CC BY
0
АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОГНОЗНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ В СЦЕНАРИЯХ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА
Е.В. Рутц, магистр
Дипломатическая академия МИД РФ
Научный руководитель: А.А. Серегина, канд. пед. наук, доцент Дипломатическая академия МИД РФ (Россия, г. Москва)
DOI:10.24412/2411-0450-2023-12-2-133-138
Аннотация. В данной статье проводится сравнительный анализ некоторых сценарных показателей по генерации и потреблению электроэнергии в мировом энергобалансе. Для анализа используются данные World Energy Outlook 2021 и World Energy Outlook 2022, выпущенных Международным энергетическим агентством (IEA). Результатом исследования является оценка как исходных статистических данных, так и показателей, рассчитанных на их основе для более репрезентативного отражения текущих изменений. Актуальность статьи обусловлена экономическими шоками 2022 года, которые потребовали к настоящему времени корректировки целевых показателей в рамках сценариев устойчивого развития и, как следствие, вызвали необходимость оценить масштаб изменений в горизонте планирования до 2050 года.
Ключевые слова: энергетика, декарбонизация, энергетический переход, электроэнергия, электрификация, устойчивое развитие.
Важным фактором достижения климатических целей при одновременном сохранении экономического роста является улучшение показателей энергоэффективности. Данный метод давно применяется и в качестве стабилизирующего инструмента в ответ на ценовые шоки: например, снижение потребления топлива у новых моделей американских автомобилей за период с 1970-1980 гг. или постепенный переход от ламп накаливания к светодиодным. Меры, принятые с 2000 г. по 2021 г., позволили сэкономить в общей сложности 125 Эдж (30% от текущего объема конечного потребления [1]).
Однако за последние 5 лет темпы им-плементации мер по снижению энергоемкости замедлились: 0,5% в 2021 г. против в среднем 1% в год за период 2017-2020 гг. и 2,1% за период 2011-2016 гг. [1] Именно поэтому эксперты, участвовавшие в разработке World Energy Outlook 2022, видят необходимым переломить эту тенденцию в рамках устойчивого развития (темпы снижения энергоемкости должны составить
минимум 2-3% в зависимости от сценария) [1].
Также эксперты отмечают, что в рамках энергетического перехода все большее значение будет приобретать электроэнергия. Это подтверждают данные на рисунке.
70 60 50 40 30 20 10
I.
I. II
\> STEPS APS XZE
■ Промышленность 26 38 50
Транспорт 9 25 48
Сектор недвижимости 50 58 67
■ Промышленность ■ Транспорт Сектор недвижимости
Рис. Доля конечного потребления электроэнергии по секторам к 2050 г., в % [1]
Прогнозируется, что даже в рамках неблагоприятного сценария (STEPS) в секторе недвижимости к 2050 г. 50% энергопотребления будет обеспечиваться за счет электричества (+16% по сравнению с 2021 г.). В секторе транспорта доля потребляемой электроэнергии вырастет на 8% по сравнению с 2021 г., а в секторе промышленности - на 4% за тот же период. Если оценивать средний показатель потребления электроэнергии по каждому сектору в рамках 3 сценариев, то на первом месте будет сектор недвижимости, на втором - промышленность, на третьем -транспорт.
Тенденция к росту потребления электроэнергии связана с необходимостью отказа от ископаемого топлива. Одновременно должна повышаться доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для ее генерации, что позволит сделать электричество максимально экологичным и свести к минимуму ценовую волатильность, связанную с необходимостью использования ископаемого топлива.
В 2021 г. Международное энергетическое агентство (IEA) опубликовало доклад «World Energy Outlook 2021» (WEO-2021) [2], в котором подчеркивается, что быстрое, но неравномерное восстановление мировой экономики после рецессии создало серьезную нагрузку на некоторые сегменты мировой энергетической системы, в частности спровоцировав скачок цен на рынках природного газа, угля и электроэнергии, в связи с чем увеличилось мировое потребление ископаемого топлива. Как следствие, эксперты зафиксировали второй по величине годовой прирост выбросов CO2 в истории. А в 2022 г. мировая экономика пережила шок, который обернулся новым витком энергетического кризиса в совокупности с миграционным и продовольственным. Это оказало значительное влияние на процессы экологизации мировой энергетики, что неизбежно приведет к корректировкам сценариев устойчивого развития, представленных IEA.
В 2021 г. было предложено 4 сценария развития, но в докладе от 2022 г. их число сократилось до 3:
- Net Zero Emissions by 2050 (NZE) - достижение «чистого нуля» (нулевых выбросов CO2). Отвечает ключевым целям устойчивого развития ООН в области энергетики. Сценарий предполагает, что неэнергетические выбросы будут сокращаться в той же пропорции, что и энергетические. Это соответствует ограничению роста температуры на Земле до 1,5 °C (с вероятностью 50%).
- Announced Pledges Scenario (APS) -учитывает все обязательства, принятые правительствами разных стран мира, а также долгосрочные цели по достижению «чистого нуля», и предполагает, что они будут выполнены в полном объеме и в срок. Глобальные тенденции в этом сценарии отражают совокупный объем амбиций мирового сообщества по борьбе с изменением климата по состоянию на середину 2022 г. Оставшаяся разница в объемах выбросов между APS и NZE показывает «разрыв амбиций», который необходимо преодолеть для достижения целей, согласованных в Парижском соглашении в 2015 г.
- Stated Policies Scenario (STEPS) - не считает само собой разумеющимся, что правительства достигнут всех заявленных целей. Здесь рассматриваются возможные пути развития энергетической системы без проведения дополнительной политики. Как и APS, не предназначен для достижения конкретного результата. В нем детально, по секторам, рассматриваются как существующие, так и разрабатываемые меры. Разница в объемах выбросов между STEPS и APS представляет собой «разрыв в реализации», который необходимо устранить для достижения странами заявленных целей по декарбонизации.
Аспект электрификации является одним из основных в каждом из сценариев: это связано со значительным совокупным увеличением мирового спроса на электроэнергию в ближайшие десятилетия. Например, по данным WEO-2022, в 2021 г. мировой спрос на электроэнергию увеличился до 24 700 тераватт-час (+6% по сравнению с предыдущим годом и наибольший показатель с 2010 г.) - этому способствовало экономическое восстанов-
ление после пандемии. Практически 3/4 мирового роста спроса приходилось на развивающиеся и наименее развитые страны (на Китай - 50% мирового роста спроса, или 700 тераватт-час, что соразмерно потребности в электроэнергии всей Африки). Сейчас доля электроэнергии в конечном потреблении составляет 20%, и крупнейшие ее потребители - Китай, США и Европа (около 60% мирового спроса на электроэнергию). В перспективе до 2050 г. мировой спрос на электроэнергию в рамках STEPS будет выше, чем сегодня, приблизительно на 80%, в рамках APS - на 120%, а в рамках NZE - на 150% [1].
Кроме того, именно для генерации электроэнергии и для нужд отопления по состоянию на 2021 г. в мире предоставлялось больше всего ископаемого топлива (свыше
Из расчетов следует, что на конец 2021 г. доля потребления электроэнергии не изменилась, доля потребления нефти выросла на 0,62%, а доля потребления природного газа сократилась на 0,12%. Природный газ и электроэнергия в совокупности составляли 36,34% в 2020 г. и 36,22% в 2021 г., что практически эквивалентно долевому показателю потребления нефти. Изменения в конечном потреблении других энергоресурсов также незначительны. Таким образом, в целом структуру конечного потребления в рамках последних двух лет можно считать неизменной, что должно было привести к интенсификации мер по достижению устойчивого развития.
Сценарии WEO-2021 [2] и WEO-2022 [1] предполагают следующие изменения в объемах общемирового конечного потребления за период 2030-2050 гг.: +61,7 ЭДж (WEO-2021) и +59 ЭДж (WEO-2022) в
360 Эдж) - прежде всего угля. На втором месте была промышленность, на третьем -транспорт. За тот же год на сектор электроэнергии и отопления приходилось 13 Гт выбросов СО2, то есть более 1/3 от общего объема выбросов в мировом энергетическом секторе [1].
Мировой энергетический кризис 20212022 гг. с высокой долей вероятности привел к корректировке показателей в вышеупомянутых сценариях, и цель статьи -сравнив исследования IEA от 2021 и 2022 гг., оценить, насколько изменились прогнозы, связанные с электроэнергией. Это будет сделано на основе 3 репрезентативных индикаторов.
Сначала обратимся к общим данным по мировому энергопотреблению за 2020 и 2021 гг. (табл. 1).
рамках STEPS; +6,1 ЭДж (WEO-2021) и -18 ЭДж (WEO-2022) в рамках APS; -50 ЭДж (WEO-2021) и -61 ЭДж (WEO-2022) в рамках NZE. По сравнению с
2021 г. наблюдается особенно позитивная динамика в APS, однако она преимущественно вызвана экономическими шоками
2022 г., следовательно, необходимость интенсивной экологизации и повышения энергоэффективности остаются актуальными вне зависимости от сокращения рассматриваемого показателя.
В связи с этим по состоянию на 2022 г. для любого из сценариев характерна тенденция к увеличению доли электроэнергии в общемировом конечном потреблении. В STEPS (до 2030 г.) - с 21,08% до 22,06%, в APS - с 22,06% до 23,95%, в NZE - с 26,22% до 27,64%. До 2050 г. показатели должны вырасти соответственно с 26,17%
Таблица 1. Структура общемирового конечного энергопотребления, % [1, 2]
2020 2021
Электроэнергия 19,82% 19,82%
Биотопливо 0,92% 0,91%
Нефть 37,19% 37,81%
Биометан 0,05% 0,00%
Природный газ 16,52% 16,40%
Твердое биотопливо 9,18% 9,11%
Уголь 12,26% 12,07%
Тепловая энергия 3,17% 2,96%
Другие источники 0,63% 0,68%
до 27,76% (STEPS), с 31,34% до 39,03% (APS), с 49,24% до 52,23% (NZE).
В WE0-2022 отмечается, что реструктуризация в секторе энергоресурсов связана с тем, что мировые цены на нефть и природный газ начали стремительно расти в конце 2020 г. по мере восстановления спроса в связи с ослаблением ограничений, введенных в рамках COVID-19. Эта тенденция на рынке энергоресурсов только усилилась в начале 2022 г. в связи с СВО. Как следствие, опасения по поводу энергетической безопасности и роста цен на природный газ привели к возврату ряда стран к углю, но параллельно стимулировали другие государства ускорить достижение нулевого уровня выбросов за счет акцента на ВИЭ, атомной энергетике, во-
Показатели WE0-2022 выросли по отношению к WE0-2021, что ожидаемо с учетом возможности компенсировать электроэнергией уменьшающиеся объемы использования ископаемого топлива при условии, что сам сектор будет максимально «очищен». Наибольшая корректировка до 2030 г. наблюдается в APS, но она практически равна изменению в STEPS (19,9% и 18,5% соответственно). Более заметной становится разница в увеличении показа-
Наибольшая корректировка показателя по ВИЭ до 2030 г. наблюдается в APS (+2,66%). По STEPS она составляет
дороде, аммиаке, технологиях ССЦЗ, а также более быстром отказе от угля. Подобные амбиции основаны на технологических инновациях (включая снижение стоимости солнечных фотоэлектрических панелей), а также на достижениях в области разработки малых модульных реакторов и использовании водорода и аммиака для электростанций, работающих на ископаемом топливе.
В таблице 2 представлены среднегодовые темпы роста объемов генерации электроэнергии, рассчитанные для 2 периодов: до 2030 и до 2050 гг. Это второй важный индикатор после показателя доли электроэнергии в общемировом конечном потреблении.
телей за период до 2050 г.: в APS она составила 24,7%, в STEPS - только 14,3%, а в NZE - 4,9%.
Третий индикатор, оцениваемый в рамках статьи - это долевое распределение ресурсов для генерации электроэнергии (см. таблицу 3). Заранее важно отметить, что при оценке долевой структуры энергоресурсов для генерации электричества в идеале не должны наблюдаться скачки роста доли ископаемого топлива.
+1,41%, а по ШЕ -0,005% (изменение не является достаточно значительным, поэтому можно говорить о стабильной динамике
Таблица 2. Динамика прогнозов объема генерации электроэнергии, ТВтч [1, 2]
Среднегодовые темпы генерации (2021-2030 гг.) Среднегодовые темпы генерации (2030-2050 гг.)
STEPS-21 681,3 656,4
STEPS-22 807,2 750,55
APS-21 760 1017,7
APS-22 911,6 1269,5
NZE-21 1055,4 1692,4
NZE-22 1096,1 1775,4
Таблица 3. Общемировая генерация электроэнергии по источникам, %
2030
STEPS-21 STEPS-22 APS-21 APS-22 NZE-21 NZE-22
Возобновляемые источники энергии 41,86% 43,27% 46,32% 48,99% 61,15% 61,14%
Ископаемое топливо без СС^ 48,68% 46,86% 43,36% 40,52% 25,08% 26,04%
2050
STEPS-21 STEPS-22 APS-21 APS-22 NZE-21 NZE-22
Возобновляемые источники энергии 59,70% 65,11% 71,20% 79,77% 87,59% 88,09%
Ископаемое топливо без СС^ 31,94% 25,80% 16,50% 8,70% 0,36% 0,12%
в рамках сценария). Аналогичный показатель до 2050 г. изменился следующим образом: +8,57% в APS, +5,4% в STEPS, +0,5% в NZE.
Доля ископаемого топлива в основном сокращалась, не считая показателя в рамках NZE до 2030 г. (+0,96%) - сказывается влияние текущего энергетического кризиса. Наибольшее сокращение наблюдается в APS: -2,84%. В STEPS оно составило -1,82%. К 2050 г. сокращение доли также наиболее существенно в APS: -7,8%. В STEPS: -6,13%, а в NZE: -0,25%.
В совокупности вышеперечисленные изменения приведут к росту доли выбросов ТО2 к 2030 г. (+0,98% в рамках STEPS, +2,14% в рамках APS, +3,47% в рамках NZE). Однако на 2050 г. корректировка этого показателя в секторе электроэнергии и отопления станет отрицательной: -0,14% в STEPS, -1,26% в APS, а в NZE превышение не-эмитирующих энергоресурсов будет скорректировано на -18 Мт СO2, что все равно предполагает совокупное достижение «чистого нуля». В целом по сценарию 2030 доля выбросов СO2, приходящаяся на данный сектор, составит 35,24% в рамках STEPS, 35,96% в рамках APS и 30,97% в рамках NZE, а по сценарию 2050 - 29,11% в STEPS, и 25,31% в APS.
В анализе сценария NZE дополнительно акцентируется внимание на том, что достичь «чистого нуля» наиболее быстро по-
лучится именно в секторе электроэнергетики и отопления - это поможет стимулировать сокращение выбросов CO2 в ряде других отраслей мировой экономики.
Таким образом, исследование статических данных, представленных в WEO-2021 и WEO-2022, позволяет сделать следующие выводы:
- Усиливается тенденция к «электрификации» экономики и использованию электроэнергии для нужд общественного энергопотребления.
- До 2050 г. в рамках APS и NZE предполагается сокращение роста мирового спроса на энергоресурсы - как следствие, дальнейшее развитие энергоэффективных технологий.
- Темпы генерации электроэнергии были скорректированы в положительную сторону на период и до 2030 г., и до 2050 г.
- Вырастет доля ВИЭ для генерации электроэнергии (в общей сложности до 4361% к 2030 г. и до 65-88% к 2050 г. в зависимости от сценария).
Описанные выше сценарии предусматривают интенсивное развитие ресурсосберегающих схем и технологий, связанных с экономическим и неэкономическим применением электроэнергии (сектор электромобилей, электрического отопления и т.д.) посредством продвижения соответствующих инвестиционных инициатив и НИОКР.
Библиографический список
1. International Energy Agency: World Energy Outlook 2022. - [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://iea.blob.core.wmdows.net/assets/830fe099-5530-48f2-a7c1-11f35d510983/WorldEnergyOutlook2022.pdf (дата обращения: 08.10.2023).
2. International Energy Agency: World Energy Outlook 2021. - [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://iea.blob.core.wmdows.net/assets/4ed140c1-c3f3-4fd9-acae-789a4e14a23c/WorldEnergy0utlook2021.pdf (дата обращения: 08.10.2023).
ANALYSIS OF CHANGES IN ELECTRIFICATION PROJECTIONS UNDER INTERNATIONAL ENERGY AGENCY SCENARIOS
E.V. Rutts, Master
Supervisor: A.A. Seryogina, Candidate of Political Sciences, Associate professor Diplomatic Academy of the Ministry of Foreign Affairs of the Russian Federation (Russia, Moscow)
Abstract. This article provides a comparative analysis of several scenario indicators on generation and consumption of electricity in global energy balance. It is based on the World Energy Outlook 2021 and World Energy Outlook 2022 released by the International Energy Agency (IEA). The result of the study is an evaluation of both the statistics presented and the numbers calculated on their basis for better representation of current changes. The relevance of the article lies in the economic shocks of2022, which by now required adjustments in the targets of sustainable development scenarios and, hence, caused the need to assess the changes for the period up to 2050.
Keywords: energy, decarbonization, energy transition, electricity, electrification, sustainable development.
