Тепловые насосы и биотопливо: рынок электроэнергии через 30 лет

Как показывает опыт последних лет, события, определяющие развитие энергетических рынков, включая геополитические изменения, террористические атаки, региональные кризисы, зачастую малопредсказуемы. Другие факторы, определяющие изменения рынков, включают демографию, технологии, глобальную перестройку системы разделения труда и доступ к ресурсам. В этом материале попробуем предположить, как будет развиваться электроэнергетика ближайшие 30 лет в данном контексте.

Что происходит сейчас

Последние два года показали, что рынки могут сравнительно быстро переходить с одних энергоносителей на другие. Европейские страны в 2022–2023 годах оперативно перешли с трубопроводного газа на СПГ, увеличили потребление угля и стимулировали развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Согласно отчету Международного энергетического агентства (МЭА), временный рост потребления угля в 2022 году был вызван снижением производства атомной и гидроэлектроэнергии и резким ростом цен на энергоносители в середине 2022 года. Это привело к достижению рекордного показателя вырабатываемой углем электроэнергии в 10,4 тыс. ТВт·ч, что глобально составило прирост на 1% по сравнению с 2021 годом.

При этом рынок нефти продемонстрировал устойчивость экономических принципов рынка коммодити (сырьевые товары, для которых практически не имеет значения, кто, где и как их произвел) против введения ограничений и искусственных ценовых потолков.

Что будет с ископаемым топливом

По прогнозу McKinsey, к 2050 году ВИЭ будут обеспечивать от 65 до 85% мирового производства энергии.

При этом потребление газа в 2050 году может сильно различаться в зависимости от сценария. При консервативных сценариях — вырастет с нынешних 3,8 трлндо 4,8 трлн куб. м. Если возобновляемые источники энергии и электрификация станут развиваться быстрее, то потребление газа снизится до 3 трлн куб. м.

То же касается угля, но тут разброс еще сильнее. Он варьируется в диапазоне от 5,8 млрд до 1,3 млрд т. Однако, учитывая современный объем потребления — 8 млрд т, можно говорить о тренде на снижение использования угля.

Согласно сценарию МЭА, спрос на нефть снизится с 96,5 млн барр. в сутки в 2022 году до 92,5 млн барр. в 2030-м и до 54,8 млн барр. в сутки в 2050 году. Зато ОПЭК, наоборот, прогнозирует рост потребления нефти — 116 млн барр. в сутки к 2045 году.

Энергетический переход

Согласно докладу Всемирного банка 2023 года, энергетический переход в странах с низким и средним уровнем дохода повлечет за собой беспрецедентное расширение и трансформацию инфраструктуры энергетического сектора: модернизацию и строительство новых сетей, систем хранения энергии, зарядочных станций и т.д. По оценкам МЭА, чтобы к 2050 году достичь нулевого уровня выбросов во всем мире, инвестиции в энергетический сектор в этих странах (за исключением Китая) должны вырасти в среднем до $1 трлн в 2030 году.

Для удовлетворения быстрорастущего спроса на электроэнергию и постепенного отказа от наиболее неэкологичной угольной энергетики требуется расширение использования возобновляемых источников энергии и программ повышения энергоэффективности. В частности, восьми странам — Китаю, Индии, Индонезии, Малайзии, Филиппинам, Южной Африке, Турции и Вьетнаму — необходимо будет к 2050 году поэтапно отказаться более чем от 1,4 тыс. ГВт угольной генерации. Их замена на более экологичную энергию оценивается МЭА более чем в $2,7 трлн.

С учетом роста процентных ставок вопрос доступности капитала для таких заемщиков обостряется, а в будущем будет зависеть от возможной рецессии, состояния рынков капитала, уровня инфляции, финансовой стабильности и закредитованности стран.

Согласно последним прогнозам Управления энергетической информации США (EIA), мировое производство электроэнергии с 2022 по 2050 год вырастет на 30–76%. Причем большая часть электроэнергии будет производиться за счет возобновляемых источников энергии и ядерной энергии.

Самостоятельным направлением является и биоэнергетика (энергия, получаемая из биомассы, главным образом растений). Например, Китай уже переводит угольные электростанции на биотопливо. В сочетании с крупными лесными плантациями быстрорастущих пород в Китае это решает несколько вопросов одновременно: поглощение углерода лесными массивами, обеспечение промышленности собственной древесиной и локального экологичного энергоресурса. Аналогично Индия развивает свою биоэнергетику, чтобы решить экологические проблемы, связанные со сжиганием сельскохозяйственных отходов на полях.

Электрификация

Электрификация в современном контексте означает замену технологий или процессов, использующих ископаемое топливо (газовые или угольные котлы, двигатели внутреннего сгорания и т.д.) на устройства с электроприводом, аналогичные по функционалу электромобилям или тепловым насосам. Эти замены, как правило, более эффективны, снижают потребление энергии и объем выбросов, особенно с учетом того, что производство электроэнергии становится менее углеродоемким. Предполагается, что для достижения возможных преимуществ декарбонизации от электрификации электрическим сетям необходимо будет расширить как мощность, так и гибкость, чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию. Поэтому внедрение ВИЭ напрямую связано с системами хранения и передачи энергии.

Можно видеть, что с изменением геополитической ситуации и в свете всех происходящих перемен и общей неопределенности прогнозы значительно меняются и разрыв между сценариями существенно увеличивается. При этом общим трендом остается опережающий рост ВИЭ. Согласно данным BloombergNEF, солнечная энергетика и ветрогенерация составляют около 80% новых электрогенерирующих мощностей. Очевидно, что тенденция продолжится. Вопрос сохранения традиционных генерирующих мощностей и, соответственно, рынка энергоносителей — это во многом вопрос доступности средств на замену старых мощностей новыми.

В последние годы меры господдержки в ЕС начали распространяться на тепловые насосы для обогрева зданий. В рамках плана REPowerEU по постепенному отказу ЕС от потребления российского ископаемого топлива Европейская комиссия призвала удвоить текущие темпы внедрения индивидуальных тепловых насосов, в результате чего к 2027 году в странах ЕС их будет установлено в общей сложности 10 млн единиц и до 30 млн единиц к 2030 году.

Демография и энергетика

По данным Управления энергетической информации США, глобальное потребление электроэнергии продолжает расти быстрее, чем население мира. Это приводит к увеличению среднего количества потребляемой электроэнергии на душу населения.

Важную роль играет размер доходов населения, поскольку они определяют количество и размер личных автомобилей и домов, поездки и другие атрибуты образа жизни развитых стран с высоким уровнем дохода. В этом случае для оценки энергозатратности экономики должны учитываться и социальные изменения, влияющие на формирование домохозяйств: среднее количество детей в семьях, возраст формирования семей и домохозяйств, средняя продолжительность жизни и т.д.

При постоянной численности населения демографические изменения означают изменение потребностей в энергии. Например, рост участия женщин в рабочей силе привел к увеличению числа работающих. При этом потребление бензина в развитых странах продолжало расти в силу его сравнительной доступности, учитывая большее количество водителей-женщин и более высокие доходы на душу населения.

Другая сторона вопроса — изменение возрастного состава населения. Чем больше группа людей пенсионного возраста, тем меньше их потребности в энергии, чем у более молодой группы. Демографические изменения, такие как сокращение рождаемости и в результате меньшее количество молодых людей и связанное с этим замедление темпов формирования домохозяйств, вероятно, приведут к снижению спроса на энергию.

В большинстве развитых стран душевое потребление энергии вышло на плато, а демографический рост при старении населения крайне ограничен и обусловлен только притоком иммигрантов. Поток иммигрантов, с которым сталкиваются богатые страны, может оказать определенное влияние на потребление большего количества энергии. Поскольку эти люди, как правило, перемещаются из стран с более низким душевым потреблением энергии в страны с более высоким потреблением, рост энергопотребления при этом будет больше, чем если бы они оставались в своих странах.