогнозируют, что это случится уже к 2050 году. По мнению Чубайса, сейчас в России создана абсолютно работоспособная система поддержки альтернативной энергетики, и препятствий для ее развития нет. Следующая задача, которую придется решить, — это найти способы промышленного хранения электроэнергии. И это задача не на отдаленную перспективу, а на ближайшие десять лет.

Однако не все эксперты разделяют оптимизм о перспективах ВИЭ — по крайней мере, они довольно сдержанно оценивают объем возобновляемых технологий, необходимых мировой энергетике.

— Я думаю, что человечество будет поощрять использование возобновляемых источников энергии в неких формах государственных субсидий. В последнее время данный сегмент продемонстрировал значительное снижение стоимости и возможность более быстрого внедрения, — считает председатель комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», нобелевский лауреат Родни Аллам. — Возобновляемые источники энергии будут представлены системами с низкой интенсивностью, требующими огромных площадей; для них будут строиться «солнечные фермы» в пустынях и морские ветровые электростанции. Данный сегмент энергетики должен составлять определенный процент от общего объема рынка. Я считаю, что 20 процентов — это разумный предел.

Будущее — за атомной энергетикой

По мнению авторов доклада, снижение доли углеводородов — это единственный возможный сценарий для успешного развития цивилизации, вопрос только в том, когда наступит этот переломный момент. Эксперты «Глобальной энергии» считают, что это может произойти уже после 2050 года. Сейчас доля «зеленой» энергетики в мире составляет не более 30%. При этом к «зеленой» энергетике эксперты относят атомные электростанции, которые вырабатывают порядка 11% мировой электроэнергии. Ведь АЭС характеризуются низкими выбросами углерода в атмосферу.

— Мы на пороге четвертого промышленного уклада, на пороге очередной революции. Это время горизонтальных связей, цифровой информатики, искусственного интеллекта, время продажи и покупки жизненных циклов, а не конкретного объекта. Атомная энергетика как никто другой соответствует роли модератора этого процесса, — считает генеральный директор «Росатома» Алексей Лихачев.

Одна из основных проблем атомной энергетики — не технологическая, а психологическая: Чернобыль, Фукусима, испытания ядерного оружия — в общем, есть повод для беспокойства и недоверия.

— Важное условие для развития ядерной энергетики — это социальное принятие. Для того, чтобы ядерная энергетика возникла в какой-то стране, общество должно ее принимать, — говорит генеральный директор Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) Юкия Амано.

Какие бы сценарии развития энергетики ни строились, одно в них неизменно: потребление электроэнергии в мире будет расти. Население Земли увеличивается, запросы человечества растут: за последние сто лет мы потребили энергии больше, чем за всю предыдущую историю от сотворения мира. При этом более миллиарда человек на планете до сих пор не имеют доступа к электричеству!

По прогнозам ученых, к 2050 году на Земле будет жить еще на 2,5 миллиарда больше людей, децентрализация энергетики и строительство малых мощностей даст доступ к этому ресурсу значительно большему количеству человек и повысить их качество жизни. А значит, потребность в электроэнергии снова будет расти. И здесь на помощь приходит атомная энергетика: высокопроизводительная, с низким уровнем выброса загрязняющих атмосферу веществ и не­ограниченными запасами топлива. При этом речь идет не только об ископаемом уране, но и об отработавшем ядерном топливе, находящемся на хранении: топливные сборки выработали свой ресурс не более, чем на четыре процента, и это огромный ресурс для вторичного использования. Не говоря уже о том, что переработка топлива из ОЯТ позволяет решить задачу необратимой утилизации оружейного плутония и замкнуть производственны цикл, срабатывая весь ресурс ядерного топлива.

Особый путь Сибири

По соглашению между США и Россией каждая из стран должна утилизировать по 34 тонны оружейного плутония, и начало этой работы было назначено на 2018 год. Но пока технологией выработки так называемого МОКС-топлива обладает только Россия: первый в мире завод по его производству находится в Железногорске (бывший Красноярск-26), на мощностях Горно-химического комбината, входящего в структуру «Росатома».

— Важно стандартизировать требования к производственной безопасности в различных юрисдикциях и странах для создания безопасной атомной энергетики, — считает президент энергетической корпорации Fortum Corporation Пекка Лундмарк. — Я считаю, что атомная энергетика будет играть ключевую роль, но не как единственная технология, а в сочетании с солнечной энергетикой, гидроэнергетикой и экологичным биотоп­ливом. Однако для того, чтобы атомная энергетика оставалась конкурентоспособной и продолжала играть важную роль в будущем, ей тоже требуется модернизация.

При этом «законодателем мод» в атомной энергетике вполне может стать Сибирь. Эксперты склоняются к мысли, что именно эта отрасль энергетики будет в регионе ведущей.

— Сибирский регион обладает всеми возможностями для развития атомной энергетики, обеспечивающими полный ядерный цикл от добычи и переработки уранового сырья и изготовления топливных сборок до утилизации облученного ядерного топлива, что может обеспечить и оптимизировать функционирование современных АЭС, — говорит Игорь Лобовский. — На долгую перспективу решить энергетические проблемы Сибирского региона можно за счет атомных энергоисточников, в частности, за счет строительства современных АЭС с реакторами типа ВВЭР-1300. Да, в соответствии с соглашением между Россией и США о прекращении производства оружейного плутония все ядерные реакторы Сибирской АЭС были остановлены в 2008 году, но в Северске сохранилась развитая инфраструктура и кадровый потенциал, а это существенно ускорит и удешевит строительство новой АЭС, которое на данный момент отложено до 2020 года.

Впрочем, КПД, КИУМ, себестоимость, доступность, технологичность — далеко не все требования, которые предъявляются энергетике будущего. И это тоже — вызов.

— Хотелось бы, чтобы энергетика будущего была незаметной — в том смысле, что мы не должны видеть ее негативных последствий, она должна быть бе­зопасной, — считает президент РСПП, председатель Наблюдательного совета ассоциации «Глобальная энергия» Александр Шохин. — Экологическое негативное воздействие, в том числе в той же атомной и даже гидроэнергетике и тепловой энергетике должно быть минимальным, а безопасность — максимальной. Я считаю, что главный критерий — это не то, что, какая доля будет, например, у возобновляемых видов энергетики, а именно то, что все виды энергетики должны быть безопасными и эффективными.

Трудно поспорить.

Источник: Эксперт

Согласно их исследованию, уже к середине века уголь и нефть начнут терять свое значение в качестве источников энергии, ископаемое топливо заменится энергией солнца. Но для этого придется менять всю парадигму отношений внутри отрасли — и технологии, и психологию игроков.

Большая энерготройка

По мнению экспертов «Глобальной энергии» (в их число входят 20 ученых из различных стран мира, в том числе, например, и лауреат Нобелевской премии мира Родни Аллам), к 2100 году доля нефти и угля в мировом топливно-энергетическом балансе составит 2,1% и 0,9% соответственно, термоядерная энергетика займет десятую часть рынка, а более четверти всей мировой электроэнергии будет производиться благодаря солнцу. Причина таких изменений — постепенное снижение добычи углеводородов и переориентирование на строительство более чистых энергомощностей.

Изменится и влияние разных государств на рынке энергетики: так, к 2035 году крупнейшим производителем топливно-энергетических ресурсов будет США (24%), второе место займет Россия (21%) и Китай (16%). Однако через 50 лет, по оценкам экспертов, на первое место выйдет Россия (19%), Китай станет вторым (18%), а США «опустится» до третьего места (17%). К 2100 году, однако, диспозиция изменится вновь: на первое место вырвется уже Китай (20%), а Россия и США будут занимать вторую и третью строчки рейтинга (16% и 14% соответственно).

Эксперты назвали и факторы, которые, по их мнению, мешают топливно-энергетическому комплексу развиваться в «зеленом» направлении: более трети ученых, участвовавших в исследовании, отметили, что пока альтернативные источники энергии слишком дороги, а конкуренция со стороны углеводородной и ядерной энергетики высока. В то же время активно формируется образ «традиционной» энергетики как нежелательной и неэкологичной, кроме того, современная экономика требует более эффективного использования имеющихся ресурсов, развития переработки отходов и смежных технологий. В такой ситуации, по мнению экспертов, дополнительные стимулы к развитию получат такие направления, как биоэнергетика и разработка биотоплива, а также термоядерных реакторов.

Результаты исследования, представленные «Глобальной энергией» на Петербургском международном экономическом форуме, вызвали оживленную дискуссию о будущем энергетики в целом и энергетики России в частности. Тренды трендами, но стартовые позиции и структура экономики у разных стран (и разных регионов одной страны) все же отличаются, а значит, путь к тройке энергетических лидеров мира Россия, Китай и США будут проходить по-разному.

Угля станет меньше, но больше

Большинство экспертов считает, что одна из предпосылок к снижению доли углеводородов в мировом балансе, — это Парижские климатические соглашения, одной из главных тем которых было замораживание угольных проектов. Многие банки и финансовые институты заявили об отказе от инвестиций в угледобывающую сферу и энергетику. Планы масштабного строительства угольных электростанций остались только у четырех стран — Вьетнама, Индии, Индонезии и Китая, хотя есть и более мелкие игроки, не желающие отказываться от развития этого сектора экономики, в частности, Пакистан и Турция. Вместе с тем есть идеи и проекты по возрождению угольной составляющей с учетом новых, более щадящих технологий, а также идеи восстановления и развития добычи твердого топлива в арктических территориях.

Один из таких проектов, например, реализуется в арктической зоне Красноярского края: на полуострове Таймыр находится одно из самых больших в мире месторождений антрацитов, в 2015 году началась его разработка. Только на одном участке «Река Малая Лемберова» запасы высококачественного антрацита составляют порядка 600 миллионов тонн. К 2020 году УК «Восток-Уголь» планирует добывать здесь до 30 миллионов тонн в год и отправлять антрацит в страны Европы по Севморпути.

А вот на нефтяной сектор напрямую Парижские соглашения влияния, скорее всего, не окажут, считает президент Ассоциации по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия» Игорь Лобовский.

— Существенные изменения последуют с наступлением эры повсеместного развития автотранспорта на электро­энергии и иных источниках энергии, не имеющих отношение к углеводородам, эксперты прогнозируют такого рода процессы не ранее 2030 года, поэтому максимальное снижение доли углеводородов прогнозируется только к 2070 году, — рассуждает он. — Подобный сценарий экономически обоснован в случае снижения стоимости производства электро­энергии от возобновляемых источников — и это действительно должно происходить в ближайшие десятилетия. Например, лауреат премии «Глобальная энергия» 2017 года Михаэль Гретцель является изобретателем так называемых «ячеек Гретцеля» — солнечных батарей нового поколения, производство которых обходится дешевле в несколько раз по сравнению с производством кремниевых батарей. Подобные изобретения позволят возобновляемой энергетике развиваться повсеместно и, как следствие, значительно снизить ее стоимость.

Так что уточненный сценарий развития углеводородных отраслей следует читать так: доля углеводородов в энергетике будет снижаться, но потребление расти.

— Мы забываем, что нефть на нынешний день все больше используется в нефтехимии, в производстве товаров народного потребления, — говорит министр энергетики России Александр Новак, — У нас 9 из 10 товаров на нынешний день содержат продукты нефтепереработки. И если сегодня 11 миллионов баррелей всего идет на нефтехимию, то по самым скромным прогнозам через лет пятнадцать на нефтехимию будет уже 17 миллионов баррелей идти, а может быть дальше еще больше, в более ускоренном режиме.

— Подумайте об авиации, о морских перевозках, о нефтехимии, — вторит главный исполнительный директор Royal Dutch Shell Plc Бен ван Берден (Ben van Beurden). — Масса процессов требует высокой температуры и крайне высокой температуры для нагрева. И, конечно же, углеводороды займут свое место.

Когда подует ветер?

Потребителю нужна дешевая энергия — вот основной фактор, сдерживающий развитие альтернативной энергетики. Чтобы сделать возобновляемые источники энергии (ВИЭ) привлекательными, нужна либо высокая цена на нефть, либо финансовая поддержка государства или институтов развития.

— Когда цена на нефть достигает 100 долларов за баррель, это создает почву для развития новых технологий, включая ВИЭ, — говорит президент компании Total Патрик Пуянне.

Пока стоимость строительства ВИЭ в России достаточно высока, а коэффициент использования установленной мощности не так велик, как хотелось бы (и не только в России: по данным энергетического агентства США, средний КИУМ солнечных станций составляет порядка 26%). А значит, высока и стоимость киловатт-часа для потребителя. Опять же, строительство — это последний этап, необходимо развивать собственное производство солнечных панелей и других элементов. Но следует признать, что солнечная энергетика в России — это уже не стартап, а вполне сформировавшаяся отрасль. И ее развитие зависит от приоритетов государства.

— Есть явление, сетевой паритет — точка, когда себестоимость кВт/час электроэнергии, выработанной в альтернативной энергетике, оказывается равной себестоимости кВт/час электро­энергии, выработанной в традиционной энергетике. Спор идет — когда это случится? — рассуждает председатель правления ООО «УК «РОСНАНО» Анатолий Чубайс. — В ряде стран оно уже случилось, в России произойдет чуть позже, но оно неизбежно хотя бы потому, что потенциальный апгрейд ветра и солнца существенно больше, чем потенциальный апгрейд даже в парогазовых технологиях в тепловой генерации или гидрогенерации. Мы точно придем к моменту, когда альтернативная энергетика станет дешевле.

Эксперты прогнозируют, что это случится уже к 2050 году. По мнению Чубайса, сейчас в России создана абсолютно работоспособная система поддержки альтернативной энергетики, и препятствий для ее развития нет. Следующая задача, которую придется решить, — это найти способы промышленного хранения электроэнергии. И это задача не на отдаленную перспективу, а на ближайшие десять лет.

Однако не все эксперты разделяют оптимизм о перспективах ВИЭ — по крайней мере, они довольно сдержанно оценивают объем возобновляемых технологий, необходимых мировой энергетике.

— Я думаю, что человечество будет поощрять использование возобновляемых источников энергии в неких формах государственных субсидий. В последнее время данный сегмент продемонстрировал значительное снижение стоимости и возможность более быстрого внедрения, — считает председатель комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», нобелевский лауреат Родни Аллам. — Возобновляемые источники энергии будут представлены системами с низкой интенсивностью, требующими огромных площадей; для них будут строиться «солнечные фермы» в пустынях и морские ветровые электростанции. Данный сегмент энергетики должен составлять определенный процент от общего объема рынка. Я считаю, что 20 процентов — это разумный предел.

Будущее — за атомной энергетикой

По мнению авторов доклада, снижение доли углеводородов — это единственный возможный сценарий для успешного развития цивилизации, вопрос только в том, когда наступит этот переломный момент. Эксперты «Глобальной энергии» считают, что это может произойти уже после 2050 года. Сейчас доля «зеленой» энергетики в мире составляет не более 30%. При этом к «зеленой» энергетике эксперты относят атомные электростанции, которые вырабатывают порядка 11% мировой электроэнергии. Ведь АЭС характеризуются низкими выбросами углерода в атмосферу.

— Мы на пороге четвертого промышленного уклада, на пороге очередной революции. Это время горизонтальных связей, цифровой информатики, искусственного интеллекта, время продажи и покупки жизненных циклов, а не конкретного объекта. Атомная энергетика как никто другой соответствует роли модератора этого процесса, — считает генеральный директор «Росатома» Алексей Лихачев.

Одна из основных проблем атомной энергетики — не технологическая, а психологическая: Чернобыль, Фукусима, испытания ядерного оружия — в общем, есть повод для беспокойства и недоверия.

— Важное условие для развития ядерной энергетики — это социальное принятие. Для того, чтобы ядерная энергетика возникла в какой-то стране, общество должно ее принимать, — говорит генеральный директор Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) Юкия Амано.

Какие бы сценарии развития энергетики ни строились, одно в них неизменно: потребление электроэнергии в мире будет расти. Население Земли увеличивается, запросы человечества растут: за последние сто лет мы потребили энергии больше, чем за всю предыдущую историю от сотворения мира. При этом более миллиарда человек на планете до сих пор не имеют доступа к электричеству!

По прогнозам ученых, к 2050 году на Земле будет жить еще на 2,5 миллиарда больше людей, децентрализация энергетики и строительство малых мощностей даст доступ к этому ресурсу значительно большему количеству человек и повысить их качество жизни. А значит, потребность в электроэнергии снова будет расти. И здесь на помощь приходит атомная энергетика: высокопроизводительная, с низким уровнем выброса загрязняющих атмосферу веществ и не­ограниченными запасами топлива. При этом речь идет не только об ископаемом уране, но и об отработавшем ядерном топливе, находящемся на хранении: топливные сборки выработали свой ресурс не более, чем на четыре процента, и это огромный ресурс для вторичного использования. Не говоря уже о том, что переработка топлива из ОЯТ позволяет решить задачу необратимой утилизации оружейного плутония и замкнуть производственны цикл, срабатывая весь ресурс ядерного топлива.

Особый путь Сибири

По соглашению между США и Россией каждая из стран должна утилизировать по 34 тонны оружейного плутония, и начало этой работы было назначено на 2018 год. Но пока технологией выработки так называемого МОКС-топлива обладает только Россия: первый в мире завод по его производству находится в Железногорске (бывший Красноярск-26), на мощностях Горно-химического комбината, входящего в структуру «Росатома».

— Важно стандартизировать требования к производственной безопасности в различных юрисдикциях и странах для создания безопасной атомной энергетики, — считает президент энергетической корпорации Fortum Corporation Пекка Лундмарк. — Я считаю, что атомная энергетика будет играть ключевую роль, но не как единственная технология, а в сочетании с солнечной энергетикой, гидроэнергетикой и экологичным биотоп­ливом. Однако для того, чтобы атомная энергетика оставалась конкурентоспособной и продолжала играть важную роль в будущем, ей тоже требуется модернизация.

При этом «законодателем мод» в атомной энергетике вполне может стать Сибирь. Эксперты склоняются к мысли, что именно эта отрасль энергетики будет в регионе ведущей.

— Сибирский регион обладает всеми возможностями для развития атомной энергетики, обеспечивающими полный ядерный цикл от добычи и переработки уранового сырья и изготовления топливных сборок до утилизации облученного ядерного топлива, что может обеспечить и оптимизировать функционирование современных АЭС, — говорит Игорь Лобовский. — На долгую перспективу решить энергетические проблемы Сибирского региона можно за счет атомных энергоисточников, в частности, за счет строительства современных АЭС с реакторами типа ВВЭР-1300. Да, в соответствии с соглашением между Россией и США о прекращении производства оружейного плутония все ядерные реакторы Сибирской АЭС были остановлены в 2008 году, но в Северске сохранилась развитая инфраструктура и кадровый потенциал, а это существенно ускорит и удешевит строительство новой АЭС, которое на данный момент отложено до 2020 года.

Впрочем, КПД, КИУМ, себестоимость, доступность, технологичность — далеко не все требования, которые предъявляются энергетике будущего. И это тоже — вызов.

— Хотелось бы, чтобы энергетика будущего была незаметной — в том смысле, что мы не должны видеть ее негативных последствий, она должна быть бе­зопасной, — считает президент РСПП, председатель Наблюдательного совета ассоциации «Глобальная энергия» Александр Шохин. — Экологическое негативное воздействие, в том числе в той же атомной и даже гидроэнергетике и тепловой энергетике должно быть минимальным, а безопасность — максимальной. Я считаю, что главный критерий — это не то, что, какая доля будет, например, у возобновляемых видов энергетики, а именно то, что все виды энергетики должны быть безопасными и эффективными.

Трудно поспорить.

Энергетическая Стратегия России на период до 2030 г. была принята небывало быстро в кризисном 2009 г. и теперь явно не соответствует условиям посткризисного развития экономики и энергетики мира и России. По положению Стратегия должна обновляться не реже пяти лет, и Правительство приняло решение о её корректировке на периоде до 2030 г. с пролонгацией до 2035 года, а в дополнение к этому Минэнерго РФ сочло полезным разработать Концепцию Энергетической стратегии до 2050 г. Здесь представлены для обсуждения первые результаты прогнозирования экономики и энергетики России.

Новые условия развития энергетики

Россия — один из лидеров мировой энергетики и в её экономике топливно-энергетический комплекс (ТЭК) с экспортом его продукции играет ведущую роль. Поэтому развитие экономики и особенно энергетики России во многом определяется перспективами мировой экономики и энергетики[1].

Ситуация в мире за последние годы претерпела серьезные изменения. Глобальный кризис породил политические потрясения («арабская весна»), замедление роста экономики и спроса на энергию, обострение конкуренции на энергетических рынках, а избытки предложения и новые технологии перекраивают международную торговлю топливом в неблагоприятном для России направлении.

Видение долгосрочных перспектив энергетики естественно конструировать от демографии. По последнему прогнозу ООН[2] к середине века в основном завершится переход от высокой к низкой рождаемости и смертности, и население Земли увеличится с 6,9 млрд. чел. в 2010 г. до 8,6 млрд. в 2035 г. (среднегодовой рост на 0,9%) и до 9,3 млрд. чел. к 2050 г. (рост на 0,75%). Основной рост населения сместится в Африку (в 2,1 раза, 49% мирового прироста) и Индию (в 1,4 раза, 19% прироста) притом, что население Китая изменится мало.

Наряду с демографией для прогноза энергетики нужна и связанная с ней динамика экономики, обычно измеряемая объёмом и структурой валового внутреннего продукта (ВВП). В предстоящие десятилетия нет серьезных оснований для ускорения и даже сохранения прежних темпов роста мировой экономики. Тому препятствуют замедление роста населения, ограничение возможностей прироста продуктивных территорий, ужесточение проблемы водоснабжения, удорожание основных природных ресурсов (в частности, очередное удвоение цен углеводородов относительно средних за последние 30 лет). Сомнительно, что технологический прогресс сможет компенсировать эти негативные процессы и поэтому базовый сценарий роста ВВП мира меньше прежних прогнозов: с 2010 г. он составит 2,7 раза к 2035 г. и 3,3-3,4 раза к 2050 г. При этом несомненна разнонаправленность развития экономики стран, особенно развитых и развивающихся [3].

Динамика спроса на энергию по группам стран и миру в целом определена взаимным согласованием демографического (по численности населения и душевому энергопотреблению) и экономического (по росту ВВП и его энергоемкости) прогнозов. Расход первичной энергии в мире увеличится 33% в 2010-35 гг. (в среднем на 1,2% ежегодно) и на ещё на 20% к 2050 г. (1,1% в год) Это втрое меньше среднегодовых приростов ВВП и заметно медленнее роста энергопотребления за последние 30 лет. Почти весь прирост потребления обеспечат развивающиеся, в основном азиатские страны (рис. 1), а страны ОЭСР к 2050 г. сократят расход нефти от 2010 г. на 24% и угля на 33%, использование атомной энергии практически стабилизируют и будут развиваться на новых возобновляемых источниках энергии (НВИЭ).

До 2050 г. нет угрозы исчерпания ресурсов газа, нефти или угля, но будут достигнуты максимумы их традиционной добычи и в зависимости от скорости совершенствования технологий произойдёт более или менее сильное удорожание добычи. В частности, «сланцевая революция» на 20-25 лет отодвинет казавшуюся недавно столь близкой угрозу исчерпания ресурсов нефти и газа и, главное, диверсифицирует их по регионам мира.

Не ожидается также сильных изменений глобальной топливной корзины (рис. 2).

Углеводороды сохранят доминирование, составляя более половины производства энергоресурсов, структура которого будет все более диверсифицироваться: доли ископаемых видов топлива будут выравниваться (нефть снизится до 26% и, уголь до 24%, а газ увеличится до 26%) и к ним приблизятся остальные источники (в сумме 24%), что усилит межтопливную конкуренцию и повысит устойчивость энергоснабжения.

Исследование динамики цен нефти и газа не выявило фундаментальных оснований как для слишком высоких, так и экстремально низких прогнозов. Балансовые цены нефти в период до 2020-22 гг. возможно несколько снизятся и после стагнации до конца 20-ых годов восстановят ускоряющийся рост, но до конца периода вероятно не выйдут из диапазона 90-140 долл. (США 2010 г.) за баррель (рис. 3[3]).

Это удвоит цены (в постоянных долларах) по сравнению со средними за последние 30 лет, но будет приемлемо как потребителям, так и для бюджетов стран-производителей нефти.

С ценами нефти будут устойчиво коррелировать сильно дифференцированные по регионам балансовые цены газа, для которых до 2025-30 гг. вероятен больший спад, чем у нефти, с восстановлением роста в конце периода. Цены на газ будут отражать дальнейшую регионализацию рынков и демонстрировать существенный разрыв уровней цен между Северной Америкой, Европой и Азией (рис. 4³).

Глобальный кризис неожиданно сильно потряс экономику России и за пять лет сбил её с бурного развития на траекторию вялой эволюции. Начавшийся в 21-м веке 7-процентный рост ВВП захлебнулся и в официальном прогнозе^[4] до 2030 г. представлены в 2-3 раза меньшие темпы развития экономики.

Таким образом, предстоящие десятилетия будут полны неожиданностей вне и внутри страны, и поэтому Энергетическая стратегия России не может содержать конкретный план действий («дорожные карты»), а должна предложить целевой сценарий (достижимый при благоприятных условиях) развития энергетики страны и его трансформации в неблагоприятных условиях.

Энергетическая стратегия как государственный документ должна в своём целевом сценарии обеспечить инновационное развитие экономики России и вытекающие из него требования к энергетике страны и регионов. По инновационному варианту МЭР⁴ с 2010 по 2030 гг. население страны сохранится в пределах 142-144 млн. чел., а ВВП удвоится. Его экстраполяция на модельно-информационном комплексе ИНЭИ РАН^[5] увеличит экономику России в 2,5 раза до 2035 г. и почти в 4 раза к 2050 г. при сокращении населения до 135-136 млн. чел. В этом сценарии предполагается нивелировать угрозы сокращения экспорта энергоресурсов и экономика России до 2035 г. перейдет с шестого (в 2010 г.) на пятое место в мире и может достигнуть четвёртого к 2050 г.

ТЭК России был локомотивом экономики и сможет выполнять эту роль в текущем десятилетии, но его вклад в ВВП в целевом сценарии сократится с 29% в 2010 г. до 17% в 2035 г., а к 2050 г. опустится ниже 13% (рис. 5).

В новых условиях энергетика отойдёт на роль стимулирующей инфраструктуры, которая должна устойчиво, без больших ущербов здоровью людей и природе обеспечивать: 1) рациональный спрос на топливо и энергию населения и всех видов деятельности, 2) экономически оправданные объёмы и направления внешнеэкономической деятельности (особенно экспорт топлива) с учётом политических интересов страны, 3) поддержку развития экономики сдерживанием цен энергоносителей и спросом на отечественную продукцию и услуги.

Но развитие энергетики подвержено внешним и внутренним угрозам: неблагоприятная конъюнктура мировых энергетических рынков, замедленное развитие экономики России, отсрочка или срыв основных инновационных программ развития секторов российской энергетики и др. Реализация угроз замедлит развитие энергетики по сравнению с целевым сценарием и породит существенные риски для экономики страны (подробнее см. [6]). Эти риски имеют большую синергию: осуществление внешних угроз замедлит экономику и они вместе приведут к урезанию крупных инновационных энергетических программ.

Комплексный риск-анализ целевого сценария Стратегии показал опасность сдерживания роста ВВП России до уровней, близких базовому варианту МЭР⁴: удвоение относительно 2010 г. к 2035 г. и рост в 2,8-2,9 раза к 2050 г. Такая экономика порождает сдержанный сценарий Энергетической стратегии России и при всей привлекательности целевого сценария приходится вслед за МЭР признать большую вероятность его реализации.

Сценарии Энергетической стратегии России

Внутренний спрос на энергию увеличится в целевом сценарии с 2010 г. на 27% к 2035 г. и 37% к 2050 г., а в сдержанном — соответственно на 22 и 29% и основной прирост обеспечат электроэнергетика, транспорт и использование топлива в качестве сырья. Энергоёмкость ВВП уменьшится в целевом сценарии вдвое к 2035 г. и втрое к 2050 г., а в сдержанном сценарии соответственно лишь на 40% и 55% — из-за сокращения структурной экономии при замедлении экономики и уменьшения средств на энергосбережение.

Основным энергоресурсом на внутреннем рынке весь период останется природный газ: 51-53% до 2035 г. при снижении к 45-46% в 2050 г. До 2035 г. стабилизируется также доля нефтепродуктов (18-19%) с уменьшением до 13-14% к 2050 г. при кратном сокращении использования мазута. С 13% в 2010 г. до 15-16% в 2035 г. и 24% в 2050 г. возрастёт использование неуглеродных энергоресурсов (в основном атомной энергии), которые будут замещать твёрдые топлива, уменьшив его долю с 18 до 15-16% (рис. 6).

Потребление электроэнергии увеличится на 43-54% к 2035 г. и в 1,7-2 раза в 2050 г. при замещении ею в целевом сценарии топлива на 6% в промышленности, на 8% в жилищном хозяйстве и на 30% на транспорте. Производство электроэнергии вырастет к 2035 г. на 44-56% и к 2050 г. в 1,7-2 раза и его основой останутся тепловые электростанции: они дадут 61-64% производства электроэнергии в 2035 г. и 62-50% в 2050 г. Выработка ГЭС увеличится, но доля уменьшится с 16,3 до 15-14% в 2035 г. и 13-12% в 2050 г. из-за большого освоения гидроресурсов в основных районах электропотребления. Опережающий рост выработки обеспечат АЭС: в целевом сценарии 2,1 раза к 2035 г. и в 4 раза к 2050 г. при условии прорывного освоения ядерных технологий замкнутого топливного цикла, а в сдержанном сценарии из-за срыва этой программы — только в 1,7 и 2,2 раза. Выработка электроэнергии на НВЭИ по целевому сценарию увеличится в 19 раз к 2035 г. и в 60 раз к 2050 г. и почти вдвое меньше в сдержанном сценарии, но их доля в производстве электроэнергии составит лишь около 2% в 2035 г. и 3,6-5% в 2050 г. (рис. 7).

Электростанции увеличат расход энергоресурсов на 19-27% к 2035 г. и 35-56% к 2050 г., но расход органического топлива вырастет только на 14-18% и 26-24%. Основным топливом для электростанций останется природный газ с долей 70-71% до 2035 г. при снижении до 66-68% к 2050 г. Доля твёрдого топлива на электростанциях увеличится с 28,7% в 2010 г. до 30-29% в 2035 г. и 32-35% в 2050 г.

Экспорт энергоресурсов в целевом сценарии увеличится на 11% к 2035 г. и затем снизится на 7% к 2050 г. по нефти, тёмным нефтепродуктам и углю, а в сдержанном сценарии после небольшого роста вернётся к уровню 2010 г. в 2035 г. и уменьшится на 10% к 2050 г. (рис. 8).

Доля экспорта в азиатском направлении увеличится с 11,3% в 2010 г. до 28-29%% в 2035 г. и 29-37% в 2050 г. по большинству энергоресурсов.

Производство энергоресурсов в России вырастет на 14-28% к 2035 г. и затем практически стабилизируется (рост на 0-1% к 2050 г.). Весь период основу ТЭК составят углеводороды, хотя их общая доля в производстве уменьшится с 80,4 % в 2010 г. на 0-1% к 2035 г. и ещё на 1-5% к 2050 г., в том числе доля газа увеличится с 41% в 2010 г. до 48-47% в 2035 г. и 50-46% в 2050 г., а нефти уменьшится с 39,4% в 2010 г. до 32% в 2035 г. и 28% в 2050 г. При росте добычи угля на 11-28% к 2035 г. и уменьшении затем на 7-2% к 2050 г. его доля в производстве энергоресурсов останется на уровне 11-12% (рис. 9).

Добыча газа увеличится с 2010 г. на 33-44% в 2035 г. и на 39-43% в 2050 г. и выйдет на предельные возможности традиционной ресурсной базы (рис. 10).

Это не исключает её дальнейшего наращивания при успехе технологий освоения ресурсов газа из сланцев, на шельфах арктических морей и особенно газовых гидратов. Вдвое снизится добыча в доминирующем ныне Надым-Пуртазовском районе, но в 2,5-3,5 раза вырастет на Дальнем Востоке и будут освоены месторождения Ямала и Восточной Сибири с добычей в 2050 г. соответственно до 300 и 100 млрд. м³. Производство сжиженного газа увеличится с 14 млрд м³ до 75-110 млрд м³ в 2035 г. и 80-130 млрд м³ в 2050 г. На глубокую переработку пойдёт 30-35 млрд м³ в 2035 г. и до 50 млрд м³ в 2050 г.

Добыча нефти и конденсата в целевом сценарии увеличится с 505 млн т в 2010 г. до 535 млн т в 2035 г. и затем уменьшится до 465 млн т в 2050 г., а в сдержанном сценарии сократится до 470 млн т в 2035 г. и 410 млн т в 2050 г. (рис. 11).

Тюменская обл. останется главной нефтяной провинцией страны, но при замедленном росте коэффициента извлечения нефти и освоении её нетрадиционных ресурсов добыча здесь уменьшится с 308 млн т в 2010 г. до 240 млн т в 2035 г. и 220-270 млн т в 2050 г.

В целевом сценарии ожидается рост до 2025 г. и стабилизация в 2030-35 гг. объёмов переработки нефти на уровне 270-275 млн т с уменьшением до 220-230 млн т в 2050 г., а в сдержанном сценарии снижение объёмов переработки ожидается уже после 2015 г. Но это сопровождается ростом производства нефтяных моторных топлив и сырья для нефтехимии благодаря увеличению глубины переработки нефти с 71,1% в 2010 г. до 90% в 2035 г. и 93% в 2050 г. (рис. 12).

Реализация Энергетической стратегии потребует больших производственных и институциональных усилий, а капиталовложения в развитие ТЭК, энергосбережение и децентрализованное энергоснабжение вырастут с ожидаемых в 2011-15 гг. 450-470 млрд. долл. до 655-800 млрд. долл. в 2031-35 гг. и до 670-900 млрд. долл. (2010 г.) в трёх последующих пятилетках. Доля капиталовложений на энергообеспечение страны в ВВП уменьшится с 6% в 2011-15 гг. до 4% в 2031-35 гг. и до 3% в 2046-50 гг..

Литература

1. Прогноз развития энергетики мира и России до 2040 года. Под ред. А.А. Макарова, Л.М. Григорьева, Т.А. Митровой. ИНЭИ РАН и Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации. М:, 2013, 110 с.
2. Галкина А.А., Грушевенко Д.А., Грушевенко Е.В., Кулагин В.А., Макаров А.А., Митрова Т.А., Сорокин С.Н. Методология и результаты прогнозирования перспектив развития мировых энергетических рынков на период до 2040 года // Мировая экономика и международные отношения 2014 № 1 с. 3-20.
3. Мировая экономика в начале 21 века. Под ред. Л.М. Григорьев, М.: «Директ-Медиа», 2013.
4. Макаров А.А., Веселов Ф.В., Елисеева О.А., Кулагин В.А., Малахов В.А., Митрова Т. А., Филиппов С.П. SCANER — модельно-информационный комплекс. ИНЭИ РАН, М:, 2011, 72 с.
5. Макаров А.А. Модельно-информационная система для исследования перспектив энергетического комплекса России (SCANER). В кн. Управление развитием крупномасштабных систем. М.: Физматлит, 2012.
6. Макаров А.А., Митрова Т.А., Малахов В.А. Прогноз мировой энергетики и следствия для России // Вопросы прогнозирования 2013 № 11.

[1] Получены экстраполяцией до 2050 г. прогнозов мировых энергетических рынков в период до 2040 г. [1, 2].

[2] Word Population Prospects, the 2010 Revision, UN Population Division

[3] Линии с маркерами показывают диапазон цен, принятый в прогнозах Энергетической стратегии.

[4] Прогноз долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2030 г., Министерство экономического развития РФ, Москва, 2013.

[5] Сценарии Энергетической стратегии получены на инструменте SCANER [4, 5]

Автор: Алексей Макаров, директор ИНЭИ РАН, академик РАН

Один из главных глобальных трендов современности — отказ от традиционных источников энергии: угля, нефти, природного газа. Альтернативную им возобновляемую энергию получают с помощью таких природных ресурсов, которые практически неисчерпаемы, — солнечного света, воды, ветра и ряда других. Это позволяет снизить выбросы парниковых газов и загрязняющих веществ, а также не приводит к истощению земных недр. Plus-one.ru рассказывает, когда энергетика в современном мире станет «зеленой».

В том или ином виде энергия солнца и ветра применялась с древнейших времен. На протяжении большей части истории человечества использовались парусные суда, движимые силой ветра. Древние люди умели фокусировать солнечный свет, чтобы разжечь огонь, в качестве топлива выступали древесина, трава, сухие водоросли.

На более поздних этапах развития цивилизации человек начал использовать ископаемые виды топлива: нефть, уголь, торф. Но ресурсы природы не бесконечны, а потребности человечества в энергии растут с каждым годом. Последствия сжигания ископаемого топлива — изменение климата и загрязнение окружающей среды — приобрели угрожающие масштабы.

Обеспечение всеобщего доступа к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии является одной из 17 Целей в области устойчивого развития ООН на период до 2030 года. Для ее осуществления нужно увеличить долю возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Эксперты Greenpeace прогнозируют, что человечество сможет полностью перейти на ВИЭ к 2050 году. «Зеленая» энергетика потребует вложений в размере около $1 трлн в год, но расходы будут компенсироваться снижением затрат на традиционное топливо.

Эффективность ВИЭ уже подтверждена опытом многих стран. В энергопроизводстве Швеции их доля составляет 55%, Дании — 36%, Финляндии — 45%. Россия также — хотя и очень медленными темпами — начинает готовиться к энергопереходу.

Чтобы энергетика и промышленность России сохранили конкурентоспособность, необходимо активное и планомерное внедрение ВИЭ. По данным Аналитического центра при правительстве РФ, к 2040 году потребление ВИЭ увеличится на 93%. Впрочем, в абсолютных цифрах доля возобновляемых источников по-прежнему будет невелика. Ветряная и солнечная генерация обеспечат 50% прироста.

Европейская ассоциация солнечной энергетики SolarPower Europe подсчитала, что с помощью энергии солнца генерируется 2,6% мировой электроэнергии. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии за 2019 год, по мощностям солнечных электростанций лидируют Китай, США, Япония, Германия и Индия.

Существует два способа преобразования солнечной энергии:

Большинство экспертов подтверждает, что развитие солнечной энергетики возможно не только в жарких странах и регионах. Например, в Якутии есть солнечно-дизельные станции, которые работают даже при температуре −50 °С. В России наиболее перспективными для развития солнечной энергетики регионами считают Северный Кавказ, Ставропольский край, Оренбургскую область, Астраханскую область, Сибирь, Забайкальский край и Приморский край.

Солнечная энергетика особенно выгодна для удаленных регионов, где для выработки электричества используют дизельные генераторы. В таких проектах строительство СЭС окупается за счет экономии на логистике и топливе. Так, в 2013 году в селе Яйлю Республики Алтай была введена в эксплуатацию солнечно-дизельная электростанция мощностью 100 кВт.

Также в солнечной электроэнергетике заинтересованы следующие группы потребителей:

Развитие солнечной энергетики в России тормозит ее низкая доступность по сравнению с другими ресурсами, в частности газом. В Европе ВИЭ по стоимости уже практически сравнялись с традиционной энергетикой. Еще одним фактором стала высокая кредитная ставка для малого и среднего бизнеса. Так, в Германии она равна 2-3%, а в нашей стране — 10-20%.

Самый крупная солнечная станция в России, «Уран», находится в Оренбургской области. Она занимает площадь 120 га и состоит из 200 тыс. фотоэлементов.

Атомная энергетика основана на делении ядер атомов с выделением тепловой энергии. Современные атомные электростанции (АЭС) могут работать до 80-100 лет, спасая Землю от выброса миллиардов тонн парниковых газов. В отличие от угля, урановое топливо не «сгорает» до конца и может использоваться для изготовления нового. Это позволяет организовать замкнутый цикл производства с минимумом отходов.

Согласно статистике ООН за декабрь 2021 года, в 32 странах мира действуют 443 ядерных реактора, еще 55 реакторов находятся на стадии строительства. Все страны, использующие ядерную энергию, несут ответственность за безопасную генерацию. Взрыв на Чернобыльской АЭС в 1986 году произошел из-за недоработок в конструкции реактора и грубых ошибок персонала. Современные атомные электростанции оснащены более совершенными системами, предотвращающими выброс радиации. В российских АЭС используются четыре барьера:

Росатом вырабатывает около 20% электроэнергии страны. Благодаря АЭС электричество поступает в миллионы жилых домов, сотни заводов и тысячи школ. Крупнейший производитель атомной электроэнергии в России — Балаковская АЭС. Ежегодно она генерирует 30 млрд кВт·ч. В рейтинге самых мощных электростанций мира Балаковская АЭС занимает 51-ю позицию.

Водород — эффективный источник энергии. При сгорании он выделяет почти в три раза больше тепла (1,17 ГДж/кг), чем нефть, и в четыре раза больше, чем природный газ и уголь. Согласно прогнозам экспертов Совета по водородной энергетике, в 2050 году этот вид топлива будет обеспечивать около 18% мирового потребления энергии.

Водород можно получить методом электролиза воды, из природного газа или при помощи атомной энергетики, поэтому его запасы возобновляемы. Но на пути массового внедрения водородной энергетики есть барьеры, который предстоит преодолеть. Эксперты Росатома работают над удешевлением производства водорода. Кроме того, решаются проблемы с хранением и транспортировкой, так как водород занимает больший объем, чем другие виды топлива.

Ветер издавна использовался в качестве движущей силы, в том числе для судоходства, помола муки и работы насосных станций. Современные технологии позволяют включать его в процесс генерации энергии. Ветер раскручивает лопасти, а генератор преобразует их движение в энергию.

Ветроэнергетика развивается быстрее других технологий ВИЭ. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, мощности ветрогенерации в 1997-2018 годах увеличились в 75 раз, с 7,5 ГВт до 564 ГВт.

Ветроэнергетика не загрязняет воздух, но у экологов есть к ней вопросы. При работе ВЭС создаются шум и вибрации, отпугивающие животных и птиц. Кроме того, есть риски, связанные с отрывом лопастей. Пока эти факторы не вызывают серьезных опасений. Так, по данным Европейской ассоциации ветряной энергетики (EWEA), от лопастей ВЭС гибнет в 3,5 тысячи раз меньше птиц, чем от встречи с кошками.

Самая мощная ветроэлектростанция России — Адыгейская ВЭС корпорации «Росатом». Она состоит из 60 установок по 2,5 МВт каждая. Станция вырабатывает 354 млн кВт·ч в год.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.