Глобальная энергетическая революция: что ждет человечество в ближайшие 30 лет

В последние годы в мировой энергетике произошли события, которые по потенциальным будущим влиянием на экономику и жизнь людей могут стать сопоставимыми с распространением интернета и мобильной связи. Одновременное бурное развитие после 2010 года нескольких прорывных технологий (солнечная и ветровая энергетика, электромобили, «умные» электроприборы и энергосети, добыча сланцевого газа) привело к кумулятивному эффекту и началу настоящей революции в мировой энергетике, которая продлится в течение ближайших 20–30 лет.

Ее следствием станет фундаментальная перестройка электроэнергетики и транспорта, что повлечет соответствующие изменения на мировом рынке ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа). Федор Мешков, аналитик департамента оценки и бизнес-планирования Kreston GCG, специально для Mind рассматривает основные факты, свидетельствующие о глубине и значимости изменений, а также очертания того, как будут происходить эти изменения, по данным отчетов и прогнозов Всемирной организации возобновляемой энергетики (IRENA), экспертного сообщества REN21, Министерства энергетики США и Всемирного банка.

Что является признаками времени? Прежде всего, следует отметить существенное снижение стоимости оборудования для солнечных и ветровых электростанций после 2010 года. Так, в течение 2010–2015 годов номинированная в долларах США стоимость капитальных инвестиций в 1 кВт мощности снизилась на 60% для солнечных электростанций на фотоэлементах и ​​почти на 10% для ветровых электростанций. До 2025 года ожидается дальнейшее снижение стоимости 1 кВт мощностей: на 57% для солнечных электростанций на фотоэлементах и ​​на 12% для ветровых электростанций.

Благодаря этому себестоимость электроэнергии, произведенной солнечными и ветровыми электростанциями, уже стала сопоставимой с себестоимостью электроэнергии, произведенной тепловыми и атомными электростанциями, если в последней учитывать все капитальные инвестиции, необходимые для поддержания оборудования в работоспособном состоянии, и все расходы, связанные с загрязнением окружающей среды.

Какие тренды наметились? Ожидается, что к 2030 году электроэнергия из возобновляемых источников станет дешевле электроэнергии из ископаемого топлива. Кроме того, появились новые потенциальные потребители электроэнергии, роль которых будет расти в будущем. В частности, это электромобили, стоимость и технические характеристики которых, как прогнозируется, должны сравняться с показателями обычных автомобилей до 2025 года.

Также возможно использование избыточной электроэнергии для отопления (тепловые насосы) или производства водорода, который в дальнейшем будет использоваться в качестве топлива. Важную роль также играет появление бытовых приборов (стиральные машины, кондиционеры, бойлеры и т. п.), способных автоматически включаться и выключаться в зависимости от времени суток, что позволяет потреблять более дешевую электроэнергию в непиковые периоды.

Наконец, ожидается, что увеличение добычи и экспорта природного газа из США приведет к снижению его цены в других регионах мира (в Европе – почти в два раза). Это удешевит производство электроэнергии на парогазовых энергоблоках, которые могут использоваться в качестве мощностей для балансировки производства электроэнергии на ветровых и солнечных электростанциях в пиковые периоды или при неблагоприятных погодных условиях.

Как это скажется на глобальном энергорынке? Учитывая вышесказанное, прогнозы авторитетных аналитических центров предусматривают как наиболее вероятный следующий сценарий развития мировой энергетики. К середине 2020-х годов появление электромобилей, сопоставимых по цене и техническим характеристикам с обычными автомобилями, и развитие необходимой сопутствующей инфраструктуры приведет к тому, что объем добычи нефти в мире достигнет своего пика и начнет постепенно снижаться, вызывая снижение цен на нее. При этом именно электромобили могут стать важными потребителями электроэнергии, производимой в непиковые периоды.

Кроме того, к 2030 году себестоимость электроэнергии, произведенной на солнечных и ветровых электростанциях, станет ниже себестоимости электроэнергии из ископаемых источников. Вместе со снижением цены природного газа это приведет к постепенному выводу из эксплуатации угольных ТЭС и одновременному развитию парогазовых ТЭС, более приспособленных для использования в энергосистеме в качестве балансировочных мощностей. Также природный газ будет более широко использоваться в качестве топлива на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте.

Однако ближе к 2050 году ожидается, что мировое потребление природного газа достигнет пика и начнет постепенно снижаться вследствие большего распространения и совершенствования технологий возобновляемой энергетики. Таким образом, мировой рынок природного газа ожидает период значительного роста в ближайшее десятилетие, по завершению которого рыночные доли основных производителей будут зафиксированы и начнут постепенно снижаться. Именно этим в основном объясняются острые конфликты между крупнейшими современными и потенциальными государствами – экспортерами природного газа.

Также важно, что в современных энергосистемах подавляющая часть электроэнергии производится на крупных тепловых, атомных и гидроэлектростанциях, а ее пассивно потребляют коммерческие потребители и домохозяйства. В то же время в энергосистемах будущего чуть ли не каждый потребитель электроэнергии сможет быть одновременно и ее производителем, или сможет активно управлять своим потреблением в разное время суток, используя избыточную электроэнергию в непиковые периоды.

Например, промышленные предприятия могут изменять режим работы оборудования в разное время суток или даже иметь собственные когенерационные парогазовые электростанции, которые будут удовлетворять их потребности в электроэнергии и горячей воде и производить электроэнергию на продажу в утренние и вечерние пики потребления. Офисные или торговые центры могут устанавливать на крышах солнечные панели или использовать избыточную электроэнергию днем ​​либо ночью для отопления или кондиционирования помещений.

Домохозяйства тоже могут быть производителями солнечной электроэнергии или использовать электроприборы (кондиционеры, бойлеры, стиральные машины), которые автоматически включаться в непиковые периоды. Таким образом, энергосистемы будут развиваться в сторону децентрализации и размывания различий между потребителями (consumers) и производителями (producers) электроэнергии, вместо которых появятся «производители-потребители» (prosumers).

Какие выводы для Украины из прогнозов развития мировой энергетики? Рассмотрим их для трех сфер: государственного регулирования, бизнеса и индивидуальных домохозяйств.

В сфере государственного регулирования необходимо продолжить поддержку производства электроэнергии из возобновляемых источников через «зеленый тариф», однако при этом предусмотреть механизм его адаптации к снижению себестоимости оборудования солнечных и ветровых электростанций и уменьшению объемов перекрестного субсидирования. Кроме того, важно устранить препятствия для подключения к сети новых производителей и способствовать инвестициям в развитие распределительных сетей с целью их децентрализации. Также стоит учесть, что существенное снижение цен на природный газ в Европе, в результате которого уменьшится себестоимость производства электроэнергии на балансировочных парогазовых электростанциях, ожидается лишь в 2023–2025 годах. До того времени использование угольных ТЭС может быть вполне обоснованным, но стоит сосредоточиться на мероприятиях, направленных на повышение энергоэффективности экономики.

Индекс прогнозных цен в долл. США на отдельные виды топлива  (2018 = 100%)

Источник: Всемирный банк, расчеты автора

Выводы для бизнеса заключаются, прежде всего, в необходимости учитывать будущие изменения в энергетике при планировании капитальных инвестиций. Тарифы на электроэнергию, скорее всего, будут расти в связи с включением в себестоимость тепловой и атомной электроэнергии всех необходимых капитальных затрат и расходов общества, связанных с загрязнением окружающей среды. Однако при этом будет увеличиваться разница между тарифами в разное время суток, и у потребителей будет появляться больше возможностей для превращения в «производителей-потребителей» (prosumers). Иногда даже простое изменение порядка и времени включения оборудования может позволить уменьшить объемы потребления электроэнергии или сместить его в любое время суток с более низким тарифом.

Кроме того, при строительстве или капитальной реконструкции промышленных предприятий, офисных, торговых центров необходимо уделять больше внимания использованию парогазовых когенерационных установок, систем кондиционирования и отопления, способных использовать электроэнергию в непиковые периоды, размещению солнечных панелей на крышах зданий. Более подробная разработка архитектуры здания, направленная на повышение ее энергоэффективности и учета будущих изменений в энергетике, сможет предоставить возможность получать существенно более высокий доход от ее эксплуатации в будущем. В частности, проекты многоэтажных паркингов торговых, офисных и жилых зданий должны предусматривать возможность для установления зарядных устройств для электромобилей.

Выводы для частных домохозяйств аналогичны выводам для бизнеса: превращение в «производителей-потребителей» позволит уменьшить негативные последствия роста тарифов на электроэнергию. Особое внимание необходимо обратить на возможность установления многозонных счетчиков электроэнергии и приобретение бытовых приборов, способных использовать электроэнергию в непиковые периоды (кондиционеры, тепловые насосы, бойлеры и т. д.).

Кроме того, необходимо учитывать, что стоимость приобретения и аренды жилой недвижимости со временем начнет все больше отражать энергоэффективность этой недвижимости. Наконец, для владельцев частных домов инвестиции в кровельную солнечную электростанцию ​​могут стать источником стабильного дохода и альтернативой банковским депозитам или недвижимости.