Сценарии развития мировой энергетики

Мировая добыча нефти может упасть до 80% к 2050 году, если все больше стран будет переходить на возобновляемые источники энергии, прогнозируют эксперты ВР

Британская компания BP вслед за негативным прогнозом ОПЕК на нефть разработала три основных сценария глобального перехода на возобновляемые источники энергии до 2050 года. Самый жесткий — «Нетто ноль» (Net Zero) грозит сокращением спроса на нефть на 80—85% в ближайшие 30 лет и полный отказ от нефти к 2050 году. Умеренно-реалистичный сценарий — «Быстрый» (Rapid) — предполагает вытеснение нефти из мирового энергетического баланса с 30 до 14%, а консервативный — «Бизнес как обычно» (Business-as-usual) — исходит из того, что будут сохраняться прежние объемы потребления нефти.

ВР подсчитывает, когда наступит жизнь без нефти

В обзоре развития мировой энергетики до 2050 года, опубликованном на этой неделе британским нефтяным гигантом BP, делается предположение о том, что пик мирового спроса на нефть, скорее всего, остался позади. Аналитики считают, что объемы ее потребления с большой вероятностью никогда больше не вернутся к уровню 2019 года.

В обзоре представлены три основных сценария трансформации глобальной энергетической системы. Эксперты исходят из понимания неизбежности «фундаментальной реструктуризации» мировой экономики, чтобы перейти на низкоуглеродные технологии (декарбонизации). Это, вполне ожидаемо, обернется глубокими проблемами для нефтяной индустрии.

По какому пути пойдет отрасль, во многом зависит от того, каким будет углеродный налог.

«И Rapid, и Net Zero предполагают значительный рост цен на углерод (углеродный налог), который к 2050 году достигнет $250 долларов за тонну CO₂ (в соответствии с ценами 2018 года) в развитых странах и $175 долларов — в странах с развивающейся экономикой», — пишут эксперты ВР в своем обзоре.

А вот если реализуется третий сценарий (BAU, или «Бизнес как обычно»), то за тонну эмиссии CO₂ к 2050 году налог составит 65 и 35 долларов, соответственно. Однако же во всех трех сценариях фигурирует снижение доли углеводородов (угля, нефти и природного газа) в глобальной энергетической системе. Правда, в зависимости от сценария его масштабы существенно разнятся.

Важно понимать: аналитики делают важную оговорку, что «сценарии не являются предсказаниями того, что может произойти, или того, что BP хотела бы, чтобы случилось». Скорее, описанные варианты развития нефтяной отрасли помогают показать диапазон возможностей тех событий, которые разыграются в течение следующих 30 лет.

Три сценария

Сценарий быстрого перехода (Rapid) предполагает, что будет предпринят ряд политических мер, ведущих к значительному росту углеродного налога. Эти меры будут поддержаны целевыми отраслевыми регуляторными актами, которые приведут к сокращению выбросов углерода энергетикой примерно на 70% к 2050 году. Доля нефти в мировом энергетическом балансе сократится с 30 до 14% — соответственно, объем суточной добычи снизится вдвое и составит 55 млн баррелей. При этом доля возобновляемой энергетики в мировом энергобалансе вырастет с 5% в 2018 году до 45% к 2050 году.

Сценарий полного отказа (Net Zero) предполагает, что те же политические мероприятия, которые будут воплощены в Rapid, подкрепятся еще и значительными изменениями в поведении и предпочтениях общества, а это еще сильнее сократит углеродный след человечества. Таким образом, к 2050 году глобальный выброс углерода от энергопотребления сократится более чем на 95%. Этот жесткий вариант предполагает почти полный отказ от нефти, в результате чего потребление «черного золота» рухнет на 80—85%.

И, наконец, сценарий «Бизнес как обычно» (Business As Usual) предполагает, что государственная политика, технологии и социальные предпочтения продолжат развиваться так же, как и в недавнем прошлом. Спрос на нефть останется на относительно стабильном уровне и будет сокращаться очень медленно — всего на 10% за 30 лет.

Аналитики BP предполагают, что спрос на нефть снизится больше чем вдвое — на 55%, а если как можно больше стран будет соблюдать Парижское соглашение по климату, то упадет на 80% уже к 2050 году.

Отчасти, негативные прогнозы начинают сбываться. На этой неделе глава Минфина РФ Антон Силуанов сообщил, что мировой спрос на нефть восстанавливается медленно, а значит, в трехлетний бюджет (2021—2023) будет заложена цена нефти не выше $43—44 за баррель.

«Уровень наших прогнозных цен будет как раз находиться рядом с нашими оценками базовой цены на нефть. Много это или мало? Базовая цена на нефть — она примерно соответствует нынешним оценкам экспертов прогноза цен на перспективу. Мы здесь не видим каких-либо оснований закладывать более высокие прогнозы цен на нефть, поскольку видим, что мировой спрос на нефть восстанавливается, но не столь высокими темпами, как это могло бы. Поэтому мы заложили, я бы так сказал, умеренно консервативный уровень цены на нефть в прогнозе — это около $43—44 за баррель», — сказал министр финансов РФ.

А что будет с Россией?

«Реальное время» опросило экспертов нефтяного рынка о том, как могут отреагировать российская энергетика и экономика на реализацию того или иного сценария, предложенного экспертами BP. Василий Танурков, директор группы корпоративных рейтингов АКРА, предостерегает от рассмотрения этих сценариев в разрезе только одной страны:

Танурков считает, что на нашей экономике отразится не «углеродный след», а европейское регулирование в этой области, которое может привести к сокращению рентабельности поставок на европейский рынок. Но следует учитывать, что в любом случае не Европа будет являться основным драйвером потребления нефти.

Для всех нефтедобывающих стран, по мнению эксперта, сценарий будет общим, при этом динамика нефтедобычи в странах будет зависеть от уровня цен на нефть и себестоимости добычи. Очевидно, что при долгосрочном сохранении низких цен на нефть (40 долларов и ниже) будет происходить долгосрочное сокращение добычи в целом ряде стран с высокой себестоимостью, при этом страны с низкой себестоимостью (в первую очередь Ближний Восток и Россия) будут наращивать долю рынка.

«Лучше бы в мире перестали жечь уголь»

Профессор Данис Нургалиев, директор Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ, считает, что бояться глобального обвала нефтедобывающей отрасли пока рано:

Проблему Нургалиев видит в другом: добыча нефти в России должна быть конкурентоспособной на мировом рынке, а тут мы немного отстаем. «На мой взгляд, сегодня надо усиливать внимание в этом направлении. Нефти у России много. Много и дешевой нефти, которую можно добыть легко. Открытые запасы подготовлены на десятки лет вперед. Но нужно не просто тупо развивать добычу, а сделать ее экономичной и экологичной. У России огромные запасы, которые при любых сценарных условиях будут реализованы и добыты. До 2050—2060 годов энергетику нечем заполнить, кроме как нефтью», — говорит профессор.

— Я считаю, что лучше бы в мире перестали жечь уголь. Китай получает 60% необходимой энергии от сжигания угля, а в США на него приходится 20—25%. Эпоха черного угля закончилась 100 лет назад, но самое грязное топливо продолжает использоваться в мире. Было бы лучше, если бы мировые державы перешли на газ. Тогда планета стала бы зеленой!

Что касается углеродного налога, то Нургалиев считает, что он — это прихоть тех стран, у которых нет крупных запасов нефти:

— Это еще не принято, но обсуждается, как производители нефти должны будут его платить. Если углеродный налог заработает, то возрастет и цена нефти. Это приведет к тому, что энергетика, основанная на возобновляемых источниках, получит прекрасные условия для быстрого развития. По сути, с введением углеродного налога цена на нефть автоматически поднимется у всех стран-производителей нефти, и «зеленые» технологии получат возможность роста. Так мир движется к «зеленой» энергетике, Конечно, для России это невыгодно. Просто надо принять более эффективные технологии добычи, чтобы сделать ее рентабельной и экологичной. Сланцевый газ — это колоссально неэффективное сырье, но добывается. А у нас нефть экологичнее и экономичнее.

«Добывать нефть в Арктике — это коммерческое безумие»

Михаил Крутихин, партнер консалтингового агентства RusEnergy, аналитик нефтегазового сектора, смотрит на перспективы российской нефти критически, поскольку качество нашей нефти сейчас оставляет желать лучшего:

Крутихин утверждает, что наилучшие перспективы на нефтяном рынке остаются у Саудовской Аравии и ее партнеров по Персидскому заливу, потому что в их распоряжении — большие запасы дешевой нефти. Но есть они и не только там — например, глубоководные проекты на бразильском шельфе показывают интересную коммерческую привлекательность, по сравнению с трудноизвлекаемыми запасами в России.

— Добыча на арктическом шельфе не спасет положение, — предостерегает эксперт. — На него приходится примерно 3% от остающихся нефтяных запасов. Но здесь в основном сосредоточены запасы природного газа, а добывать нефть — дорого. Бурение одной скважины в Карском море обошлось НК «Роснефть» и ExxonMobil в $650 млн. Добывать нефть в Арктике — это коммерческое безумие. Категорически не согласен с тем, за что ратует президент Союза нефтегазопромышленников Геннадий Шмаль. Его выступления на татарстанском нефтегазохимическом форуме сводились к одному — дайте нам денег, и мы откроем еще больше трудноизвлекаемой нефти. Если отбросить все «бантики», то они просят денег на открытие новых запасов, которые разрабатывать не будут. Это невыгодно. Это никому не пригодится. Отчет Счетной палаты показал, что госкомиссия ставит на баланс такие запасы, которые вообще невозможно ставить.

Но Михаил Крутихин напоминает: у России много запасов газа с низкой себестоимостью добычи, много открытых и подготовленных к разработке месторождений. Их даже больше, чем можно реализовать в обозримом будущем. Как экспортер газа Россия сохранит лидирующие позиции на мировом рынке еще надолго, считает эксперт, так как Европа не обойдется без российского газа. Это мнение разделяют, кстати, и аналитики ВР. По их данным, спрос на газ достигнет пика в середине 2030-х годов.

Луиза Игнатьева, Людмила Губаева

ПромышленностьНефтьНефтехимияМашиностроение Татарстан

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.

Двухкомпонентная энергетика: кардинальное решение проблем
На мой взгляд, идея двухкомпонентной ядерной энергетики сегодня не имеет альтернативы. Чтобы правильно вписать в развитие ядерной энергетики реакторы на быстрых нейтронах, необходимо взаимодействие тепловой и быстрой энергетики. Тепловые реакторы производят сравнительно дешевую электроэнергию, поскольку их технологии уже достаточно хорошо отработаны; а быстрые реакторы благодаря бридингу обеспечивают топливную базу и для тепловых реакторов, и для себя, уменьшая потребность в природном уране и продлевая ресурсную базу. Двухкомпонентная ядерная энергетика, объединенная замкнутым топливным циклом, обеспечит кардинальное решение основных проблем ядерной энергетики: обращение с отработавшим топливом, с радиоактивными отходами и повышение эффективности использования природного урана.

Интенсивность роста этого направления зависит не только от ресурсов природного урана и от темпов накопления нового искусственного топлива, но и от политической воли лиц, принимающих решения.

Какие именно реакторы на быстрых нейтронах будут наиболее эффективны в развивающейся двухкомпонентной ядерной энергетике? Пока трудно однозначно ответить на этот вопрос, но технологически лучше всего освоены реакторы с натриевым охлаждением, такие как БН‑600 и БН‑800. Близится к завершению проектирование коммерческого реактора БН‑1200. Однако с точки зрения критериев большой ядерной энергетики предпочтительнее использовать в качестве теплоносителя быстрых реакторов свинец, а не натрий. Поэтому и в России, и в рамках международного проекта GIF-IV разрабатываются не только реакторы типа БН, но и реакторы со свинцовым теплоносителем типа БРЕСТ.

Рассмотрим некоторые варианты третьей группы сценариев, с быстрыми реакторами.

Самый экстремальный сценарий был разработан в 2017 году группой из 18 международных экспертов, которые попытались ответить на вопрос: что будет, если заменить всю углеводородную энергетику ядерной для предотвращения глобального потепления?

Чтобы полностью заменить углеводородную энергетику, необходимо до конца века построить примерно 19 тыс. реакторов мощностью по 1 ГВт, то есть иметь установленную мощность АЭС 19 ТВт (1 ТВт=1000 ГВт), что почти в 50 раз больше, чем сейчас. Для этого авторы сценария предлагают в тепловых реакторах PWR и тяжеловодных реакторах PHWR нарабатывать плутоний для запуска реакторов БН. По их расчетам, заводы по переработке ОЯТ во Франции, Японии и России могут перерабатывать топливо от реакторов суммарной мощностью 120 ГВт, производя плутоний в количестве 30 тонн в год. Таким образом, ежегодно можно запускать семь быстрых реакторов типа французского Superphénix мощностью 1240 МВт с коэффициентом воспроизводства 1,2. С 2020 по 2040 год нужно строить ежегодно по 100 реакторов PWR и не менее семи БН, а начиная с 2050 года и до конца века — по 300 реакторов на быстрых нейтронах. В таком сценарии для развертывания тепловых реакторов потребуется вдвое больше природного урана, чем разведанные ресурсы по себестоимости до $ 260 за 1 кг.

Казалось бы, фантастическая идея. Но давайте разберемся, так ли уж недостижима эта цифра — 300 новых быстрых реакторов в год?

Авторы сценария отмечают, что в минувшем веке в мире вводили в эксплуатацию до 20−30 реакторов в год. Во Франции с населением 60 млн человек был период, когда строили по 6−8 реакторов в год, то есть 0,1 реактора на 1 млн человек в год. В странах, где сейчас строятся ядерные реакторы, проживает 3 млрд человек, это в 50 раз больше, чем во Франции. Значит, теоретически можно строить по 100−300 реакторов в год.

Для того чтобы строить 100 реакторов PWR в год, нужно $ 300−400 млрд инвестиций. Такие деньги сейчас тратятся ежегодно на возобновляемую энергетику, значит, это не фантастические цифры. Чтобы строить ежегодно 300 реакторов на быстрых нейтронах, нужен уже $ 1 трлн. Это всего 1% мирового ВВП — тоже не такая уж страшная цифра. Приведенная стоимость электроэнергии РБН будет около $ 80 за 1 МВт·ч.

Конечно, это экстремальный сценарий, и вряд ли политики готовы поддержать его. Но смелость этого сценария обоснована технологическими и экономическими реалиями.

Более скромный сценарий был разработан в рамках проекта INPRO (МАГАТЭ) в 2018 году. В исследовании рассматривается динамика развития энергетики на тепловых и быстрых реакторах с целью достижения установленной мощности АЭС до 5000 ГВт к 2100 году (в 13 раз больше, чем сегодня). Согласно этому сценарию, для оптимизации затрат на ядерный топливный цикл к 2100 году примерно 40% всей ядерной электроэнергии будут производить реакторы на быстрых нейтронах, остальное — тепловые. Однако этот симбиозный сценарий нуждается в 26 Мт природного урана, поскольку бóльшую часть — около 60% — всей энергетики будут производить реакторы на тепловых нейтронах. Такого количества урана с определенной себестоимостью на планете нет.

Пожалуй, наиболее взвешенные сценарии двухкомпонентной ядерной энергетики разрабатываются сегодня в России. Рассматриваются два основных варианта развития событий. В первом варианте предполагается, что тепловые и быстрые реакторы (КВ > 1) будут работать на оксидном топливе, причем плутоний из ОЯТ тепловых и быстрых реакторов будет использоваться для формирования топливных загрузок тех и других реакторов. Предусматриваются централизованная переработка ОЯТ и изготовление свежего топлива.

Во втором сценарии тепловые реакторы будут продолжать работать на урановом оксидном топливе до тех пор, пока хватит доступных по приемлемой стоимости ресурсов природного урана. Быстрые реакторы будут работать и на МОХ-топливе (реакторы БН‑1200), и на смешанном нитридном уран-плутониевом (СНУП) топливе (реакторы БРЕСТ), плутоний для которых может быть извлечен из ОЯТ как тепловых, так и быстрых реакторов. Возможна реализация как централизованного, так и пристанционного ЯТЦ.

Согласно сценарию, в ближайшей перспективе — до 2035 года — будут выведены из эксплуатации реакторы РБМК, ВВЭР‑440, ВВЭР‑1000 предыдущего поколения. Примерно до середины века основную часть электроэнергии в России будут производить реакторы типа ВВЭР-ТОИ. Начиная с середины века в топливный цикл и производство энергии ускоренными темпами должны включиться натриевые и свинцовые реакторы; тепловые же будут постепенно выводиться из эксплуатации.

Пока сделать однозначный выбор в пользу того или иного варианта нельзя из-за ограниченности или неопределенности исходных данных. Тем не менее логика двухкомпонентной ядерной энергетики здесь полностью прослеживается, и, по-видимому, именно в таком виде она будет развиваться и в России, и в мире.

Итак, имеется много взаимоисключающих сценариев: от полного отказа от ядерной энергетики до, наоборот, полного замещения ядерной энергетикой углеводородной — в этом случае неизбежна превалирующая роль реакторов на быстрых нейтронах. Существующая ядерная энергетика — основанная на тепловых реакторах — не имеет долгосрочной перспективы по целому ряду причин. Поэтому в ближайшие годы наиболее перспективным представляется развитие двухкомпонентных ядерно-энергетических систем с объединенным ядерным топливным циклом. Таким образом, снимаются проблемы обращения с ОЯТ — оно будет перерабатываться, из него будет извлекаться топливо для быстрых и тепловых реакторов, снизится количество радиоактивных отходов, нуждающихся в захоронении. Кроме того, будет полностью снята проблема исчерпания ресурсов урана. Однако и этот, наиболее реалистичный сценарий развития ядерной энергетики нуждается в глубоком научном, технологическом и экономическом обосновании.

Россия в этом отношении имеет сильные позиции и проработанную стратегию.

По мнению авторов «Прогноза развития энергетики Мира и России 2019», мир входит в этап четвёртого энергетического перехода, свидетелями которого мы являемся. Это означает широкое использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и вытеснение ископаемых видов топлива. Доля ВИЭ без учета гидроэнергии в общем объеме потребления первичной энергии в 2017 году составила 3%.

Баланс потребления

В прогнозе называются и другие направления, которые его авторы также считают ключевыми. Так ожидается, что рост мирового энергопотребления существенно замедлится к 2040 году, в том числе за счет энергоэффективности. Быстрое развитие ВИЭ позволит к этому времени обеспечить 35–50% мирового производства электроэнергии и 19–25% всего энергопотребления. Из ископаемых видов топлива только газ сможет нарастить свою долю в мировом энергобалансе с 22% до 24–26%.

Доля угля к 2040 году снизится с 28% до 19–23%. Нефтяная отрасль в этот период потеряет от 870 тыс. до 1,8 млн т нефтяного эквивалента потенциального потребления. Это произойдёт из‑за роста эффективности в сфере использования транспортных средств. Основной альтернативой бензину станет электротранспорт.

В эпоху конкуренции не будет высоких цен на нефть, газ и уголь. Во всех сферах потребления энергии появятся много альтернативных более дешёвых вариантов. При росте цен доминирующего топлива рынку будут предложены более выгодные решения.

Прогноз для российской экономики

Бюджетные поступления России от экспорта энергоресурсов в период до 2040 года будут снижаться, отмечается в исследовании. Рост экспорта газа частично компенсирует снижение объемов продаж жидких углеводородов. Разработка трудноизвлекаемых запасов приведет к необходимости расширения льгот и снижения налоговой нагрузки, следствием чего станет уменьшение выплат в бюджет.

Снижение поступлений от экспорта, по мнению авторов прогноза, приведёт к уменьшению вклада в экономику России сектора, который связан, прежде всего, с такими продуктами, как нефть газ. Но именно ТЭК и происходящие в нём преобразования могут дать стране новый импульс для развития и роста валового внутреннего продукта за счет реализации огромного потенциала энергосбережения и создания дополнительного спроса на промышленную продукцию. Для этого, считают в Институте энергетических исследований РАН и Центре энергетики Московской школы управления «Сколково», нужна решительная экономическая и энергетическая политика адаптации к энергетическому переходу. Имеющееся окно возможностей, согласно оценке авторов прогноза, может закрыться через 7–10 лет.

Сценарии развития мировой энергетики

В исследовании приведены три глобальных сценария, отличающиеся между собой скоростью развития технологий и изменения регулирования. Первый, или консервативный сценарий, описывает перспективы мировой энергетики в рамках текущих трендов. В этом варианте нет технологических революций. Предполагается внедрение технологий, которые уже находятся в процессе испытания. Рост экономической эффективности ожидается лишь от применяемых практик. Продолжится снижение энергоемкости внутреннего валового продукта. В развитых странах инвестиции будут вкладывать в развитие зеленой энергетики. При этом средний срок передачи технологий в развивающиеся страны составит 10–12 лет.

Второй сценарий — инновационный, он основан на ускоренном развитии новых технологий и значительном сокращении времени их передачи от развитых стран к развивающимся. При этом технологический прогресс во всех отраслях ТЭК будет вести к ужесточению межтопливной конкуренции. Каждому технологическому прорыву в одной из конкурирующих отраслей будет противопоставлен прорыв в другой.

Этот вариант предполагает усиление уже принятых национальных приоритетов в продвижении ВИЭ, поддержке электротранспорта и стимулировании энергоэффективности. Только развитые страны и Китай поддержат политику декарбонизации, остальные будут заняты борьбой с локальными выбросами.

Ещё один сценарий — «энергопереход», который в дополнение к быстрому развитию и удешевлению новых технологий, предполагает значительную государственную поддержку в виде прямого финансирования. В этом варианте общее направление задано на снижение доли ископаемых топлив и развитие энергосбережения, а также внедрение новых технологий. Сценарий предполагает, что ограничения на трансфер технологий полностью не исчезнет, но возможности их передачи расширятся благодаря межгосударственным инвестициям в снижение выбросов. В отличие от инновационного здесь приоритет отдан исключительно безуглеродным или низкоуглеродным технологиям.

Доля сланцевой нефти удвоится

Во всех сценариях прогноза основой обеспечения рынка является традиционная нефть, при этом ожидается, что доля нетрадиционной добычи к 2040 году удвоится и достигнет 20–22%. Особенно большое воздействие на рынок продолжит оказывать нефть низкопроницаемых коллекторов — сланцевая нефть, благодаря которой произошёл активный рост добычи в США. Это обуславливается снизившимся в последние годы диапазоном цен безубыточности добычи по подобным проектам до $35–70 за баррель.

Сроки окупаемости сланцевых проектов составляют 1–2 года, чем привлекают инвесторов. Банки демонстрируют высокую готовность к их финансированию.

На этом фоне разработка традиционного месторождения со сроком окупаемости в 10–15 лет выглядит менее привлекательной. Сохранение подобной ситуации даже без существенных технологических улучшений позволит США до 2040 года демонстрировать в консервативном сценарии высокие уровни добычи нефти низкопроницаемых коллекторов.

Потенциал по снижению затрат при добыче сланцевой нефти реализуется в инновационном сценарии, увеличивая её добычу в США. При этом ожидается разработка коммерчески эффективных технологий добычи нефти плотных коллекторов в Китае и России.

В сценарии энергоперехода добыча нефти низкопроницаемых коллекторов снижается под воздействием существенного сокращения мирового спроса на нефть, однако не так быстро, как, например, добыча традиционной нефти.

Тяжелая нефть и природный битум Канады

Тяжелые нефти и природные битумы характеризуются достаточно высокой стоимостью разработки и в этой связи являются менее привлекательными. Согласно сценарным расчетам до 2040 года мировым центром добычи этого вида сырья останется Канада. Несмотря на большие затраты, производство в стране будет увеличиваться во всех сценариях. Как ни парадоксально, причиной этого является рост добычи сланцевой нефти в США.

В консервативном сценарии мировое производство тяжёлых нефтей и битумов к 2040 году оценивается в 335 млн т н. э., в инновационном — 355 млн т н. э., а в сценарии энергоперехода — в 290 млн т нефтяного эквивалента.

Рост потребления газа

Газ — единственный из ископаемых видов топлива, по мнению авторов прогноза, к 2040 году увеличит долю в мировом энергопотреблении. Однако темпы прироста существенно замедлятся. В 2018 году доля составляла 22%, в 2040 году этот показатель достигнет 25–27% в зависимости от сценария.

В сравнении с другими ископаемыми топливами, природный газ станет безусловным лидером по ежегодным темпам роста — с 2015 года по 2040 год они составят 1,3–1,6%. Это значительно выше среднегодовых темпов роста потребления нефти и угля, но ниже, если сравнивать с темпами роста потребления газа в предыдущие годы — 2,3% в 1990–2015 годы.

Спрос на газ будет расти во всех регионах мира, больше всего в электроэнергетике. В инновационном сценарии и, особенно, в сценарии «энергопереход», рост спроса на электроэнергию приведет к появлению дополнительных ниш в области её производства, но конкурентная борьба как за эти ниши, так и за весь объем спроса существенно усилится. Причем конкурировать, прежде всего, придется с технологиями в области возобновляемой энергетики.

Активное развитие ВИЭ значительно усилит противостояние на рынке электроэнергии и даже способно оказать сдерживающее влияние на потребление газа. В результате в консервативном сценарии мировой спрос на газ в 2040 году достигнет 5,15 трлн куб. м — абсолютный прирост более чем на 1,5 трлн кубометров. В инновационном сценарии объемы потребления газа к 2040 году превысят 5,34 трлн куб. м, а в сценарии «энергопереход» составят 4,99 трлн кубометров.

За исключением ЕС

Рост спроса на газ в период до 2040 года ожидается как во всех сценариях, так и во всех регионах мира за исключением стран Европейского союза. В последние несколько лет потребление газа в Европе выросло во многом благодаря сильному снижению цен, что позволило отчасти восстановить свою долю в топливной корзине, однако дальнейшие возможности для расширения ограничены из‑за стабилизации общего энергопотребления и расширения использования ВИЭ. При этом потенциал по замещению угля постепенно исчерпывается. В результате потребление газа в Европе после незначительного роста начнет сокращаться и к 2040 году выйдет на уровень 2016 года.

Наиболее значительный прирост потребления газа будет идти за счет Китая и Индии. На Поднебесную — мирового лидера по росту спроса на «голубое топливо» — придется 25–30% всего дополнительного мирового спроса. Достигнув к 2040 году значений в 585–690 млрд куб. м, КНР по уровню спроса на газ превзойдет европейский регион с его объемом потребления менее 540 млрд кубометров.

Рост спроса на газ в Индии вырастет  более чем в три раза по сравнению с уровнем 2016 года. Прирост потребления в Индии и Китае превысит суммарный рост спроса в крупных регионах-производителях природного газа — в Северной Америке и на Ближнем Востоке. В странах-участницах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) в период с 2015 года по 2040 год спрос увеличится на 9–16%, в сравнении с 60% за предыдущие 25 лет. В странах, не являющихся участниками ОЭСР, спрос увеличится на 66–78%, в сравнении с 88% за предыдущий период.

Все три сценария наглядно демонстрируют рост неопределенности для газового рынка. С одной стороны, растущий спрос на электроэнергию создает условия для увеличения потребления газа, который, во многом благодаря своим экологическим характеристикам, будет влиять на снижение добычи угля и нефти. С другой стороны, перспективные технологии, прежде всего, в области ВИЭ ужесточают конкурентную борьбу с газом.

Энергетика будущего

Возобновляемые источники энергии в 2018 году обеспечили 15% мирового первичного энергопотребления, при этом 13% пришлось на гидроэнергию и традиционную биомассу. Доля энергии солнца, ветра, приливов, геотермальных источников и волн составила 2%. За последние 10 лет — с 2008 года по 2018 год — эти источники энергии показали впечатляющую динамику развития: мощности ветроэнергетики выросли в 6 раз, солнечной энергетики — в 8 раз.

В перспективе до 2040 года ВИЭ, по мнению авторов исследования, продемонстрируют самые высокие темпы роста среди всех видов энергоресурсов — 6,3–8,3% в год в зависимости от сценария. В период до 2040 года потребление ВИЭ вырастет на 76–115%, при этом во всех сценариях в абсолютном выражении наибольший прирост прогнозируется в потреблении твердой биомассы и отходов — они по‑прежнему, как и сотни лет назад, остаются основой энергообеспечения в регионах энергетической бедности.

В настоящее время наибольшие объемы ВИЭ потребляются для отопления, но к 2040 году на первое место во всех сценариях выйдет использование альтернативных источников для производства электроэнергии. Во всех сценариях предполагается впечатляющий рост производства электроэнергии с использованием ВИЭ — в 2,5–3,7 раза за период до 2040 года за счет многократного увеличения мощностей солнечной и ветрогенерации.

Рост абсолютных объемов потребления ВИЭ учитывается во всех регионах по всем сценариям. Европа, а также Южная и Центральная Америка к 2040 году на треть будут удовлетворять свои потребности в энергии за счет альтернативной генерации. Страны Азии и Северная Америка повысят долю ВИЭ до 20%. Только страны СНГ и Ближнего Востока, располагающие огромными запасами углеводородов, останутся вдалеке от этого процесса.

Благодаря значительному росту технологических инноваций, мировая энергетика в очередной раз подошла к новым фундаментальным изменениям. Для дальнейших путей её развития нужно заранее понимать возможные варианты, по которым может пойти дальнейший процесс развития. Именно это и отобразили в своём прогнозе эксперты Института энергетических исследований РАН и Центра энергетики Московской школы управления «Сколково».

Вкратце

Классификация энергетических переходов

Основой энергоперехода является радикальное удешевление и стремительное распространение технологий производства электроэнергии на солнечных и ветровых электростанциях. С технологической точки зрения энергопереход состоит из четырех элементов — энергоэффективности, декарбонизации, децентрализации и цифровизации.

• Первый энергетический переход происходил от биомассы к углю. В ходе этого процесса доля угля в общем объеме потребления первичной энергии с 1840 года по 1900 год увеличилась с 5% до 50%. Уголь стал основным источником энергии индустриального мира.
• Второй энергетический переход связан с переходом потребления от угля к нефти, доля потребления которой выросла с 3% в 1915 году до 45% к 1975 году. Доминирование нефти в мировой энергетике завершилось в конце семидесятых годов прошлого века нефтяным кризисом.
• Третий энергетический переход привел к широкому использованию природного газа. Его доля выросла с 3% в 1930 году до 23% в 2017 году за счет частичного вытеснения угля и нефти.
• На этапе четвертого энергетического перехода, в отличие от предыдущих трех, основными направлениями развития станет декарбонизация экономики — сокращение промышленного применения нефти, газа, угля и переход к использованию ВИЭ, а также борьба с глобальным изменением климата.

Согласно исследованию, до 2040 года в мире не ожидается технологических революций. Однако при этом предполагаются новые прорывы на базе технологий, которые уже проходят испытания в настоящее время. Речь идёт о дальнейшем удешевлении ВИЭ, накопителей электроэнергии, развитие цифровых и интеллектуальных систем в электроэнергетике.

К настоящему времени в мире накоплен значительный опыт исследования будущего мировой энергетики. Прогнозы и форсайтные исследования в этой сфере ведутся с 1970-х гг. с использованием как методов математического моделирования, так и качественных сценарных подходов [10, 11, 12, 13, 18, 20, 23].

Проблема исследования будущего мировой энергетики состоит в том, что необходимо учесть сложный комплекс факторов – тренды развития мировой экономики и мировой энергетики, технологические, ресурсные и экологические тренды, политических и социокультурные проблемы, а также взаимное влияние всех указанных факторов. Необходимо также сочетать количественный и качественный анализ. Особенно важно учесть взаимное влияние энергетики и экономики. Для решения этой задачи наиболее целесообразно применить сценарный подход. В нашем понимании сценарий — точка сборки взаимосвязанных демографических, экономических, технологических, политических, социокультурных, экологических и энергетических трендов.

Мировые тренды развития

В долгосрочной перспективе мировая система развивалась по гиперболическому закону

(см. примечание), или в режиме с обострением [4, 6, 14]. Этим законом описывается динамика численности населения, ВВП, потребления энергии и пр. С 1960 г. началось изменение режима роста мировой системы и выход из режима с обострением.

Примечание: 1 Гиперболический рост описывает динамику системы, при которой не только абсолютные, но и относительные темпы роста определенного параметра увеличиваются по мере роста самого показателя.

Гиперболический рост мировой системы не является однородным. Длительные периоды сравнительно устойчивого развития (фазы развития) разделены короткими периодами фазовых переходов, когда меняется режим роста и сама основа развития социума. При этом помимо успешного фазового перехода возможны сценарии фазовой стагнации и фазовой катастрофы.

Динамика мировой системы в 1800-1970 г. определялась очередной фазой долгосрочного гиперболического роста – индустриальной. В рамках индустриальной фазы наблюдались несколько волн роста, разделенных острыми кризисами, которые сопровождались сменой парадигмы развития. Это кризис начала 1930-х гг., кризис начала 1970-х гг. и кризис конца 2000-х гг. (аналогичная динамика наблюдалась и в 19 веке; по-видимому, она связана с длинными циклами экономической конъюнктуры Кондратьева – Шумпетера) [3, 8].

Кризис начала 1930-х гг. привел к тому, что резко усилилось государственное воздействие на экономику в США, Германии и СССР. Этот процесс совпал с ускоренной индустриализацией и резким ростом спроса на электрическую энергию для промышленности и нефтяное моторное топливо.

Кризис начала 1970-х гг. был вызван переходом США и Западной Европы к постиндустриальному развитию и окончанием «холодной войны». Резко активизировалось частное предпринимательство, произошла либерализация и монетизация мировой экономики, на смену кейнсианскому регулированию пришло монетаристское. Одновременно ускорилось развитие атомной энергетики, возрос спрос на газ как топливо для энергетики, обслуживающей в том числе мелкий и средний бизнес и жилищно-сервисную сферу.

Индустриальное развитие ограничено пределами экологической емкости Земли по параметрам потребления ресурсов и производства отходов. Его продолжение приводило выходу мировой системы к выходу за пределы роста.

Примечание: Количественные оценки пределов роста, данные Римским клубом, спорны. Принципиальное наличие экологических ограничений не вызывает сомнений, но они зависят от фазы развития и могут быть значительно отодвинуты технологическим прогрессом.

Кризис 1970-х гг. был разрешен переходом к постиндустриальной фазе развития тремя путями – глобализация, информатизация и либерализация [1,5]. Ключевые показатели мировой динамики после 1970 г. резко изменились. Темпы экономического роста снизились с 4-5% в год в 1945-1970 гг. до 3% в год в 1970-2010 гг. Темпы роста потребления энергии снизились с 5% в год до 2% и менее. Темпы роста населения начали упали с 2,0% до 1,3%. Но в 2000-е гг. произошло исчерпание потенциала глобализации, информатизации и либерализации. Кризис не был полностью преодолен, и это было вскрыто в ходе глобального финансово-экономического кризиса 2008-2009 гг.

Кризис конца 2000-х гг. был обусловлен кризисом «виртуальной экономики» и спекулятивного мирового рынка «бумажных» активов (включая нефтяной фъючерсный рынок), угрозой глобального потепления. Возникла необходимость очередной смены парадигмы развития. Это потребовало усиления роли государства, перехода основных углеводородных ресурсов под контроль национальных нефтегазовых компаний (вместо доминирования транснациональных компаний), развития принципов регионального самообеспечения и национальной энергетической безопасности, интенсификации энергосбережения и развития ВИЭ.

Каждый кризис вызывал изменение динамики мировой энергетики, которая сходила с устойчивой траектории экспоненциального роста, характерной для докризисного периода (1945-1970, 1980-2005 гг.). В ходе кризиса темпы роста мирового энергопотребления снижались и могли становиться отрицательными, а после кризиса формировалась новая устойчивая траектория экспоненциального роста.

В перспективе 2010-2050 гг. неизбежно произойдет выход из режима индустриального роста в развивающихся странах. Мировая индустриальная система может существовать только в рамках модели Центр – Полупериферия – Периферия [2]. По мере индустриализации развивающихся стран сохранение лидерства индустриального Центра становится невозможным. Если кризиыс 1930-х гг. и 1970-х гг. имели своей предпосылкой исчерпание доступного пространства для получения ресурсов индустриальными странами, а кризис 2000-х гг. – доступного пространства для размещения прозводства, то кризис 2030-х гг. будет обусловлен исчерпанием рынков сбыта. Это требует от Центра перехода на новую фазу развития. Кризис перехода к новой фазе развития ожидается после 2030 г.

Сценарии мирового развития

Кризис индустриальной фазы развития в может происходить в трех вариантах: инерционный сценарий (реализация фазовой катастрофы), стагнационный сценарий (реализация фазовой стагнации), инновационный (реализация фазового перехода).

Инерционный сценарий предполагает продолжение постиндустриальной фазы и острый кризис после 2030 г. из-за достижения пределов роста индустриальной фазы. Для энергетики инерционный сценарий предполагает расширение индустриальной энергетики в развивающихся странах при медленном развитии постиндустриальной энергетики в развитых странах. В результате неизбежен быстрый рост спроса на ископаемое топливо всех видов, рост противоречий на этой почве, ухудшение экологической ситуации.

Стагнационный сценарий предполагает управляемое развитие вблизи пределов роста индустриальной фазы через экологическую парадигму и создание информационного общества, что может быть устойчиво только при значительном замедлении темпов развития и завершится кризисом 2030 г. Темпы энергетического роста в развивающихся странах будут существенно ниже.

Инновационный сценарий предполагает преодоление пределов роста индустриальной фазы и переход к новой фазе к 2030 г. Ключевой чертой новой фазы развития должно стать комплексное развитие человека и связанных с ним технологий – биологических, информационных, социальных, когнитивных [7]. Инновационный сценарий предполагает формирование энергетики нового типа в развитых странах и в некоторых лидирующих развивающихся странах.

Технологические тренды

Анализ технологических трендов показывает, что мировая энергетика стоит на пороге энергетической революции [12], содержанием которой является переход от индустриальной энергетики к постиндустриальной. Индустриальная энергетика основана на сжигании ископаемого топлива, транспортируемого на большие расстояния, и на потреблении больших объемов энергии при сравнительно слабом управлении энергетическими потоками («силовая энергетика»). Постиндустриальная энергетика основана на энергии возобновляемых источников энергии (а также, возможно, атомной энергетике), децентрализации энергии, эффективном использовании сравнительно небольших потоков энергии («умная энергетика») [19, 21]. Основные направления энергетической революции — повсеместное распространение технологий энергосбережения, интеграция энергетики в техносферу, распространение ВИЭ, децентрализация энергетики, создание «умных сетей» и энергоинформационных систем, «энергоэффективный дом» и «энергоэффективный город».

Ресурсные и экологические ограничения

Экологический фактор в настоящее время является одним из ключевых в развитии энергетики. В рамках Киотского протокола и пост-Киотских соглашений, национального экологического законодательства создаются правовые и экономические механизмы, которые стимулируют процесс перехода к энергетике нового типа. В инерционном сценарии объемы потребления ресурсов и производства отходов будут быстро нарастать, что после 2030 г. приведет к 3 острому кризису. В стагнационном сценарии давление социума на окружающую среду будет снижаться за счет применения правовых механизмов снижения энерго- и ресурсоемкости развития. В инновационном сценарии потребление ресурсов и производство отходов может быть радикально снижено за счет комплекса новых технологий в энергетике.

Энергетические тренды

Тренды развития мировой энергетики определяются наложением двух процессов – быстрого роста индустриальной энергетики (и потребления ископаемого топлива) в развивающихся странах и постепенного перехода развитых стран к постиндустриальной энергетике. Лидером роста индустриальной энергетики, безусловно, является Китай. За 2000-2009 гг. потребление энергии в стране возросло в 2,15раза, в том числе угля – в 2,15 раза, нефти – в 1,8 раза, природного газа – в 3,3 раза, электроэнергии – в 2,75 раза. В развивающихся странах в целом за 2000-е гг. потребление энергии выросло на 66%, в то время как в развитых странах – только на 5%.

В нефтяной отрасли в 2000-е гг. главной тенденцией был быстрый рост спроса в развивающихся странах при спаде спроса в странах ОЭСР (с 2006 г.). В условиях истощения месторождений с благоприятными условиями добычи это стало предпосылкой быстрого роста цен на нефть. В газовой отрасли наблюдались, по существу, аналогичные процессы, а также быстрая интеграция мирового газового рынка. В угольной отрасли контраст между развитыми и развивающимися странами был еще более ярким. В 2000-2009 гг. 92,5% прироста мирового потребления угля пришлось на Китай.

Наиболее заметным признаком постиндустриального развития стал бум в сфере возобновляемой энергетики [16]. С 2000 по 2009 г. мировая мощность ветровых электростанций возросла с 18 до 160 ГВт, солнечных ФВ-станций — с 1,8 до 22,9 ГВт. К 2008-2009 гг. ВИЭ вышли на первое место в приросте мощностей в мире (40% в 2009 г.). Наряду с ВИЭ в электроэнергетике, настоящий бум пережили в 2000-е гг. мировые углеродные рынки. Их объем к 2009 г. достиг 120 млрд долл. в год, увеличившись за 10 лет в 10 раз [15]. Инвестиции в «умные сети» достигли к 2009 г. 21 млрд долл. в США и 69 млрд долл. в мире. Объем рынка энергосервисных услуг в США и ЕС достиг 4-5 млрд долл. В строительстве значимую долю стало составлять строительство по стандартам энергоэффективности (LEED в США, BREEAM в Европе) и экологической безопасности.

Инерционный (углеводородный) сценарий

Основной предпосылкой инерционного сценария является прохождение развивающимися странами материалоемкого этапа индустриализации. Фронтальный рост потребления энергоресурсов всех видов в большинстве развивающихся стран приведет к резкому росту напряженности топливно-энергетического баланса. Наиболее напряженное положение сложится в нефтяной отрасли, где растущий спрос столкнется с существенными ограничениями со стороны предложения. Усилится тенденция к концентрации добычи нефти на Ближнем Востоке. Продолжится освоение ряда месторождений со сложными условиями добычи (Арктика, глубоководный шельф, тяжелые нефти и пр.). Это приведет к росту предельных издержек и цен, а также к снижению уровня энергетической безопасности. «Геополитика нефти» по-прежнему будет играть чрезвычайно значимую роль. Схожие процессы будут происходить в мировой газовой промышленности. «Геополитика газа» станет для многих стран не менее важной, чем геополитика нефти. В угольной отрасли, как и в 2000-е гг., основная часть роста будет сосредоточена в Китае. Китай и Индия могут перейти к импорту угля. В атомной энергетике ожидается инерционный рост к 2050 г. в рамках существующей технологической основы (реакторы 2+ и 3 поколения на тепловых нейтронах). Потребности в уране будут расти, а урановый баланс станет напряженным.

Возобновляемая энергетика покажет максимальные темпы роста по сравнению с другими отраслями. Рост ВИЭ до 2015 г. будет происходить за счет ГЭС и береговых ВЭУ. В 2015-2030 гг. к лидерам роста добавятся биомасса и морские ВЭУ. Выработка солнечной энергии будет быстро увеличиваться, но ее доля будет мала. Возобновляемая энергетика к 2030 г. будет составлять 7% мирового потребления первичной энергии, а к 2050 г. – 10%. Этого будет недостаточно для энергетической революции.

Основные изменения в мировой энергетике будут геополитическими. Развивающиеся страны станут крупнейшими импортерами всех видов ТЭР, при этом их зависимость от импорта будет выше уровня развитых стран. Основные риски мировой энергетики будут связаны с тремя факторами:

1) нестабильность и вооруженные конфликты на Ближнем Востоке и в Центральной Азии;

2) угрозы морским путям транспортировки;

3) борьба между государствами за доступ к энергетическим ресурсам.

Стагнационный (возобновляемый) сценарий

Основной предпосылкой стагнационного сценария является трансферт существующих технологий в развивающиеся страны с целью снижения энергоемкости процесса индустриализации.

Потребление нефти продолжит свой рост, но оно будет существенно более медленным, чем в инерционном сценарии (на 10% к 2010 г. по сравнению с 30%). Структура мирового автопарка к 2050 г. претерпит существенные изменения. Главным трендом будет развитие всех существующих альтернатив нефтепродуктам и двигателю внутреннего сгорания. Пониженное потребление нефти приведет к меньшей концентрации добычи на Ближнем Востоке, повышенному уровню самодостаточности ряда регионов-импортеров, меньшей геополитической напряженности. Спад напряженности на нефтяном рынке станет долгосрочной предпосылкой снижения цен на нефть. В мировой газовой промышленности рост потребления также окажется существенно ниже, чем в инерционном сценарии. «Геополитика газа» будет играть гораздо меньшую роль, чем в инерционном сценарии.

Если в инерционном сценарии ожидался значительный рост угольной отрасли (к 2050 г. – более чем на 30%), то в стагнационном сценарии мировое потребление угля существенно упадет. В атомной энергетике в стагнационном сценарии ожидается устойчивый нисходящий тренд, отрасль сократится практически в 2 раза. Предпосылками для этого будут высокая стоимость и продолжительность строительства, стагнация технологического уровня, сохраняющиеся проблемы радиационной безопасности.

Возобновляемая энергетика будет расти существенно быстрее инерционного сценария. Доля ВИЭ к 2050 г. достигнет 21% мирового первичного потребления энергии. В возобновляемой энергетике в 2030 г. г. будет преобладать ветровая энергетика (72%), но к 2050 г. ее доля снизится до 60% за счет опережающего роста производства электроэнергии из биомассы и солнечной энергетики.

В результате основные изменения в мировой энергетике будут регулятивными Сложится сложная система регулирования мировой энергетики, включающая глобальные и локальные климатические соглашения, климатические налоговые и таможенные тарифы, технологические стандарты.

Инновационный (возобновляемо-атомный) сценарий

Основной предпосылкой инновационного сценария является переход к новой фазе развития в лидирующих странах, что окажет значительное индуктивное влияние и на процесс индустриализации развивающихся стран, делая его значительно менее энергоемким.

Потребление нефти до 2020 г. стагнирует, а затем начинает снижаться. К 2050 г. снижение достигает почти 30% от современного уровня. Структура производства автомобилей и мирового автопарка к 2050 г. претерпит радикальные изменения. Главным трендом будет развитие гибридов и электромобилей. Сворачивается добыча в районах с наиболее сложными условиями и наиболее высоким уровнем издержек, что приводит к снижению предельных издержек, а в сочетании со спадом спроса – к долгосрочному и глубокому падению цен. Ожидается концентрация добычи на Ближнем Востоке с его низкими издержками, но геополитическое значение нефтяной отрасли все равно снизится, а ее использование как инструмента политического давления станет невозможным.

Динамика газовой отрасли будет аналогична динамике нефтяной отрасли. Спад спроса приведет к формированию «рынка покупателя». «Геополитика газа» будет играть минимальную роль. Динамика угольной отрасли аналогична стагнационному сценарию – стагнация до 2030 г. и существенный спад к 2050 г. (до 47% к современному уровню).

В атомной энергетике в инновационном сценарии, напротив, ожидается прорыв. К 2030 г. атомная энергетика может возрасти вдвое, а к 2050 г. – вчетверо по сравнению с современным уровнем. Основой такого роста станет ускоренный переход на стандартные реакторы 3 и 4 поколения, а также на реакторы на быстрых нейтронах. Это позволит решить урановую проблему и проблему отработанного ядерного топлива.

Возобновляемая энергетика будет расти быстрее, чем в двух других сценариях. Она возрастет к 2030 г. по сравнению с уровнем 2010 г. в 9 раз, а к 2050 г. – в 26 раз (без учета биомассы и большой гидроэнергетики). Доля ВИЭ в производстве электроэнергии в мире возрастет с 2,6% в 2010 г. до 27,1% в 2030 г. и 48,8% в 2050 г. В структуре возобновляемой энергетики в 2030 г. будет преобладать ветровая энергетика (70%). К 2050 г. ее доля сократится до 47% за счет роста доли солнечной энергетики (35%). Ожидается радикальное удешевление солнечной энергетики.

В инновационном сценарии электроэнергетика растет максимальными темпами, что приближает мировую энергетику к состоянию «электрического мира». Доля электроэнергии в мировом конечном энергопотреблении в инновационном сценарии вырастет с 21,7% в 2010 г. до 28,6% в 2030 г. и 36,8% в 2050 г. К 2050 г. развивающиеся страны достигают современного стандарта энергопотребления (5000 кВт-ч на человека в год). Но снижение количественных различий сопровождается ростом качественных различий. После 2030 г. в лидирующих странах начнется формирование энергетических систем нового поколения, основанных на технологиях «умных сетей».

В результате основные изменения в мировой энергетике будут технологическими, а регулятивные и геополитические факторы отступят на задний план. Сложится энергетика нового типа – постиндустриальная. Фактически энергетический рынок станет рынком услуг, а затем и технологий, а не товаров.

Риски и возможности для России

Рассмотренные выше сценарии развития мировой энергетики создают для России как значительные риски, так и новые возможности. В инерционном сценарии набор рисков будет традиционным: угрозы конкурентной борьбы на мировых энергетических рынках, геополитическое соперничество за контроль над районами добычи и путями транспортировки энергоносителей, угрозы национальному суверенитету, терроризм и локальные конфликты, техногенные аварии, риски технологического отставания российской энергетики от мирового уровня, моральное и физическое старение оборудования. Эти риски находятся в поле государственной энергетической политики и в той или иной степени преодолеваются. Также реализуются заложенные в этом сценарии возможности наращивания экспорта энергоносителей, особенно в страны Азии.

Но стагнационный и инновационный сценарии содержат в себе принципиально новые вызовы, которые практически не учитываются в современной государственной энергетической политике. В стагнационном сценарии это вызов климатических изменений и климатической политики. Россия пока не принимает достаточных мер для перехода к неуглеродной энергетике, что делает ее позиции в системе мирового климатического регулирования весьма уязвимыми (системы квот на выбросы, штрафы за их превышение, снижение экспорта ископаемого топлива, возможные тарифные и нетарифные ограничения на поставки углеродоемкой продукции и пр.). С другой стороны, Россия не почти использует потенциал углеродных рынков, в частности проектов совместного осуществления в рамках Киотского протокола. В России весьма слабо развивается индустрия возобновляемых источников энергии, энергосервисных и энергосберегающих услуг, несмотря на их значительный рыночный потенциал.

Наконец, инновационный сценарий создает крайне серьезный риск глубокого технологического отставания. Развитие энергетики в России и государственная политика в этой области, включая Энергетическую стратегию России на период до 2030 г., выдержаны в духе индустриальной энергетики и ориентированы на наращивание добычи ископаемого топлива и энергетических мощностей. Недостаточное внимание уделяется ключевым направлениям в создании энергетики нового типа – «умным сетям», управлению энергопотреблением и энергоинформационным системам, технологическому энергосбережению, децентрализации энергоснабжения. Между тем инновационный потенциал России позволяет использовать возможности этого сценария для радикального повышения эффективности национальной экономики и энергетики.

Для преодоления вызовов будущего и реализации заложенных в нем возможностей необходима корректировка государственной энергетической политики с ориентацией на перспективу создания энергетики постиндустриального типа. Для этого необходимо, с одной стороны, ограничить отраслевой лоббизм со стороны отраслей индустриальной энергетики, а с другой – создать благоприятные условия для развития ее новых направлений.

Литература:

1. Белл Д. Грядущее постиндустриальное общество. М., 1999.

2. Валлерстайн И. Миросистемный анализ. М.: Издательский дом «Территория будущего», 2006.

3. Глазьев С.Ю. Теория долгосрочного технико-экономического развития. — М.:ВлаДар.

4. Капица С.П. Парадоксы роста: Законы развития человечества. М., 2010.

5. Кастельс М. Информационная эпоха: экономика, общество и культура. М., 2000.

6. Коротаев А. В., Малков А.С., Халтурина Д.А. Законы истории. Математическое моделирование развития Мир-Системы. Демография, экономика, культура. М., 2007.

7. Переслегин С.Б.. Новые карты будущего. М., 2009.

8. Шумпетер Й. Теория экономического развития (Исследование предпринимательской прибыли, капитала, кредита, процента и цикла конъюнктуры): пер. с англ. — М.: Прогресс, 1982.

9. BP Statistical Review of World Energy 2010.  London: British Petroleum, 2009.

10. Meadows D. H., Meadows D. L., Randers J., Behrens W. The Limits to Growth. NY, 1972.

11. Energy for 2050: Scenarios for a Sustainable Future. – IEA, 2003.

12. Energy Technology Perspectives. IEA 2006, 2008, 2010.

13. International Energy Outlook 2009. Energy Information Administration. Office of Integrated Analysis and Forecasting U.S. Department of Energy. Washington, DC, 2009.

14. Maddison A. The World Economy: Historical Statistics. OECD Development Centre, Paris, 2003.

15. Point Carbon. www.pointcarbon.com

16. Renewables Global Status Report 2009. RNE21, 2010.

17. Shell energy scenarios to 2050. — Shell International BV, 2008.

18. The global energy [r]evolution 2010. Greenpeace, 2010.

19. The Modern Grid Initiative: Modern Grid v2.0 Powering Our 21st-Century Economy. — United States Department of Energy, National Energy Technology Laboratory, 2007.

20. Vision 2050. The new agenda for business. — WBCSD, 2009.

21. Vision and Strategy for European Electricity Networks of the future. — European Commission, 2006.

23. World Energy Outlook 2009. – Paris: International Energy Agency, 2009.

Энергетика в ХХ веке стала одним из основных объектов прогнозирования. Проблемы долгосрочного развития энергетики предельно актуальны для развития человечества. Уже сейчас важно определить грядущие изменения в структуре мировой энергетики и начать готовиться к тому, что традиционные источники энергии утратят свою ведущую роль. Что придет им на смену? Какими же будут основные параметры развития энергетики мира через 100 лет?

От гаданий к научным обоснованиям

Предсказатели, гадатели, астрологи и результаты их «творчества» всегда привлекали к себе особое внимание общества. С древних времен люди считали необходимым проконсультироваться о своем будущем со «специалистами». В наше время прогнозирование стало наукой, ей занимаются серьезные научные центры и делают это на основе развитой методологии [1, 2, 3].

С научной точки зрения исследования отдаленного будущего (до 100 лет) имеют преимущественно познавательный характер, однако чем ближе срок прогноза, тем более прагматические задачи он решает. Необходимая глубина прогноза зависит от конкретных исследуемых проблем.

Энергетика в ХХ веке стала одним из основных объектов планирования и прогнозирования, и к настоящему времени в мире накоплен значительный опыт исследований ее будущего развития. Проблема исследования будущего мировой энергетики состоит в том, что необходимо учесть сложный комплекс факторов: тенденции развития мировой экономики и мировой энергетики, технологические, ресурсные и экологические факторы, политические и социокультурные проблемы, а также их взаимное влияние. Необходимо также сочетать количественный и качественный анализ наметившихся и перспективных тенденций. Особенно важно учесть взаимное влияние энергетики, экономики и экологии.

Мировая энергетика и энергетические революции

Энергетика, как и другие сектора экономики, развивается на основе цикличных закономерностей, и в ее динамике отражаются все фазы долгосрочных и сверхдолгосрочных циклов (зарождение, освоение, расцвет, стагнация, кризис), смена технологических укладов (примерно раз в полвека) и технологических способов производства (раз в несколько столетий).

Энергетические революции происходят регулярно. Так, в XVIII веке произошел переход от использования ручного труда, тягловой энергии домашних животных и дров к углю и паровым двигателям, сопровождающих начало и расцвет промышленной революции в Европе и переход от феодализма к капитализму. Динамика мировой системы в 1870-1970 гг. определялась очередной фазой долгосрочного роста – индустриальной. В рамках индустриальной фазы наблюдались несколько волн роста, разделенных острыми кризисами, которые сопровождались сменой парадигмы развития. Параллельно шли процессы последовательного освоения использования нефти в качестве моторных топлив, развития электроэнергетических систем, освоения ядерной энергии. Сегодня в мире продолжается рост использования газового топлива (рис. 1).

В настоящее время на долю нефти в мировом потреблении первичных энергетических ресурсов (ПЭР) приходится 34%, угля – 30%, газа – 24%, гидроэнергии – 6%, атомной энергии – 5%, возобновляемых источников энергии (ВИЭ) – 1% (рис. 2). Как видим, основой мировой энергетики до сих пор остаются ископаемые виды топлива, нефть, уголь и газ.

По мнению большинства специалистов, в начале XXI в. началась постепенная, глубокая трансформация мировой энергетики, закладываются основы энергетической революции постиндустриально-ноосферного типа. Необходимость перемен в энергетике объясняется тем, что на сегодняшний день уже исчерпаны или серьезно истощены лучшие месторождения ископаемого топлива — фундамента современной энергетики. В результате значительно возросла стоимость ископаемого топлива.

Глобальный энергетический кризис будет нарастать и углубляться, а ископаемое топливо непрерывно дорожать, что расширит экономические возможности использования альтернативных, возобновляемых источников энергии и увеличит их долю в структуре энергопотребления. На рисунке 3 приведен прогноз структуры потребления ПЭР в мире, подготовленный компанией Exxon Mobil Corporation в 2008 г. Как видно из рисунка, к 2050 г. произойдет сокращение использования нефти до 20% от суммарного потребления ПЭР в мире. Также сократится потребление угля и газа. Наиболее динамично будут развиваться такие ВИЭ, как солнечная, ветровая энергия и энергия биомассы.

Подлинная энергетическая революция развернется в середине XXI в. На рисунке 4 представлены результаты прогноза, проведенного для Межгосударственной панели по изменению климата ООН. В этом сценарии развития мировой энергетики предполагается, что радикально изменится структура первичных источников энергии: за счет ядерной энергии и возобновляемых источников энергии еще больше сократится доля нефти и других ископаемых видов топлива. Более того, к концу XXI века они могут обеспечивать более половины потребления ПЭР в мире.

Переворот охватит и сферу энергопотребления, в результате ее темпы роста будут продолжать снижаться, а к концу века абсолютные объемы мирового энергопотребления начнут сокращаться. Можно дискутировать с авторами этого прогноза о периодах достижения пиков и скорости спада в использовании нефти, газа и угля, однако это не может изменить главного вывода о переходе на принципиально новую структуру энергетического баланса мировой энергетики.

В результате обозначенных перемен появится возможность преодолеть нарастающий глобальный экологический кризис, причиной которого является загрязнение атмосферы стационарными (предприятия) и индивидуальными (транспорт) энергоустановками.

Только значительное сокращение объемов использования ископаемого топлива позволит с 2040 — 2050 гг. постепенно уменьшать загрязнение атмосферы.

Новые энергетические технологии

Для того, чтобы обеспечить рассмотренные выше изменения в структуре источников мировой энергетики, необходим переход на новые энергетические технологии.

Эксперты определяют два «закона успеха» для энергетических технологий:

1. Стадия разработки
   Эта стадия занимает 30 лет, в течение которых наблюдается тысячекратный рост, необходимый для того, чтобы, начиная с опытно-промышленных масштабов, достичь 1 — 2% мирового суммарного потребления первичной энергии (устойчивый темп роста – 26% в год);
2. Стадия развития
   После первой стадии внедрение технологий происходит более последовательно, определяя их окончательную нишу в структуре энергетики.

В таблице 1 представлены основные направления развития энергетических технологий, наиболее актуальных к середине XXI века.

Во второй половине XXI века наряду с обозначенными выше технологиями, которые, как предполагается, будут играть преобладающую роль в мировой энергетике, появится необходимость в новых «инновационных» технологиях, которые в настоящее время только обсуждаются в научных кругах.

На начало 2010-х годов обозначилось порядка десяти перспективных подходов развития принципиально новой энергетики. В одних областях поиска уже получены определённые практически значимые результаты, в других — исследования ведутся на уровне лабораторных или полупромышленных моделей.

Широкое внимание как одно из перспективных направлений развития мировой энергетики привлекает водород. Использование водорода в качестве средства аккумулирования, транспортировки и потребления энергии лежит в основе водородной энергетики. Развитие данной отрасли позволяет применять водород в производстве и для нужд транспортной инфраструктуры.

Кроме того, следует упомянуть управляемый термоядерный синтез (УТС). В основе УТС лежит процесс слияния легких атомных ядер, происходящий с выделением энергии при высоких температурах в регулируемых, управляемых условиях. Ожидаемое экономическое использование термоядерных реакторов для выработки электроэнергии будет обеспечено безграничным запасом общедоступного топлива (водорода). Добыча его легко может быть обеспечена из морской воды. Отсутствие продуктов сгорания и невозможность неуправляемой реакции синтеза — другие положительные стороны УТС.

Развитие энергетических технологий во второй половине текущего столетия может быть связано и с дальнейшим освоением космического пространства. В этот период при определённых условиях может быть реализован ряд проектов по созданию космических энергетических систем, утилизирующих солнечную энергию и передающих ее на Землю с использованием сверхвысокочастотного (СВЧ) или микроволнового излучения. Предполагается, что основой этой системы буду солнечные энергетические спутники на геостационарной орбите мощностью порядка 5 ГВт и лунная энергетическая система мощностью 20 000 ГВт. Еще один крупномасштабный проект предполагает добычу на Луне гелия–3 с перевозкой его на Землю и использованием затем в термоядерных реакторах. При всей кажущейся фантастичности энергетических проектов, связанных с космосом, следует напомнить об инициативе руководства российской космической корпорации «Энергия». В 2006 – 2007 гг. оно активно продвигало идею создания лунной станции и начала работ по добыче гелия–3 уже в 2015 – 2020 гг. Реализация проекта не получила поддержки из–за отсутствия технологий использования гелия–3 в малых ядерных реакторах.

Имеются и другие наработки в области перспективных источников энергии. Экспертная группа ИГСО, например, видит перспективными следующий набор энергетических технологий:

• установки для нагрева жидкости — вихревые теплогенераторы (существуют и другие названия этих установок);
• «холодный ядерный синтез»;
• магнитомеханический усилитель мощности;
• индукционные нагреватели;
• двигатели без выброса массы;
• напряженные замкнутые контуры;
• энергоустановки на основе динамической сверхпроводимости;
• атмосферная электроэнергетика.

Риски и возможности для России

Рассмотренные выше перспективы развития мировой энергетики создают для России как значительные риски, так и новые возможности.

Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. предусматривает различные сценарии развития мировой энергетики и возможности для адаптации к ним [4]. Однако более отдаленное будущее предполагает принципиально новые вызовы, которые практически не учитываются в современной государственной энергетической политике. Например, это неотвратимость климатических изменений и потребность в соответствующей климатической политике. Россия пока не принимает достаточных мер для перехода к неуглеродной энергетике, что делает ее позиции в системе мирового климатического регулирования весьма уязвимыми (системы квот на выбросы, штрафы за их превышение, снижение экспорта ископаемого топлива, возможные тарифные и нетарифные ограничения на поставки углеродоемкой продукции и пр.). В России весьма слабо развивается индустрия возобновляемых источников энергии, энергосервисных и энергосберегающих услуг, несмотря на их значительный рыночный потенциал.

Имеется крайне серьезный риск глубокого технологического отставания. Развитие энергетики в России и государственная политика в этой области выдержаны в духе индустриальной энергетики и ориентированы на наращивание добычи ископаемого топлива и энергетических мощностей. Недостаточное внимание уделяется ключевым направлениям в создании энергетики нового типа – «умным сетям», управлению энергопотреблением и энергоинформационным системам, технологическому энергосбережению, децентрализации энергоснабжения.

Переход мира на неуглеродные виды энергии ставит под вопрос источники доходов в бюджеты страны, которые в значительной мере зависят от экспорта углеводородов.

Для преодоления вызовов будущего и реализации возможностей, заложенных в нем, необходима корректировка государственной энергетической политики с ориентацией на перспективу создания энергетики постиндустриального типа.

Заключение

Развитие человечества в XXI веке столкнется с необходимостью проведения радикальных преобразований в сфере энергетики. В период до 2100 г. произойдет радикальная перестройка структуры мирового энергетического баланса. Традиционные источники энергии (нефть, газ, уголь) перестанут играть доминирующую роль и уступят место неуглеродным видам энергии. Многократно возрастет значение новых технологий, основы развития которых надо закладывать уже сейчас. Для России это означает необходимость смены приоритетов в развитии энергетики уже в ближайшем будущем.

1. Energy in a finite world: a global system analysis/ W. Hafele. – Cambridge Massachusetts: Ballinger Publ. Comp., 1981.

2. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию/ Л.С. Беляев и др. Наука – Новосибирск, 2000.

3. World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability. IIASA, 2002.

4. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. МЭ РФ, 2009.