Энергопрогноз к середине века

Как будет происходить глобальная энерготранзиция? Какие этапы впереди? Какие выводы должны сделать инвесторы, нацеленные на среднюю и долгосрочную перспективу? Ответы на некоторые из этих вопросов дают экспертные оценки, учитывающие противоположные влияния на развитие событий, и даже указывают на ключевые даты изменения модели глобальной энергетики.

Энергетическая шкала времени

В своем исследовании «Energy Transition Outlook 2018, a forecast to 2050″ консалтинговая фирма DNV GL (100+ отделений по всему миру), специализирующаяся на прогнозах для системных инвесторов в оценке привлекательности долгосрочных вложений в энергосектор, опубликовала «таймлайн» событий по изменению в глобальной энергетике см. рис. 1. Учитывая важную репутацию экспертов DNV GL, этот прогноз будет иметь непосредственное влияние на поведение инвесторов.

«Зеленый склон» на диаграмме (рис. 1) демонстрирует долю, которую будет занимать «неископаемая» энергетика в общей структуре. Первая переломная дата — 2014 г. — когда уголь начал терять свою роль в энергообеспечении и его использование в мире начало быстро сокращаться. Впереди — пики потребления нефти (2023 г.) и природного газа, включая сланцевый (2034). В 2032 г. человечество будет потреблять максимальное количество первичной энергии, в 2035 г. — пик потребления вторичных форм ( «конечная энергия»). То есть, несмотря на замедленный рост численности человечества, в целом вся цивилизация после 2035 г. будет сокращать энергопотребление. Мировой спрос на первичную энергию растет (581 ЭДж в 2016 г.) до пикового значения 662 ЭДж в 2032 г., затем медленно спадает до примерно 586 ЭДж в 2050 г. Причина этого — использование ВИЭ вместе с энергосбережением и технологическими изменениями, которые сокращают общее потребление энергии на производство единицы продукции во всех сферах.

Глобальные капиталовложения в ВИЭ в 2035 г.. превысят инвестиции в ископаемую энергетику — как в новые проекты, так и в поддержку на модернизацию существующих.

В 2023 г. общая установленная мощность PV-модулей превысит 1 ТВт (сейчас — 465 ГВт). Это более оптимистично, чем по сценарию BNEF «New Energy Outlook 2018». По прогнозу DNV GL в 2040 г. установленная мощность PV-установок в мире будет больше, чем 10 ТВт, то есть за 17 лет ожидается рост в десять раз. В 2044 году мировая PV-генерация превысит добычу первичной энергии из всех видов биомассы, включая той, которая будет добываться с моря или в результате очистки пресных водоемов от сине-зеленых водорослей. Сейчас среди ВИЭ лидирует биоэнергия, но по расчетам IEA, в среднесрочной перспективе самый быстрый прирост по всем видам ВИЭ будет именно PV-генерация см. рис. 2, и эта тенденция будет превалировать и в дальнейшем. Между 2018-2023 гг. общее потребление ВИЭ вырастет почти на 30%, что составит 40% мирового спроса на энергию.

В 2050 50% всей мировой «энергетической корзины» составит ВИЭ и другие неископаемые источники первичной энергии см. рис. 3, а 70% всей электроэнергии в мире будет производиться из солнца и ветра.

К 2050 году выработки электроэнергии в мире утроятся см. рис. 4, и в общем объеме потребляемой энергии электричество составит 45%. Однако инвестиции в электрификацию будут еще быстрее, чем собственно в PV-сектор, поскольку потребуются расходы на расширение и модернизацию инфраструктуры общих и распределенных энергосетей и «цифровизацию» систем контроля. Особенно это будет касаться сетей низкого и среднего напряжения с учетом ускоренного развития распределенной генерации с изменяемых источников ВИЭ (VRE), которые должны выдерживать больше пиковых нагрузок, чем сейчас. Крупнейшим фактором потребления электроэнергии станет массовый переход на электричество для выработки тепла для отопления и горячей воды. А среди этих источников электрогенерации будет занимать главное место именно PV-генерация.

Доля суммы капиталовложений в ВИЭ и в развитие сетей по сравнению с глобальными расходами на энергию вырастет с 17% в 2016 до 47% в 2050 г., ископаемые источники в общем объеме потребления первичной энергии скатятся с нынешних позиций 81% до 50% в 2050 г.. Глобальные ежегодные энергетические расходы увеличатся на 33% с $ 4,5 трлн в 2016 г. до $ 6,0 трлн. в 2050 г.. Общие затраты на ископаемые источники (капитальные и текущие) сократятся с $ 3,4 трлн. в 2016 гг. до $ 2,1 трлн. в 2050 г.

Ежегодные вложения в неископаемую энергию вместе со связанными с этим затратами на сети увеличатся почти в 3,5 раза до $ 2,4 трлн. см. рис. 6. Глобальные вложения на развитие и поддержание электросетей к середине века увеличатся с $ 0,49 трлн. до > $1,5 трлн. Однако к 2050 г. мировые расходы собственно на энергию упадут с 5,5% до 3,1% при том, что мировая экономика увеличится на 130% от нынешнего состояния. Переход мировой модели на увеличенное потребление именно электричества вполне обоснован и вероятен.

Производство электроэнергии в среднесрочной перспективе будет происходить главным образом за счет PV-технологии, ее темпы роста будут превышать все остальные ВИЭ, вместе взятые, см. рис. 6. А среди самой PV-генерации быстрым будет развитие распределенных малых и средних мощностей.

Темпы развития распределенной генерации очень чувствительны к мировым ценам на ископаемые источники, особенно на топливный мазут и природный газ. Агентство IEA учла этот фактор в своих расчетах и предоставила цифры роста PV-мощностей в ближайшей перспективе по пессимистическому и ускоренному сценариям см. рис. 7, последний учитывает также фактор влияния роста цен на привычные ископаемые источники.

Общее распределение скорости развития между различными ВИЭ по данным агентства IEA см. на рис. 8, наибольшие темпы — по PV-генерации.

Инвестиционные перспективы

Солнечная энергетика по глобальному инвестированию сейчас действительно находится на начальном этапе, но в ближайшее время станет наиболее привлекательным сектором для системных и частных энергоинвесторов. По выражению эксперта по GTM Research, «мы все только начинаем скрести по поверхности потенциала отрасли солнечной энергетики», оценивая ожидания относительно мировых инвестиций в PV-энергетику в 2018-2035 г. в сумме $ 2,8 трлн. Даже с учётом огромного роста суммы инвестирования солнечная энергетика будет обеспечивать в 2035 г. до 17% мирового потребления энергии по сравнению с 2%, которые имеем сейчас. Солнечная энергетика может вырасти к 2050 г. в 65 раз. Сейчас на генерацию с солнечной энергии приходится около 1% от всего количества электроэнергии, а лишь 10 лет назад это количество было настолько малой, что ею можно было пренебречь. Развитие «солнечных» компаний только начинается.

Исследование перспектив энергетической транзиции группой DNV GL предоставляет системным инвесторам следующие выводы.

1. Общее мировое потребление всех видов энергии замедлится, а с начала 2030-х годов будет медленно спадать см. рис. 9, из-за кумулятивного эффекта от энергосбережения, вложения в которые будут вкладываться и дальше.
2. Мировая энергосистема медленно «декарбонизируется», то есть прогрессирует процесс последовательного отказа от всех углеводородных источников энергии. К 2050 г. распределение между ВИЭ и не- ВИЭ всех типов составит 50/50%.
3. Спрос на углеводороды будет крупнейшим в 2020-х годах, а в 2026 г. газ займет место наиболее применяемого углеводородного источника. Вложения в разработке новых залежей органического топлива будут продолжаться до 2040 г. С развитием генерации с изменяемым ВИЭ спрос на углеводороды постепенно спадать.
4. Потребление электроэнергии в середине века вырастет почти вдвое. Солнечная и ветровая генерация будет обеспечивать более 2/3 от всей мировой электрогенерации. За счет роста общих вложений в энергосбережение в условиях медленного роста населения планеты, мировое потребление всех видов первичной энергии вырастет лишь на 45%.
5. Энергетическая транзиция с каждым годом будет относительно дешеветь (рис. 5). Этому будет способствовать дальнейшее удешевление PV-модулей см. рис. 10. Ожидаются изменения в характере мирового инвестирования — с 2029 г. больше капиталовложений будет направляться в развитие распределительных сетей и в ВИЭ, чем в энергетику на ископаемых и невозобновляемых источниках, включая ядерной энергетикой.
6. Несмотря на то, что нынешние темпы декарбонизации замедлились, очевидно, что цели Парижского климатического соглашения сейчас уже недостижимы. Чтобы глобальное потепление не превысило 2 ° C к 2100 г., существует настоятельная глобальная потребность в увеличении вложений в энергосбережение и в системы поглощения и хранения углеводородов (Carbon Capture and Storage, CCS). Увеличение доли ВИЭ в энергобалансе кроме прямого воздействия на уровень текущих выбросов диоксида углерода увеличивает общий уровень энергосбережения. Этот эффект связан с меньшими потерями энергии из ВИЭ на превращение тепло / электричество и на транспортировку, особенно за счет развития малой распределенной генерации, максимально приближена к конечным потребителям.