Тенденции развития мировой энергетики

Тенденции развития мировой энергетики
В статье анализируется прогноз развития мирового энергетического комплекса до 2040 г. по видам энергоресурсов, а также дается оценка состояния и перспектив развития ядерной энергетики.
Ключевые слова: прогнозы развития ТЭК, возобновляемые источники энергии, энергоэффективность, ядерная энергетика
Zakharov A., Ovakimyan M. World Energy Outlook
The article focuses on new projections of world energy development to 2040 by energy sources. Also the state and prospects of nuclear energy examined in depth.
Key words: energy outlook, renewable energy, efficient energy use , nuclear energy
Система глобальной энергетики может не оправдать ожиданий и надежд, возложенных на нее. Конфликт на Ближнем Востоке, в регионе, который остается единственным крупным поставщиком недорогой нефти, силой своей эскалации напоминает наиболее напряженные ситуации для глобальной энергетики, возникшие после нефтяных шоков 70-х годов. Ситуация между Россией и Украиной вернула на повестку дня вопрос о непрерывности газоснабжения. Неопределенное будущее ожидает атомную энергетику, которой некоторые страны отводят стратегическую роль в обеспечении своей энергетической безопасности. Сегодня электроэнергия все еще остается недоступной роскошью для многих, в частности, для двух третей населения, проживающего в африканских странах южнее Сахары.
Глобальный спрос на энергию, согласно оценкам Международного Энергетического Агентства (МЭА)[1], вырастет на 37% к 2040 г., в то же время рост населения и экономики будет менее энергоемким, чем раньше. В основном сценарии рост глобального спроса на энергию заметно замедлится — c более 2% в год в последние два десятилетия до 1% в год после 2025 г. из-за ценовых сигналов, энергетической политики и структурных сдвигов в мировой экономике в сторону большей доли сферы услуг и секторов легкой промышленности[2]. Глобальное распределение спроса на энергию резко изменится: с одной стороны, стагнация в Европе, Японии, Корее и Северной Америке, с другой стороны — бурный рост в Азии, где сосредоточится 60% мирового спроса, а также в Африке, на Ближнем Востоке и в Латинской Америке. Определенной вехой станет начало 2030-х годов, когда Китай станет крупнейшим потребителем нефти в мире, перегнав Соединенные Штаты Америки, где потребление нефти упадет до уровня, невиданного на протяжении уже нескольких десятилетий. С этого момента Индия, Юго-Восточная Азия, Ближний Восток и часть Африки к югу от Сахары станут основными локомотивами роста мирового энергетического спроса.
К 2040 г. на нефть, газ, уголь и низкоуглеродные источники энергии придется по четверти мирового рынка энергии. Проблем с нехваткой ресурсов не будет, но будут другие сложности. Хотя с помощью регулирования и рыночных механизмов доля ископаемого топлива в спросе на первичные виды энергии упадет до трех четвертей к 2040 г., остановить рост выбросов углекислого газа (CO2) в энергетической сфере не удастся, и их рост составит одну пятую от сегодняшнего уровня.
В ближайшей перспективе на нефтяном рынке не будет нехватки предложения, но важно понимать, что мы все больше будем зависеть от небольшого числа производителей нефти. Региональные тенденции спроса на нефть сильно отличаются: падение спроса на один баррель нефти в странах ОЭСР сопровождается ростом спроса на два барреля в странах, не входящих в ОЭСР. Растущее потребление нефти в транспорте и нефтехимии приводит к росту спроса с 90 млн баррелей нефти в сутки в 2013 г. до 104 млн баррелей в сутки в 2040 г. Однако высокие цены и меры по регулированию спроса замедлят темпы роста потребления нефти, что в итоге приведет к стагнации спроса. К 2030 г. необходимый объем инвестиций в разработку и добычу нефти и газа составит 900 миллиардов долларов в год, и неизвестно, будут ли все инвестиции сделаны вовремя, чтобы обеспечить уровень необходимой добычи — особенно с учетом предполагаемой стагнации уровня добычи нефти в США с начала 2020-х годов и последующего снижения. А рисков для поддержания необходимого уровня инвестиций несколько: сложность и капиталоемкость разработки бразильских глубоководных месторождений, трудности в применении американского опыта освоения месторождений трудноизвлекаемой нефти за пределами США, неопределенное будущее добычи канадских нефтяных песков, санкции в отношении России, ограничивающие доступ к технологиям и рынкам капитала и, главное, политическая нестабильность и вопросы безопасности в Ираке. Вообще, ситуация на Ближнем Востоке одна из основных проблем в нефтяном секторе, так как доля этого региона в добыче нефти будет неуклонно расти, особенно для азиатских стран, которые к 2040 г. будут импортировать две трети сырой нефти, торгуемой на международных рынках.
Спрос на природный газ вырастет более чем на половину — это самый быстрый темп роста среди ископаемых видов топлива. Более гибкая мировая торговля сжиженным природным газом (СПГ) обеспечит некоторую защиту от риска перебоев в его поставках. Основными регионами роста спроса будут Китай и страны Ближнего Востока, а в странах ОЭСР газ станет основным видом топлива в энергетическом балансе к 2030 г., чему поспособствует введение в Соединенных Штатах ограничений на уровень выбросов электростанций. В отличие от нефти, добыча газа увеличится почти везде (за исключением Европы), а на долю нетрадиционных ресурсов придется почти 60% мирового роста поставок. Однако, за пределами США, будет ли цена на газ привлекательной одновременно и для потребителей, и для производителей, которые должны инвестировать огромные средства в добычу? Это вопрос также о регулировании внутреннего рынка газа многих развивающихся стран, например, Индии и Ближнего Востока. Потребности в импорте будут расти в большей части Азии, а также в Европе, и растущее число экспортеров газа, утроение количества заводов СПГ и возрастающая способность рынков СПГ быстрее перенаправлять потоки в дефицитные регионы обеспечат большую уверенность для покупателей на международном газовом рынке.
Запасы угля огромны, проблем с его производством нет, но в будущем спрос на него ограничивается мерами по борьбе с загрязнением окружающей среды и снижению выбросов CO2. Мировой спрос на уголь вырастет на 15% к 2040 г., но почти две трети этого роста придется на ближайшее десятилетие. Спрос на уголь в Китае достигнет плато на уровне чуть более 50% всего мирового потребления, а затем начнет снижаться после 2030 г. Также снизится спрос на уголь и в странах ОЭСР, в том числе в Соединенных Штатах, где использование угля для производства электроэнергии снизится более чем на одну треть. Индия обгонит США и станет вторым крупнейшим рынком в мире к 2020 г., и вскоре после этого обойдет и Китай в качестве крупнейшего импортера угля. Текущие низкие цены на уголь оказывают давление на производителей во всем мире, заставляя сокращать расходы на его добычу, но с закрытием высокозатратных шахт и с ростом спроса ожидается, что цены будут расти, чтобы привлекать новые инвестиции в этот сектор. На Китай, Индию, Индонезию и Австралию будет приходиться более 70% мирового производства угля к 2040 г., что подчеркивает важность азиатского региона на рынках угля. Внедрение высокоэффективных технологий на угольных электростанциях, а в более долгосрочной перспективе, также технологий улавливания и хранения выбросов CO2, могут оказаться эффективными мерами по обеспечению плавного перехода к низкоуглеродной энергетике, не давая вместе с тем закрывать добычу еще до момента возврата инвестиций.
Для повышения энергоэффективности потребуются правильная ценовая политика и регулирование. Энергоэффективность позволяет нейтрализовать напряженность в системе поставок энергоносителей и уменьшает влияние относительно высоких региональных цен на конкурентоспособность данного региона. Во многих странах опять повышается интерес к мерам для поднятия энергоэффективности, в особенности в транспортном секторе. Так как три четверти мирового автомобильного рынка теперь подпадает под действие технических стандартов по расходу топлива, то даже при том, что парк легковых и грузовых автомобилей возрастет более чем в два раза к 2040 г., ожидается, что спрос на нефть в транспорте повысится лишь на четверть. Таким образом, повышение энергоэффективности позволит к 2040 г. избежать «лишнего» спроса в объеме 23 млн барр. нефти в сутки, что больше, чем сегодняшняя добыча Саудовской Аравии и России вместе взятых. А в газовом секторе экономия составит 940 млрд кубических метров, т. е. больше, чем сегодняшняя добыча во всей Северной Америке, благодаря использованию новых технологий в электроэнергетике и промышленности. Выгод от этого несколько: помимо сокращения затрат на импорт энергоресурсов и уменьшения вредного воздействия на окружающую среду, это также станет средством для стран-импортеров энергоносителей противостоять возможному негативному воздействию высоких цен на энергоносители на конкурентоспособность их промышленности. Ситуация с межрегиональной разницей в ценах будет оставаться прежней. При этом в Северной Америке будут относительно более низкие цены на энергоносители, а в 2020-х г.х средняя стоимость энергоносителей в США может упасть ниже китайских показателей.
Субсидии для потребления топлива и электроэнергии из ископаемых видов топлива достигли 550 млрд долларов в 2013 г., что почти в четыре раза больше, чем дотации сектору возобновляемых источников энергии и что сильно сдерживает инвестиции в повышение энергоэффективности и разработку возобновляемых источников энергии. На Ближнем Востоке около 2 млн баррелей субсидируемой сырой нефти и нефтепродуктов в сутки используются для выработки электроэнергии. А если бы не эти субсидии на топливо, основные технологии возобновляемой энергетики могли бы составить конкуренцию тепловым электростанциям. В Саудовской Аравии, например, период окупаемости дополнительных затрат на покупку новых автомобилей, которые в два раза более экономичны, составляет около 16 лет, а при отсутствии субсидий на бензин этот срок окупаемости сократился бы до 3 лет. Реформирование энергетических субсидий является непростой задачей, и не существует единой формулы ее успеха. Тем не менее, наш анализ примеров в Египте, Индонезии и Нигерии показывает, что для успеха необходимы ясное понимание целей и четкость графика проводимых реформ, тщательная оценка их последствий и способы их смягчения.
Электрическая энергия является самым быстрорастущим рынком среди энергоносителей и больше всех способствует сокращению доли ископаемого топлива в мировом энергетическом балансе. В связи с ожидаемым ростом спроса на электроэнергию потребуется построить около 7200 гигаватт генерирующих мощностей, включая замену для тех электростанций, которые будут выведены из эксплуатации к 2040 г. (около 40% от текущих мощностей). Неуклонный рост использования возобновляемых источников энергии во многих странах к 2040 г. повысит их долю в мировом производстве электроэнергии до одной трети от всей генерации. Адекватные ценовые сигналы будут необходимы для обеспечения своевременных инвестиций в новые тепловые электростанции, что, наряду с инвестициями в возобновляемые источники энергии, обеспечит надежность энергосистемы. В некоторых случаях потребуются рыночные реформы или изменения принципов образования цен на электроэнергию. Сдвиг в сторону более капиталоемких технологий и высоких цен на ископаемое топливо приведет, в большинстве стран мира, к росту средних издержек электроснабжения и цен для конечных потребителей. Тем не менее, повышение эффективности конечного использования энергии поможет сократить долю расходов домохозяйств на электричество.
Технологии использования возобновляемых источников энергии, которые являются одним из важнейших компонентов низкоуглеродных энергоресурсов, продолжают быстро развиваться по всему миру с помощью субсидий, которые в 2013 г. выросли до 120 млрд долларов. Благодаря быстрому сокращению затрат и постоянной государственной поддержке, на возобновляемые источники энергии к 2040 г. придется почти половина от увеличения производства электроэнергии, в то время как использование биотоплива увеличится почти втрое и составит 4,6 млнбарр. в сутки, а использование возобновляемых источников энергии для выработки тепла вырастет более чем в два раза[3]. Доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии больше всего вырастет в странах ОЭСР, достигнув 37%, и их рост будет равным чистому приросту поставок электроэнергии в этих странах. Между тем, генерация энергии из возобновляемых источников вырастит более чем в два раза в странах, не входящих в ОЭСР, во главе с Китаем, Индией, Латинской Америкой и Африкой. Ветроэнергетика составит львиную долю роста в генерации энергии из возобновляемых источников (34%), за ней последуют гидроэнергетика (30%) и солнечная энергетика (18%). Поскольку доля использования энергии ветра и солнца в энергетическом балансе мира увеличится в четыре раза, их интеграция как с технической, так и с рыночной точки зрения представит больше сложностей. В странах Европейского Союза использование энергии ветра достигнет 20% от общего производства электроэнергии, в то время как в Японии использование солнечной энергии в летний период составит 37% от пикового спроса.
Ядерная энергетика останется составной частью национальных энергетических стратегий даже в тех странах, которые осуществляют поэтапное закрытие атомных станций и ищут им замену. В основном сценарии мощности атомной энергетики вырастут почти на 60% — с 392 ГВт в 2013 г. до более чем 620 ГВт в 2040 г. Но доля атомной энергии в мировом производстве электроэнергии, которая достигла своего максимума почти два десятилетия назад, увеличится всего лишь на один процентный пункт и составит 12%. Эта модель роста отражает проблему, которая ожидает все типы новых тепловых мощностей на конкурентных энергетических рынках, наряду с более специфическими для атомной энергетики экономическими, техническими и политическими сложностями. Атомная энергетика растет в основном в странах с регулируемыми ценами и в странах с государственной поддержкой этого сектора. На долю Китая придется 45% всего прироста атомной генерации к 2040 г., а суммарный рост в Индии, Кореи и России составит 30%. В США использование ядерной энергетики увеличится на 16%, оно восстановится в Японии (хотя и не достигнет уровня, предшествующего Фукусимской трагедии) и уменьшится на 10% в Европейском Союзе.
Несмотря на трудности, с которыми в настоящее время сталкивается атомная энергетика, ее свойства достаточно привлекательны для нескольких стран, которые не отказываются от нее. Атомные электростанции помогают повышать надежность энергосистемы в регионах, где в состав энергосистемы входят генерирующие мощности разных видов. Странам-импортерам энергоносителей это может позволить уменьшить зависимость от зарубежных поставок и ограничить воздействие колебаний стоимости энергоносителей на международных рынках. В дополнительном сценарии, где рассматривается снижение мощностей атомной энергии (на 7% к 2040 г. по сравнению с сегодняшними мощностями), показатели энергетической безопасности, как правило, ухудшаются в странах с ядерной энергетикой.
Атомная энергия дает одну из немногих возможностей крупномасштабных мер по сокращению выбросов углекислого газа, так как она способна служить базовой частью энергосистемы. Начиная с 1971 г., использование энергии атома позволило избежать выброса в атмосферу около 56 гига тонн СО2, что соответствует почти двухлетнему общему объему мировых выбросов загрязняющих веществ при сегодняшнем уровне. В 2040 г. за счет ядерной энергетики удастся избежать почти 50% ежегодно объемов выбросов в Корее на тот момент, 12% в Японии, 10% в США, 9% в Евросоюзе и 8% в Китае. Средние затраты, необходимые для уменьшения выбросов в атмосферу с помощью внедрения новых атомных мощностей, зависят от особенностей энергетического баланса и расходов, осуществляемых на закупку тех видов топлива, которые они вытесняют, и, следовательно, будут в диапазоне от очень низких расходов до более чем 80 долларов за тонну.
В период до 2040 г., около 200 ядерных реакторов (из 434 эксплуатируемых на конец 2013 г.) будут выведены из эксплуатации, в основном в Европе, США, России и Японии. Задача восполнения нехватки генерирующих мощностей особенно остро стоит в Европе. Еще задолго до истечения лицензионного срока эксплуатации атомных электростанций, их операторы должны будут либо начинать закрывать их и строить альтернативные мощности, либо планировать дальнейшую эксплуатацию. Им нужны максимально четкие представления о правилах продления лицензий и закрытия станций. По оценкам МЭА, стоимость вывода из эксплуатации ядерных установок, работу которых необходимо будет остановить до 2040 г., составит более 100 млрд долларов. Но большой уверенности в этой сумме нет, так как очень мало практического опыта демонтажа и дезактивации реакторов и восстановительных работах на данных участках земли. Регулирующие органы и энергетики должны планировать эти будущие расходы.
Беспокойство общественности по поводу ядерной энергетики должно быть принято во внимание. Опыт последних лет показывает, что общественное мнение способно играть определяющую роль в вопросе будущего атомной энергетики. Главной причиной обеспокоенности является безопасность работы реакторов, должное обращение с радиоактивными отходами и предотвращение распространения ядерного оружия. Уверенность в компетентности и независимости регулирующих органов здесь необходима, особенно при растущей атомной энергетике: в нашем основном сценарии число стран с ядерной энергетикой вырастит с 31 до 36, принимая во внимание также страны, которые откажутся от атомной энергии до 2040 г. Суммарный объем отработанного ядерного топлива удвоится и составит более 700 тыс. тонн за весь прогнозируемый период. Между тем, ни в одной стране еще нет постоянных сооружений для захоронения долгоживущих и высокорадиоактивных отходов, производимых промышленными реакторами. Всем странам, которые когда-либо производили радиоактивные отходы, необходимо разработать планы по определению мест их постоянного захоронения.