Глобальный энергетический переход что это
Энергетический переход: Россия в глобальной повестке
Алексей КУЛАПИН
Генеральный директор ФГБУ «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России, д. х. н.
Тренд на энергетический переход
Само по себе понятие «энергетический переход» не ново, и означает структурное преобразование глобального энергетического баланса с сокращением доли определенного вида топлива на 10 % за 10 лет.
За всю свою историю человечество уже пережило три этапа трансформации ТЭК: первым стал переход от биомассы к углю, вторым – от угля к нефти и, наконец, от нефти к газу. Сейчас мы стоим на пороге четвертой энергетической революции, ключевой особенностью которой является наращивание использования низко- и безуглеродных источников энергии, в частности ВИЭ.
Среди основных драйверов, способствующих очередным изменениям: стремление развитых стран к декарбонизации мировой экономики и их желание снизить свою зависимость от поставок энергоресурсов из-за рубежа.
Только в прошлом году, по оценке Bloomberg New Energy Finance (BNEF), общий уровень инвестиций в энергетический переход составил рекордные 501,3 млрд долларов. Примечательно, что среди всех стран мира наибольший прирост приходится именно на Европейский союз: +67 % к 2019 году. Одновременно с этим в Китае и в США наблюдается сокращение финансирования энергетического перехода на 12 и 11 % к 2019 году соответственно.
Наибольший уровень инвестиций пришелся на сектор возобновляемой энергетики – 303,5 млрд долларов. Для ВИЭ – это второй по величине показатель финансирования за всю историю после максимальных 313,3 млрд долларов США в 2017 году.
Рост мировых мощностей ветровой и солнечной энергетики на более чем 200 ГВт в год уже стал новой нормой. Согласно докладу Net Zero by 2050, выпущенному Международным энергетическим агентством (МЭА) в 2021 году, к 2030 году для достижения целей углеродной нейтральности суммарный ввод ВЭС и СЭС должен составить около 1000 ГВт, что эквивалентно ежедневной установке крупнейшего в мире солнечного парка. К 2050 году на крышах домов должно быть установлено около 240 млн солнечных панелей. Для сравнения, в 2020 году количество таких объектов микрогенерации в домохозяйствах насчитывало порядка 25 миллионов.
Энергетический переход для всех?
Ведущие мировые эксперты сходятся в одном: для достижения к 2050 году заявленных целей по декарбонизации мировой экономики объем инвестиций в «зеленую» энергетику к 2030 году должен, как минимум, утроиться и составить около 4 трлн долларов. Даже для развитых экономик заявленные объемы вложений сегодня кажутся маловероятными.
Вместе с тем в ряде развивающихся стран Африки и Азии до сих пор не решен вопрос борьбы с энергетической бедностью. По подсчетам ООН, в 2019 году порядка 759 млн человек по всему миру не имело доступа к электроэнергии. Положение усугубляет пандемия новой коронавирусной инфекции COVID‑19, последствия которой в будущем могут препятствовать прогрессу в электрификации. Ожидается, что к 2030 году без электричества в мире может остаться еще 660 млн человек. Смогут ли себе позволить в перспективе ближайших нескольких десятилетий такие государства строительство и эксплуатацию объектов генерации на основе ВИЭ в необходимых для покрытия энергетических потребностей и обеспечения роста экономики количествах – большой вопрос.
Дело – в технологиях
Основным аргументом сторонников скорейшего энергетического перехода и полного отказа от ископаемых источников энергии остается доступность энергии ветра и солнца практически в любой точке земного шара.
Наряду с этим в текущих условиях технологического развития ключевым барьером расширения использования возобновляемой энергетики является нестабильность выработки, связанная с изменчивостью погодных условий. Решить сложившуюся ситуацию призваны накопители энергии, которые позволят компенсировать ее нехватку в пиковые часы потребления, во время штиля или при отсутствии солнца.
Несмотря на то, что разработка пилотных образцов таких накопителей ведется достаточно давно, в промышленное применение они так и не поступили.
Ветряная турбина в Сент-Пазане, Франция
Источник: altitudedrone / Depositphotos.com
До появления систем хранения энергии покрывать недостающую генерацию все еще приходится за счет традиционных электростанций, что может негативным образом сказываться на стоимости электроэнергии для потребителей.
Еще одним вызовом для возобновляемой энергетики является отсутствие эффективных технологий утилизации отработавших свой срок солнечных станций и ветрогенераторов. В настоящее время, когда развитие возобновляемой энергетики только набирает обороты, а количество компонентов, требующих замены, достаточно мало, в большинстве случаев вопрос решается ремонтом вышедшего из строя оборудования и его дальнейшей перепродажи в развивающиеся страны. Но уже через пару десятков лет вопрос встанет ребром. По данным BNEF, только в Европе к 2038 году объем отработанных лопастей ветроэлектрических станций составит 300 тыс. тонн, а количество требующих переработки фотоэлектрических модулей к 2050 году во всем мире достигнет 78 млн тонн.
Необходимость дальнейшего развития технологий возобновляемой энергетики признается и в докладе Net Zero by 2050. При этом МЭА отмечает, что наибольшее сокращение эмиссии парниковых газов к 2050 году связано с развитием технологий, которые сегодня находятся на уровне прототипов, а для их выхода на коммерциализацию потребуется массовое развертывание всех доступных сегодня ресурсов.
Энергобезопасность во главе
Игнорировать энергетический переход нельзя. Однако надо помнить, что первостепенная задача глобального топливно-энергетического комплекса –бесперебойное обеспечение людей доступными и надежными энергоресурсами.
До тех пор, пока возобновляемая энергетика не сможет в полном объеме обеспечивать растущие потребности населения Земли, традиционная энергетика продолжит занимать доминирующее положение в мировой экономике.
Наряду с прогнозами безуглеродного развития, у МЭА есть и более консервативные сценарии, в которых потребление нефти и газа продолжает расти вплоть до 2040 года.
Ископаемые источники энергии также могут быть экологически нейтральными с учетом развития и применения современных технологий по улавливанию и утилизации выбросов, а принятие мер адаптации к изменениям климата позволит обеспечить необходимый уровень экологической безопасности при их добыче и транспортировке.
Газовоз «Энергетический прогресс», Находка
Источник: vladsv / Depositphotos.com
При этом главенствующая роль в энергетике будущего будет отводиться природному газу, в том числе СПГ, как наиболее экологически чистому источнику энергии. Согласно прогнозам МЭА, его мировое потребление может вырасти на 2 п. п. до 25 % к 2040 году.
Еще одним переходным источником энергии может стать водородная энергетика. И хотя сегодня среди мировых экспертов нет единого мнения о потенциальных объемах мирового рынка водорода – диапазон оценок глобального спроса на него к 2050 году колеблется в пределах от нескольких десятков миллионов до почти 700 млн тонн в год. В настоящее время в мире существует порядка 200 водородных проектов по всей цепочке создания стоимости. Если все эти проекты будут реализованы, по прогнозу Hydrogen Council&McKinsey, общие инвестиции в водород до 2030 года превысят 300 млрд долларов, что эквивалентно 1,4 % глобального финансирования энергетики.
Россия в энергетическом переходе
Несмотря на богатство нашей страны углеводородными источниками энергии, Россия поддерживает стремления мирового сообщества по борьбе с изменением климата. В 2016 году с российской стороны было подписано и в 2019 году принято Парижское соглашение по климату, а в рамках его реализации в ноябре 2020 года президентом Российской Федерации издан указ о сокращении выбросов парниковых газов.
Уже сегодня более 80 % выработки электроэнергии происходит на основе низко- и безуглеродных источников энергии: газа, атомных и гидроэлектростанций, ВИЭ. При этом Энергетической стратегией России на период до 2035 года предусмотрена дальнейшая диверсификация энергетического баланса с увеличением в нем доли «чистой» энергии.
Для этого в России наращиваются компетенции в возобновляемой энергетике и развиваются технологии производства водорода с прицелом на его использование внутри страны и для поставок на экспорт, ведется разработка накопителей энергии, стимулируются энергоэффективные практики, и переход компаний ТЭК на принципы наилучших доступных технологий.
Прошлый год стал уникальным для нашей страны: впервые объемы вводов генерирующих объектов на основе солнца и ветра превысили объемы ввода традиционной генерации. Для дальнейшего стимулирования расширения использования «зеленой» энергетики в начале июня 2021 года правительство утвердило механизмы поддержки отрасли до 2035 года.
В соответствии с документом, в период 2025–2035‑х годов предусмотрено выделение 360 млрд рублей, за счет которых может быть обеспечено строительство дополнительных 6,7 ГВт новой мощности ВИЭ.
Кроме того, определены новые правила и принципы проведения конкурсных отборов проектов: самое существенное из них состоит в переходе от практиковавшихся ранее отборов по принципу снижения заявленных затрат инвесторов к отбору по критерию минимизации комплексных показателей эффективности проектов ВИЭ, то есть, по сути – от объемных ограничений к стоимостным.
Способствовать развитию отечественных технологий возобновляемой энергетики призваны новые требования по локализации и экспорту основного оборудования в рамках проектов по ДПМ ВИЭ. Эти правила позволят объективно оценивать качество продукции соответствующей отрасли и обеспечить ее стимулирование к выходу на международные рынки сбыта.
Потенциальные объемы экспорта водорода из России могут составить 10–20 % от мирового рынка водорода или до 0,2 млн т в 2024 году, 2–7 млн т в 2035 году и 7,9–33,4 млн т в 2050 году
Предусматривается, что реализация указанных мер позволит, начиная с 2036 года, прекратить меры по субсидированию объектов ВИЭ с использованием механизмов оптового рынка электроэнергии и мощности и сделать российскую «зеленую» энергетику конкурентоспособной на внутреннем и мировых рынках.
Для создания в стране правовых условий развития микрогенерации в 2019 году был принят соответствующий закон, устанавливающий ключевые требования к таким объектам генерации и предоставляющий право их владельцам продавать излишки электроэнергии на розничных рынках.
Кармалиновская ВЭС, Ставропольский край
Источник: «НоваВинд»
Еще одним важным направлением работы Правительства России является развитие возобновляемой энергетики. В октябре прошлого года была утверждена соответствующая дорожная карта, направленная на увеличение производства и расширение сферы применения водорода в качестве экологически чистого энергоносителя, а также вхождение страны в число мировых лидеров по его производству и экспорту.
Потенциальные объемы экспорта водорода из России на мировой рынок, по экспертным оценкам Российского энергетического агентства Минэнерго России, могут составить 10–20 % от рынка международной торговли водородом или до 0,2 млн тонн в 2024 году, 2–7 млн тонн в 2035 году и 7,9–33,4 млн тонн в 2050 году, в зависимости от темпов декарбонизации мировой экономики и роста спроса на водород на мировом рынке.
Стратегические инициативы и ключевые меры по развитию водородной энергетики в России на среднесрочный и долгосрочный период определены в разработанной концепции развития отрасли.
В частности, документом предусматривается создание в стране научно-технической инфраструктуры – инжиниринговых центров и полигонов, главным направлением деятельности которых станет полный цикл создания технологий получения, хранения, транспортировки, применения водорода от уровня научных исследований до этапа их коммерциализации.
При этом одной из первостепенных задач должна стать разработка конкурентоспособных технологий производства водорода как из ископаемого сырья, в первую очередь природного газа, так и электролизом воды на базе атомных электростанций и объектов возобновляемой энергетики.
Способствовать созданию экспортно-ориентированного производства водорода и обеспечению его поставки на внутренний рынок будут региональные кластеры, которые могут быть организованы при активном участии центров инженерно-технологических компетенций.
Наряду с кластерами для формирования локальных рынков планируется организация производства низкоуглеродного водорода на экспортно-ориентированных промышленных предприятиях, использующих такое топливо в процессе производства продукции, создание полигонов производства и апробации использования водорода в качестве накопителя энергии, опытных образцов водородного автомобильного и железнодорожного транспорта, а также заправочных станций для них, реализация пилотных проектов по использованию водорода в жилищно-коммунальном хозяйстве при условии подтверждения их безопасности и экономической эффективности.
Не менее важная роль в развитии водородной энергетики проектом концепции отводится формированию необходимых кадровых компетенций и налаживание международного сотрудничества.
Вместе с тем до строительства всей необходимой инфраструктуры поставок и переориентации производств, транспортного и жилищного сектора под использование новых источников энергии Россия, как один из ключевых игроков на мировых рынках и надежный партнер для европейских и восточных стран, будет продолжать развитие традиционной энергетики, в частности, природного газа, уделяя особое внимание повышению их экологичности.
Для этого уже сегодня ведется работа по улучшению показателей тепловой экономичности в генерации, приоритетному использованию технологий комбинированной выработки тепловой и электрической генерации, сокращению выбросов метана как при транспортировке природного газа, так и при добыче нефти, повышению доли утилизации попутного нефтяного газа.
Такое сбалансированное развитие российского ТЭК позволит внести нашей стране свой вклад в достижение глобальных целей борьбы с изменениями климата, развить новые компетенции для выхода на мировые высокотехнологичные рынки и обеспечить энергетическую безопасность как внутренних потребителей, так и зарубежных партнеров.
Четвертый энергопереход: что ждет Россию и мир
Начинается эпоха возобновляемых источников энергии, которые вытеснят ископаемые виды топлива
Россия, как и весь мир, вступает в эпоху возобновляемых источников энергии, которые со временем вытеснят ископаемые виды топлива — газ, нефть, уголь. Эти вопросы обсуждали и на Татарстанском международном форуме по энергоресурсоэффективности и экологии, который проходит в эти дни в Казани. Колумнист «Реального времени», экономист с банковским опытом Артур Сафиулин в своей очередной статье для нашего издания предлагает поговорить о грядущем четвертом энергопереходе. Предпосылками к нему служат как технологический прогресс, так и осознанная политика государств по защите экологии и уменьшения выбросов углекислого газа в атмосферу. Фундаментом для этого перехода станут цифровизация, распределенная энергетика, удешевление хранения энергии, возобновляемые источники энергии, водородные технологии. Доля возобновляемых источников энергии неуклонно растет, например в 2020 году на них пришлось около 90 процентов прироста генерирующих мощностей в мире.
История переходов и ситуация в мире
Давайте разберем предыдущие переходы. Первый был от биомассы (дров) к углю, который стал основным источником энергии, благодаря паровым двигателям. Всю нынешнюю промышленность мы увидели как раз благодаря углю, это был драйвер индустриализации по всему миру.
Второй переход был от угля к нефти, благодаря появлению двигателя внутреннего сгорания и появлению топлива, производимого из нефти. Этот переход дал нам нефтехимию и, как следствие, пластмассу, роль которой в современной экономике сложно недооценить.
Третий энергопереход стал возможен, благодаря внедрению природного газа в промышленность и энергетику в виде газовых турбин. Это еще больше удешевило стоимость энергии для производителей и помогло вывести культуру общества потребления на уровень, который своим ущербом для экологии грозит уничтожить экосистему всей планеты в ближайшие пару столетий. За каких-то полтора столетия, человечество совершило потрясающий технологический рывок и поставило себя в уязвимую позицию, где придется выбирать — будущее наших потомков или безудержное потребление, без оглядки на ущерб для системы. Отрадно видеть, что ведущие страны мира осознали этот момент и предпринимают меры, за ними подтянутся остальные страны, у них просто не будет выбора.
Второй переход дал дам нефтехимию и, как следствие, пластмассу, роль которой в современной экономике сложно недооценить. Фото: Роман Хасаев
Главное отличие четвертого перехода — что вместо одной технологической революции, как это было в прошлом, происходит целый спектр технологических прорывов в энергоэффективности и уменьшения выбросов углекислого газа (возобновляемые источники энергии, водород, накопители, улавливание углерода). Структурные изменения экономики и технологический прогресс позволили оторваться от увеличения потребления энергии для обеспечения производства и экономического роста, как следствие. Объемы первичного потребления энергии стабилизировались во многих экономиках мира даже в Китае. При этом темпы роста ВВП сохранились.
Интересной представляется инициатива RE100, в рамках которой 226 крупных мировых компаний меняют свои требования к энергообеспечению — полный переход на возобновляемые источники энергии (IKEA, 3M, Danone, Decathlon, eBay, Coca-Cola, Google и многие другие).
В ЕС, Азии, Северной Америке приняты и реализуются программы по снижению выбросов парниковых газов — введены системы квотирования выбросов, углеродные налоги, двигатели внутреннего сгорания подпадают под запрет, есть четкие планы по внедрению возобновляемых источников энергии. К 2050 году целью поставлено достижение так называемой «климатической нейтральности» — уравнять выбросы и поглощение углекислого газа. В ЕС планируют к 2030 году сократить потребление угля на 70%, а нефти и газа на 30%, по сравнению с 2015 годом. Китай объявил о планах стать углеродно нейтральным к 2060 году. С 2021 года в стране вводится система торговли выбросами. Япония и Южная Корея планируют достичь нейтральности к 2050 году.
Энергетическая стратегия на период до 2035 года предусматривает рост экспорта нефти, газа, угля. Фото: rt-online.ru
Что ждет Россию?
Согласно прогнозам, ископаемые виды топлива будут преобладать в структуре мирового энергопотребления до 2040 года, после этого доминирование будет утрачено. Все это ведет к закономерному вопросу — как быть России? Мы являемся одним из крупнейших мировых поставщиков углеводородов, и наш ВВП напрямую зависит от сырьевого экспорта. Поставками одного лишь вооружения сытым не будешь. Для России грядут непростые времена. Страна не готова и продолжает жить в иллюзиях, степень серьезности ситуации не находит отражения в новостной повестке. Гораздо легче обсуждать очередные геополитические перипетии, которым грош цена в глобальном масштабе. А выживание наших потомков остается на совести их самих и пенсионного фонда РФ. В чем же основные проблемы?
Надо отметить, что наша экономика и система управления не готова к радикальному уменьшению углекислого газа (так называемой декарбонизации) и энергопереходу. Энергетическая стратегия на период до 2035 года предусматривает рост экспорта нефти, газа, угля. При этом, в стратегии нет задач по замещению ископаемых источников зелеными на внутреннем рынке. Это совсем неудивительно, ведь мы имеем огромное количество газовых турбин во всех отраслях, не только в энергетике. Менять парадигму будет неимоверно сложно.
Отсутствует общегосударственная система сбора информации по выбросам парниковых газов и изменению климата, нет систем, которые отслеживают углеродный след компаний и их продукции. Отсутствие квотирования выбросов и установленных цен на них не дает компаниям никаких стимулов к изменениям. Всегда проще продолжать в старом русле. Если у нас состоится переход, то это будет путем кнута сверху, за счет драконовских штрафов и регулирования.
Основная проблема и угроза энергоперехода — для компаний отечественного ТЭК. Радикальное снижение глобального потребления углеводородов приведет к сокращению объемов производства в секторе, в котором занято огромное количество рабочих рук. Помимо этого, есть целая сеть смежных производств. Как следствие, размер налоговых отчислений в бюджет тоже снизится. Масштаб эффекта четвертого энергоперехода был подсчитан и, даже в умеренном варианте, предусматривает снижение среднегодовых темпов роста ВВП на 1,1% в год. А ведь это и есть весь размер нашего ежегодного роста на протяжении уже многих лет. Сокращение экспорта энергоресурсов при умеренном варианте составит 16% к 2040 году.
Огромные запасы ресурсов (газ, уголь, вода) вкупе с большим резервом генерирующих мощностей даст России возможность производить водород различными методами. Фото techairs.ru
При всем этом негативе, есть и позитивные вещи, которые способны выправить ситуацию. Российский внутренний энергобаланс не так уж и плох, в сравнении со многими странами мира. 19% занимает атомная генерация, 18% гидрогенерация и уже 1% составляют те самые ВИЭ. Совокупная доля «чистой» энергии из возобновляемых источников составляет таким образом 37-38%. Углеродный след в выработке электроэнергии ниже, чем в ЕС, США, Китае, Автралии, Индии. В основном, конечно, за счет использования природного газа и гидроэнергетики, о чем говорилось выше.
Выходом было бы дальнейшее ускоренное финансирование сектора ТЭК в направлении водородных технологий за счет имеющейся пока что экспортной выручки. В конце 2020 года была утверждена программа по развитию водородной энергетики, предусматривающий помимо всего прочего, разработку железнодорожного транспорта на водороде, газовых турбин на метано-водородном топливе, создание опытных полигонов низкоуглеродного производства водорода.
В силу своей углеродной нейтральности, водород призван заменить уголь и нефтепродукты. В мире имеется колоссальный спрос на «зеленый» водород (полученный благодаря ВИЭ) и низкоуглеродный водород (полученный на основе ископаемого топлива). Если Россия успеет вовремя, то мы сможем занять неплохую нишу на этом рынке, так как имеются все условия для производства обоих типов водорода. Огромные запасы ресурсов (газ, уголь, вода) вкупе с большим резервом генерирующих мощностей даст России возможность производить водород различными методами, например паровой конверсией метана и электролизом, с помощью энергии от АЭС и ГРЭС (чистые источники). Территориальное расположение нашей страны тоже играет на руку, так как основные рынки сбыта это ЕС и Азия.
Производство водорода в России утроилось с 2010 по 2019 год, достигнув 1,95 млрд кубометров. Основные потребители — химические и нефтегазохимические, нефтеперерабатывающие предприятия. В энергетической стратегии до 2035 года делается упор на развитие экспорта водорода и превращение в мирового лидера — в 2024 — 2,2 млрд кубометров, в 2035 — 22,2 млрд кубометров.
Газпром планирует построить завод по производству низкоуглеродного водорода из газа в месте выхода двух ветвей «Северного потока». Фото: angi.ru
Наши сырьевые гиганты уже делают несколько проектов в этом направлении — Газпром планирует построить завод по производству низкоуглеродного водорода из газа в месте выхода двух ветвей «Северного потока». Новатэк модернизирует ТЭС, которая снабжает электроэнергией завод по сжижению газа «Ямал СПГ», газотурбинная установка будет приспособлена к использованию водорода в качестве топлива.
В заключение хотелось бы сказать, что, несмотря на достаточно негативные прогнозы для экономики России в свете наступающего энергоперехода, все в наших руках. Есть примерно 7-10 лет, чтобы догнать процесс как законодательно внутри страны, так и технологически. На мой взгляд, необходимо обязать компании отечественного ТЭК инвестировать в «чистые» источники и продукцию, мотивируя их на экспорт. Только таким образом мы сможем избежать коллапса в бюджетной сфере через 20-30 лет. Становится немного боязно за наших детей — в каком климате они будут жить, будет ли работа в стране, пенсии и так далее, зависит от наших действий сегодня. Климатические вопросы почему-то вызывают смешки у нашей публики в целом. Адептам такого подхода я бы посоветовал посмотреть на это сквозь призму экономического будущего своих детей. Вечно продавать газ, нефть, уголь не получится. Мир изменился.
Справка
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции «Реального времени».