Изменения в мировой энергетике неизбежны

Данные о развитии мировой энергетики, включая с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ), полученные в середине 2018 года, свидетельствуют, что достигнуто важной вехи — установленная генерирующая мощность энергии из солнца и ветра превышает один тераватт. Карта мировой энергетики безвозвратно изменилась. К середине XXI века доминирование ВИЭ, прежде всего, солнца и ветра, станет глобальным.

В отчете «New Energy Outlook 2018», обнародованного в середине года аналитическим центром Bloomberg New Energy Finance (BNEF) по данным первого полугодия 2018, приведены ошеломляющие цифры. Общая установленная и введена в эксплуатацию мощность, производящая энергию из солнца и ветра, уже превышает 1 тераватт (см. рис. 1). Почти половина этих мощностей (46,5%) — это солнечные PV-станции, из которых почти треть — это малые энергетические установки, в том числе домашние.

Чтобы достичь за почти пятнадцать лет первый тераватт мощности, которая производит энергию из солнца и ветра, в мире было инвестировано в целом $ 2,3 трлн. (всего в ВИЭ с 2004 г. было вложено $ 2,9 трлн.). Второй тераватт генерирующих мощностей с солнца и ветра потребует гораздо меньше времени и средств — этот показатель будет достигнуто в 2025 г. при условии вложений суммы, что составит около 40% от предыдущей — $ 1,23 трлн.

Рис. 1. Установленная мощность солнечных и ветровых электростанций в мире, 2000-2018 гг., Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.
Рис. 1. Установленная мощность солнечных и ветровых электростанций в мире, 2000-2018 гг., Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.

Еще больше за меньшие средства

Тенденция по снижению стоимости и сроков построения солнечных и ветровых установок объясняется удешевлением технологий и повышением их эффективности. Это отражает график мировых инвестиций в ВИЭ до 2017 г., скорректированный по данным, которые были получены на середину 2018 г. см. рис. 2. Вложения в ВИЭ продолжают расти вроде меньшими темпами, чем раньше, но за ту же сумму сейчас можно построить гораздо больше фактической мощности, чем даже пять лет назад. Сравните цифры: мировые вложения в ВИЭ в 2016 г. составили $ 325 млрд. (вроде как на 10% меньше, чем вложения в 2015 г.), что добавило к глобальной мощности 138,5 ГВт, то есть на 9% больше, чем был прирост в 2015 г. (~ 127,5 ГВт). В течении 2017 г. в ВИЭ было вложено на 7% меньше, чем в год рекордных инвестиций (2015, $ 360), но установленная мощность ВИЭ с тех пор выросла почти на треть. Мощность солнечных и ветровых станций за последние пять лет (с 2014 г.) увеличилась вдвое. Среднемировые затраты на построение каждого МВт электрогенерирующих мощностей для получения энергии из солнца и ветра уменьшились на 20%. Эксперты BNEF прогнозируют продолжение «бычьего» тренда — общие мировые вложения в развитие ВИЭ в дальнейшем будут расти, что отражается в данных за первое полугодие 2018 г.

Рис. 2. Рост новых мировых инвестиций в ВИЭ, 2004-2017 гг., млрд. USD. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.
Рис. 2. Рост новых мировых инвестиций в ВИЭ, 2004-2017 гг., млрд. USD. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.

Неизменные структурные изменения

Первый тераватт солнечно-ветровой генерации стал точкой безвозвратного излома общемировой модели энергетики. За тридцать последующих лет — к 2050 г. — нас ожидает глобальный переход к использованию 2/3 энергии, полученной из ВИЭ, о чем утверждают аналитики из BNEF см. рис. 3. То есть нынешняя модель потребления 2/3 энергии из ископаемых источников полностью «перевернется» наоборот.

Рис. 3. Структура мировой энергетики - нынешнее состояние и прогноз, 1970-2050 гг. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.
Рис. 3. Структура мировой энергетики - нынешнее состояние и прогноз, 1970-2050 гг. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.

Такой глобальной энергетической «транзиции» изрядно способствует удешевление технологии добычи и сохранения возобновляемой энергии. К слову, основная технология добычи солнечной энергии — из кристаллических кремниевых панелей (c-Si) — будет продолжать снижать себестоимость см. рис. 4.

Рис. 4. Мировые цены на кристаллические PV-модули, 1976-2018 гг. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.
Рис. 4. Мировые цены на кристаллические PV-модули, 1976-2018 гг. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.

Фактически достигнутый уровень мировых оптовых цен на c-Si-пластины на конец первого полугодия 2018 г. составляет <0,2 $ / Вт. Сейчас мировые цены на PV-модули формирует Китай. К 2050 г. по прогнозам стоимость PV-установки упадет в сопоставимых ценах еще как минимум на 71%, что побуждает инвесторов активнее вкладываться именно в PV-технологии. Однако стоимость ветрогенерации со временем также снизится — на 58%. Это позволит активнее использовать солнечную и ветровую генерацию в тандеме (PV-wind hybrid generation), что немного будет нивелировать естественную неравномерность генерации из этих двух переменных возобновляемых источников (VRE).

Второй тренд, который приводит к общей приемлемости естественных всплесков генерации из ВИЭ — это дальнейшее распространение технологий хранения накопленной электроэнергии (ESS), особенно той, что получена на малых и домашних VRE-генераторах. Мощным драйвером этой тенденции является дальнейшее удешевление Li-ion-накопителей. На рис. 5 демонстрируются ожидания BNEF до 2025 и 2030 гг. цены за киловатт-час батарейной емкости. За последующие десять лет цена на ESS-устройства с литий-ионной технологией уменьшится более, чем вдвое. Это позволяет надеяться, что такие устройства (особенно домашних, малых и средних распределенных генерирующих мощностей) смогут повсеместно применяться для устранения дисбалансов в общей электросети.

Большие мощные ESS также получат развитие. Их общая накопительная способность возрастет в 6 раз, и к 2050 г. составит 15% от общей мощности мировой энергосистемы. Аккумуляторные накопители будут занимать среди ESS 44%, и эта цифра будет расти. В 2050 году почти 70% всех новых ESS, которые будут вводиться в эксплуатацию, составят именно электрические аккумуляторные устройства. Дешевые аккумуляторы позволяют использовать накопленную энергию из ветра и солнечных лучей, когда не дует ветер и не светит солнце.

Рис. 5. Мировые цены на Li-ion батареи, состояние и прогноз, 2010-2030 гг. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.
Рис. 5. Мировые цены на Li-ion батареи, состояние и прогноз, 2010-2030 гг. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.

Тройной удар

К середине века опережающий рост солнечной генерации приведет к выравниванию в применении солнечных и ветровых станций между собой — 50/50. Они составят основу мировой электрогенерации и обеспечат почти 50% мировой добычи электроэнергии. Вместе с гидрогенерацией, другими типами ВИЭ, ядерной технологией, общая безвуглеводная генерация достигнет 71%.

Больше всего сократится мировое потребление угля, которое в структуре глобальной генерации упадет с нынешних 29% до менее 11%.

Мировое потребление природного газа возрастет незначительно, несмотря на общий рост мирового спроса на электроэнергию. Газ в генерирующих мощностях будет в основном применяться на быстрых компенсационных установках (например, газотурбинных), что вместе с ESS нивелирует суточную и сезонную неравномерность VRE-генерации и балансирует всплески спроса / предложения в электросети общего пользования.

Особенно ощутимое сокращение потребления газа произойдет после 2040 в Европе, а в Китае и в Индии, наоборот, потребность в газе существенно возрастет.

Наиболее ощутимая «энерготранзиция» состоится в Европе, где вся структура энергетики будет базироваться на переменной (VRE) генерации и использовании ESS различной мощности и типов. В целом в Европе в 2050 г. из ВИЭ будут генерировать 87% всей первичной электроэнергии. А в Германии эти изменения произойдут значительно раньше. В 2025 г. Германия планирует полностью отказаться от ядерной генерации, до 29% упадет производство электроэнергии из ископаемого органического топлива (уголь, нефть, уголь), а уровень применения ВИЭ превысит 70%. По данным BNEF, Германия к 2050 г. будет на 84% генерировать электричество из ВИЭ, а солнце и ветер в целом в энергоструктуре страны будут занимать 74%.

Солнце, ветер и накопители энергии (ESS) вместе станут именно тем «тройным» ударом, который сменит мировую структуру энергогенерации.

Трансформация карты мировой энергетики

Изменении в мировой структуре энергогенерации потребуют не только значительного финансирования, но и переориентации инвестиционных потоков.

По данным отчета «New Energy Outlook 2018» в новые мощности по производству электроэнергии в период с 2018 до 2050 гг. в мире будет инвестировано $ 11,5 трлн., из которых именно в солнечные и ветровые станции будет вложено $ 8,4 трлн. Другие технологии с нулевыми выбросами парниковых газов (преимущественно ядерные и гидростанции) и ВИЭ будут профинансированы на сумму $ 1,5 трлн.

На рис. 6 приведены прогнозы к 2050 г. по распределению мировых инвестиций в новые энергогенерирующие мощности по регионам планеты.

Рис. 6. Инвестиции в мировую энергетику по регионам с 2018 до 2050 (трлн. USD). Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.
Рис. 6. Инвестиции в мировую энергетику по регионам с 2018 до 2050 (трлн. USD). Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.

Лидером мировой энергоперестройки станет азиатско-тихоокеанский регион, к которому, прежде всего, относятся Китай, Индия и Австралия. И это уже происходит. В прошлом году Китай добавил к мировой солнечной генерации 53 ГВт — это примерно половина от всей новой мировой установленной солнечной мощности. Взрывной характер имел рост инвестиций и в других частях планеты. К примеру, Мексика увеличила вложения в солнечные проекты в 8,1 раз, а финансирование солнечных станций в Объединенных Арабских Эмиратах возросло в 30 раз. ОАЭ вместе с японскими фирмами поставило амбициозную задачу построить солнечные фермы общей мощностью 220 ГВт, что составляет почти пятую часть от всей мощности солнечных батарей, установленных в настоящее время во всем мире.

Это безусловно трансформирует мировую энергетическую карту. Однако доминировать к 2050 г. в использовании ВИЭ (и прежде всего солнца и ветра) будет Европа, где часть ВИЭ составит 87% в выработке первичной электроэнергии. Далее среди лидеров без углеводородной транзиции — Индия (75%), Китай (62%) и США (55%).

Рис. 7. Рост общемирового спроса на электроэнергию с 2017 до 2050 гг. ТВт · ч. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.
Рис. 7. Рост общемирового спроса на электроэнергию с 2017 до 2050 гг. ТВт · ч. Источник: Bloomberg New Energy Finance, New Energy Outlook 2018.

Все эти изменения к 2050 г.. будут происходить на фоне роста глобального спроса на электроэнергию на 57%. Китай и Индия станут мировыми центрами роста электрогенерации см. рис. 7. BNEF прогнозируют, что мировой спрос на электроэнергию с 25 тыс. ТВт · ч, зафиксированных в 2017 г. вырастет до 38,7 тыс. ТВт · ч в 2050 г. Наибольших инвестиций потребуют страны Африки, Ближнего Востока и Юго Восточной Азии, которые развиваются. В этих регионах будет продолжать расти численность населения, но и также будет происходить промышленное развитие, что будет сопровождаться улучшением жизненного уровня, а следовательно и ростом использования электроэнергии и на потребительские нужды. Рост ВВП и усиление доступа к электроэнергии приведет здесь к удвоению спроса.

Напротив, в развитых странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) ожидается, что увеличение спроса будет анемичным или даже начнет сталкиваться с противоположными факторами, что уменьшают общее потребление электроэнергии. Они сочетают развитую энергоэффективность, что проникнет во все без исключения сферы жизни, относительно незначительные темпы ускорения экономического развития и последовательный отказ от всех энергоемких отраслей промышленности.

Сценарий глобального изменения структуры энергетики учитывает рост количества электромобилей. В агентстве BNEF прогнозируют, что к 2050 г. электрические транспортные средства (EV) добавят к общему спросу 3461 ТВт · ч в общей мировой потребности в электроэнергии. Но ожидается, что примерно половина этого спроса будет покрываться за счет дополнительной генерации из ВИЭ. К тому же EV будут заряжаться именно в то время суток, когда есть избыток добычи энергии из ВИЭ, прежде всего с солнечной энергии.

Следовательно, единственный вывод из отчета BNEF для инвесторов: «Follow the sun!»

 

Ключевые направления деятельности Авенстон

Промышленные солнечные электростанции

Строим сетевые промышленные солнечные электростанции для работы по "зеленому" тарифу или продажи электроэнергии через систему аукционов. Наземные солнечные электростанции "под ключ" - проект, генподряд, подключение к сетям.
Узнать больше

Коммерческие солнечные электростанции

С 2010 года выполняем полный комплекс работ по разработке проектов, строительству и сервисному обслуживанию солнечных фотоэлектрических электростанций всех типов. Огромный практический опыт строительства солнечных электростанций для бизнеса. 
Узнать больше

Плавучие солнечные электростанции

Мы предлагаем все необходимые услуги и инновационные решения по внедрению плавучих солнечных электростанций (FPV) в Европе и на Ближнем Востоке. Технические консультации, проектирование и услуги EPC под ключ.
Узнать больше

Системы накопления электроэнергии

Полный спектр услуг по внедрению технологий хранения энергии (BESS) для солнечных электростанций и других объектов ВИЭ, промышленности и коммерческого сектора. Девелопмент, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию.
Узнать больше