Глобальна енергетична революція: що чекає людство у найближчі 30 років

Останніми роками у світовій енергетиці відбулися події, які за потенційним майбутнім впливом на економіку та життя людей можуть стати співставними із поширенням інтернету та мобільного зв’язку. Одночасний бурхливий розвиток після 2010 року кількох проривних технологій (сонячна та вітрова енергетика, електромобілі, «розумні» електроприлади та енергомережі, видобуток сланцевого газу) призвів до кумулятивного ефекту та початку справжньої революції у світовій енергетиці, що триватиме протягом найближчих 20-30 років.

Її наслідком стане фундаментальна перебудова електроенергетики та транспорту, що спричинить відповідні зміни на світовому ринку викопного палива (вугілля, нафти, природного газу). Федір Мєшков, аналітик департаменту оцінки і бізнес-планування Kreston GCG, спеціально для Mind розглядає основні факти, що свідчать про глибину та значущість змін, а також обриси того, як саме відбуватимуться ці зміни, за даними звітів і прогнозів Світової організації відновлювальної енергетики (IRENA), експертної спільноти REN21, Міністерства енергетики США та Всесвітнього банку.

Що є ознаками часу? Насамперед, варто відзначити суттєве зниження вартості обладнання для сонячних і вітрових електростанцій після 2010 року. Так протягом 2010-2015 рр. номінована в доларах США вартість капітальних інвестицій в 1 кВт потужності знизилася на 60% для сонячних електростанцій на фотоелементах та майже на 10% для вітрових електростанцій. До 2025 р. очікується подальше зниження вартості 1 кВт потужностей: на 57% для сонячних електростанцій на фотоелементах та на 12% для вітрових електростанцій.

Завдяки цьому собівартість електроенергії, виробленої сонячними та вітровими електростанціями, уже стала співставною із електроенергією, виробленою тепловими та атомними електростанціями, якщо в останній враховувати всі капітальні інвестиції, необхідні для підтримання обладнання у працездатному стані, та всі витрати, пов’язані із забрудненням довкілля.

Які тренди намітилися? Очікується, що до 2030 р. електроенергія з відновлювальних джерел стане дешевшою за електроенергію з викопного палива. Крім того, з’явилися нові потенційні споживачі електроенергії, роль яких зростатиме в майбутньому. Зокрема, це електромобілі, вартість і технічні характеристики яких, як прогнозується, повинні зрівнятися з показниками звичайних автомобілів до 2025 р.

Також можливим є використання надлишкової електроенергії для опалення (теплові насоси) або виробництва водню, який надалі буде використовуватися в якості палива. Важливу роль також відіграє поява побутових приладів (пральні машини, кондиціонери, бойлери тощо), здатних автоматично вмикатися та вимикатися залежно від часу доби, що дає можливість споживати дешевшу електроенергію в непікові періоди.

Насамкінець, очікується, що збільшення видобутку та експорту природного газу із США призведе до зниження його ціни в інших регіонах світу (у Європі – майже у два рази). Це здешевить виробництво електроенергії на парогазових енергоблоках, які можуть використовуватися в якості потужностей для балансування виробництва електроенергії на вітрових та сонячних електростанціях у пікові періоди чи за несприятливих погодних умов.

Як це позначиться на глобальному енергоринку? Враховуючи вищезазначене, прогнози авторитетних аналітичних центрів передбачають найбільш імовірним наступний сценарій розвитку світової енергетики. До середини 2020-х рр. поява електромобілів, співставних за ціною та технічними характеристиками зі звичайними автомобілями, та розвиток необхідної супутньої інфраструктури призведе до того, що обсяг видобутку нафти у світі досягне свого піку та почне поступово знижуватися, спричиняючи відповідне зниження цін на неї. При цьому саме електромобілі можуть стати важливими споживачами електроенергії, виробленої в непікові періоди.

Крім того, до 2030 р. собівартість електроенергії, виробленої на сонячних та вітрових електростанціях, стане нижчою за собівартість електроенергії із викопних джерел. Разом зі зниженням ціни природного газу це призведе до поступового виведення з експлуатації вугільних ТЕС та одночасного розвитку парогазових ТЕС, які є більш пристосовані для використання в енергосистемі у якості балансувальних потужностей. Також природний газ буде більш широко використовуватися в якості палива на залізничному, автомобільному та водному транспорті.

Однак, ближче до 2050 року очікується, що світове споживання природного газу досягне піку та почне поступово знижуватися внаслідок більшого поширення та вдосконалення технологій відновлювальної енергетики. Таким чином, на світовий ринок природного газу очікує період значного зростання у найближче десятиліття, по завершенню якого ринкові частки основних виробників будуть зафіксовані та почнуть поступово знижуватися. Саме цим, здебільшого, пояснюються гострі конфлікти між найбільшими сучасними та потенційними державами-експортерами природного газу.

Також важливо, що в сучасних енергосистемах переважна частка електроенергії виробляється на великих теплових, атомних і гідроелектростанціях, а її пасивно споживають комерційні споживачі та домогосподарства. Водночас, в енергосистемах майбутнього ледь не кожен споживач електроенергії зможе бути одночасно і її виробником, або зможе активно керувати своїм споживанням в різний час доби, використовуючи надлишкову електроенергію в непікові періоди.

Наприклад, промислові підприємства можуть змінювати режим роботи обладнання у різні часи доби або навіть мати власні когенераційні парогазові електростанції, які задовольнятимуть їх потреби в електроенергії та гарячій воді та вироблятимуть електроенергію на продаж у ранкові та вечірні піки споживання. Офісні чи торгові центри можуть встановлювати на дахах сонячні панелі або використовувати надлишкову електроенергію вдень чи вночі для опалення чи кондиціонування приміщень.

Домогосподарства теж можуть бути виробниками сонячної електроенергії або використовувати електроприлади (кондиціонери, бойлери, пральні машини), що автоматично вмикатимуться в непікові періоди. Таким чином, енергосистеми розвиватимуться у сторону децентралізації та розмивання різниці між споживачами (consumers) та виробниками (producers) електроенергії, замість яких з’являться «виробники-споживачі» (prosumers).

Які висновки для України із прогнозів розвитку світової енергетики? Розглянемо їх для трьох сфер: державного регулювання, бізнесу та індивідуальних домогосподарств.

У сфері державного регулювання необхідно продовжити підтримку виробництва електроенергії з відновлювальних джерел через «зелений тариф», однак при цьому передбачити механізм його адаптації до зниження собівартості обладнання сонячних і вітрових електростанцій та поступового зменшення обсягів перехресного субсидування. Крім того, важливо усунути перешкоди для підключення до енергомережі нових виробників та сприяти інвестиціям у розвиток розподільчих мереж з метою їх децентралізації. Також варто взяти до уваги, що суттєве зниження цін на природний газ у Європі, унаслідок якого зменшиться собівартість виробництва електроенергії на балансувальних парогазових електростанціях, очікується лише у 2023-2025 рр. До того часу використання вугільних ТЕС може бути цілком обґрунтованим, натомість варто зосередитися на заходах, спрямованих на підвищення енергоефективності економіки.

Індекс прогнозних цін у дол. США на окремі види палива (2018 = 100%)

Джерело: Світовий банк, розрахунки автора

Висновки для бізнесу полягають, насамперед, у необхідності враховувати майбутні зміни в енергетиці при плануванні капітальних інвестицій. Тарифи на електроенергію, скоріше за все, зростатимуть у зв’язку з включенням до собівартості теплової та атомної електроенергії усіх необхідних капітальних витрат та витрат суспільства, пов’язаних із забрудненням довкілля. Однак, при цьому збільшуватиметься різниця між тарифами у різний час доби та у споживачів з’являтиметься більше можливостей для перетворення на «виробників-споживачів» (prosumers). Іноді навіть проста зміна порядку та часу ввімкнення обладнання може надати можливість зменшити обсяги споживання електроенергії чи змістити його в час доби із нижчим тарифом.

Крім того, при будівництві чи капітальній реконструкції промислових підприємств, офісних, торгових центрів необхідно приділяти більше уваги використанню парогазових когенераційних установок, систем кондиціонування та опалення, здатних використовувати електроенергію в непікові періоди, розміщенню сонячних панелей на дахах будівель. Більш докладна розробка архітектури будівлі, спрямована на підвищення її енергоефективності та врахування майбутніх змін в енергетиці, зможе надати можливість отримувати суттєво вищий дохід від її експлуатації в майбутньому. Зокрема, проекти багатоповерхових паркінгів торгових, офісних та житлових будівель повинні передбачати можливість для встановлення зарядних пристроїв для електромобілів.

Висновки для приватних домогосподарств є подібними до висновків для бізнесу: перетворення на «виробників-споживачів» дозволить зменшити негативні наслідки зростання тарифів на електроенергію. Особливу увагу необхідно звернути на можливість встановлення багатозонних лічильників електроенергії та придбання побутових приладів, здатних використовувати електроенергію в непікові періоди (кондиціонери, теплові насоси, бойлери тощо).

Крім того, необхідно враховувати, що вартість придбання та оренди житлової нерухомості з часом почне все більше відображати енергоефективність цієї нерухомості. Насамкінець, для власників приватних будинків інвестиції в дахову сонячну електростанцію можуть стати джерелом стабільного доходу та альтернативою банківським депозитами чи нерухомості.