Світова енергетика. Частина II

Вигляд світової енергетики поступово змінюється.

У попередній статті ми обговорили сучасний стан світової енергетики: які джерела первинної енергії існують, яким чином, де і в якій кількості вони використовуються. З'ясувалося, що більше 80% первинної енергії ми сьогодні отримуємо з викопного палива (тобто вугілля, нафти і природного газу), і більше 85% - з невідновлюваних джерел (те ж, плюс атомна енергетика). На поновлювані джерела припадає менше 15% первинної енергії. При цьому біоенергетика, що становить дві третини всіх відновлюваних джерел і 10% загального споживання первинної енергії, здебільшого притаманна неіндустріальним суспільствам. Таким чином, сучасні технології відновлюваної енергетики дають поки що не більше 5% первинної енергії.

Поняття первинної енергії є ключовим для обговорюваної теми; детальний опис цієї концепції було наведено у попередній статті. Визначення використовуваних тут одиниць вимірювання первинної енергії - мільйони тонн нафтового еквівалента - можна знайти там само.

Подивимося тепер, які існують прогнози щодо світової енергетики. Міжнародне енергетичне агентство (МЕА), крім раніше нами вивчених даних щодо поточного стану світової енергетики, готує також і прогноз до 2040 року.

Модель, використовувана МЕА для прогнозу, враховує політики різних країн в області енергетики та їх очікувані зміни в майбутньому. Прогноз МЕА містить всього три сценарії, що відрізняються один від одного передбачуваною енергетичною політикою. Так, в основному варіанті прогнозу передбачається, що політика всіх країн буде з часом ставати все більш сприятливою для відновлюваних джерел і менш сприятливою для викопного палива. Це буде відбуватися як через збільшення прямого і непрямого субсидування відновлюваної енергетики, так і через розширення заходів з обмеження викидів парникових газів, у тому числі вуглекислого газу.

Другий варіант прогнозу передбачає збереження поточного стану енергетичної політики до 2040 року; відповідно, в цьому варіанті частка викопного палива у споживанні енергії вище, а частка поновлюваних джерел нижче. У третьому варіанті передбачається реалізація енергетичної політики, при якій середня світова температура буде перевищувати доіндустріальний рівень не більше ніж на 2 градуси Цельсія. Така максимально допустима межа зростання температури в останні роки заявлялася як розумна мета для світової кліматичної політики; мається на увазі, що він дозволить уникнути найбільш руйнівних наслідків глобального потепління.

В принципі, ці три варіанти покривають більшу частину діапазону різних існуючих прогнозів світової енергетики, від помірно консервативних до розумно оптимістичних. Тому їх вивчення дозволить скласти досить адекватну картину можливих перспектив, які проглядаються сьогодні в цій області.

Передумови прогнозу МЕА до 2040 року

Прогноз світової енергетики необхідно поміщати в контекст: які передумови в частині світової економіки, демографії, технологій і політик в області енергетики використовувалися при його складанні. З їх перерахування буде також зрозуміло, які фактори впливають на розвиток енергетики.

Передбачається, що світовий ВВП буде рости із середнім темпом 3,5% на рік, тобто до 2040 року він повинен зрости приблизно в два з половиною рази. Дві третини цього зростання відбудеться за рахунок сфери послуг. Населення Землі з нинішніх 7,3 мільярдів до 2040 року має зрости до 9 мільярдів людей, в основному за рахунок Африки, Індії, Південно-Східної Азії та Близького Сходу.

Технології відновлюваних джерел енергії будуть дешевшати. Так, для сонячних батарей очікується зниження вартості одиниці енергії на 30 - 50% до 2040 року, а для вітрогенераторів - на 10 - 20%, з урахуванням поступового скорочення кількості доступних і продуктивних площ для їх розміщення. Технології вловлювання і зберігання вуглецю також подешевшають на 30 - 50%. Вартість батарей для електромобілів впаде на 10 - 50%. Зросте і енергоефективність; наприклад, за рахунок застосування світлодіодних ламп вартість освітлення впаде приблизно на 50%.

Собівартість видобутку нафти і газу в цілому до 2040 року зросте, оскільки ефект зростання вартості через виснаження запасів перекриє ефект зниження вартості за рахунок застосування нових технологій.

Прогноз за основним сценарієм МЕА

Розглянемо спочатку основний варіант прогнозу МЕА, а потім порівняємо його з іншими двома варіантами. На малюнку 1 наведено для порівняння дві схеми розподілу світового споживання енергії - фактичний 2013 року і прогнозний 2040 року, за основним сценарієм прогнозу IEA. Які основні зміни чекають нас у найближчі десятиліття за цим прогнозом? Схема світового споживання енергії за джерелами в 2013 році. Всі значення в млн тне. Малюнок 1б. Схема світового споживання енергії за джерелами в 2040 році за основним сценарієм прогнозу МЕА. Всі значення в млн тне.

По-перше, істотно зросте сукупний обсяг споживання первинної енергії - з 13,6 до 17,9 млрд тне на рік, або на 32% (близько 1% щорічно). Цікаво порівняти це збільшення з передбачуваним зростанням світового ВВП за той же період - в 2,5 рази, тобто на 150%. Частково це пояснюється тим, що дві третини зростання ВВП очікується за рахунок сфери послуг, де питоме споживання енергії нижче, ніж в інших сферах. Але, тим не менш, ефективність використання первинної енергії для виконання такого прогнозу, очевидно, повинна так чи інакше значно зрости.

По-друге, частка викопного палива повинна дещо зменшитися, з 81% до 75%. При цьому абсолютний обсяг споживання палива збільшується як в цілому (на 21%), так і по кожному окремому виду, а споживання природного газу збільшується майже в півтора рази. Споживання нафти збільшується в основному за рахунок сфери транспорту. При цьому в якості альтернативних нафти джерел енергії для транспорту розвиваються в основному той же природний газ і біопаливо. Частка електроенергії в транспорті хоч і зростає, але залишається до 2040 року малозначною.

По-третє, вироблення електроенергії збільшується на 69%. Частка природного газу в тепло- і електрогенерації залишається приблизно такою ж, частка нафти і вугілля скорочується. Удвічі зростає в абсолютних показниках атомна енергетика. Нарешті, частка відновлюваної енергетики в генерації збільшується з 12% до 24%. Відзначимо також, що в цілому зростання частки відновлюваних джерел у споживаній первинній енергії менш вражаюче - з 14% до 19%. Зростання використання відновлюваних джерел енергії відбувається в основному за рахунок тепло- і електрогенерації. Скорочення використання біоенергетики в секції «Будівлі» пов'язано, мабуть, з прогнозованим зменшенням використання примітивних джерел енергії - дров тощо.

По-четверте, збільшення використання відновлюваних джерел відбувається здебільшого за рахунок інших (крім гідроенергетики та біоенергетики) відновлюваних джерел, тобто в основному сонячної та вітроенергетики. Прогнозується багаторазове зростання частки інших поновлюваних у споживаній первинній енергії за іншими поновлюваними - з 1% до 5%. У звіті Міжнародного енергетичного агентства прогноз представлений по роках з п'ятирічними інтервалами; за цими даними середньорічний приріст використання інших поновлюваних джерел становить близько 10% до 2020 року, але потім знижується кожну п'ятирічку до 2040 року - 7%, 6%, 5% і 4%.

Прогноз до 2040 року по регіонах і країнах

Цікаво також подивитися на прогноз споживання первинної енергії в розрізі регіонів світу. На малюнку 2 показано порівняння споживання в 2013 і 2040 роках по деяких регіонах і групах країн. Група ОЕСР включає в себе країни-члени Організації економічного співробітництва і розвитку - це США, Канада, більшість країн Євросоюзу, Австралія, Нова Зеландія, Японія, Туреччина, Ізраїль, Мексика і Чилі. У регіон «Східна Європа і Середня Азія» входить більшість країн колишнього СРСР і колишньої Югославії. У регіони «Близький Схід» і «Латинська Америка» входять ті країни, які зазвичай до них відносять, за винятком країн-членів ОЕСР.Рісунок 2. Споживання первинної енергії по регіонах/країнах в 2013 і 2040 роках за основним варіантом прогнозу МЕА. Всі значення в млн тне.

Як видно з діаграми на малюнку 2, все зростання споживання первинної енергії до 2040 року має відбутися поза ОЕСР. Найзначніше зростання, не тільки в абсолютних величинах, але і у відносних - у два з половиною рази - очікується в Індії, яка до того моменту обжене Китай за чисельністю населення. В цілому зростання споживання енергії очікує практично всі регіони і країни за межами ОЕСР. Навпаки, в США споживання енергії залишиться приблизно на тому ж рівні, а по країнах же Євросоюзу прогнозується навіть значне - на 15% - скорочення споживання первинної енергії.

Дещо інша картина постане, якщо побудувати аналогічний графік по регіонах і країнах, але не по абсолютному використанню енергії, а по питомому споживанню енергії на душу населення (див. малюнок 3) .Рисунок 3. Питоме споживання енергії на душу населення по регіонах/країнах в 2013 і 2040 роках за основним варіантом прогнозу МЕА. Всі значення в тне/чол.

Відзначимо істотне скорочення споживання енергії на душу населення в країнах ОЕСР. Зростання споживання поза ОЕСР виявляється зовсім не таким значним, як здавалося на попередній діаграмі. Це зрозуміло, так як зростання населення очікується в основному також по країнах - не членам ОЕСР. Індії в цьому прогнозі вдається наростити питоме споживання енергії вдвічі, що полегшується вкрай низьким поточним рівнем. А найбільш сумна картина виходить по Африці - на цьому континенті питоме споживання енергії навіть трохи скорочується до 2040 року, що не дивно, якщо врахувати прогнозоване майже дворазове зростання чисельності населення. В результаті Африка стає безумовним аутсайдером за кількістю доступної населенню первинної енергії.

Альтернативні варіанти прогнозу МЕА

Повернемося тепер до початку і подивимося, яке абсолютне споживання первинної енергії в розрізі джерел прогнозується за альтернативними сценаріями МЕА. Варіант «поточний» передбачає збереження енергетичної політики різних країн в поточному стані і є в певному сенсі консервативним. Варіант «2 ° C» передбачає широкомасштабний перегляд енергетичної політики з метою досягнення позначених кліматичних цілей і тому є досить радикальним. Малюнок 4. Споживання первинної енергії за джерелами в 1990, 2013 і 2040 роках у трьох варіантах прогнозу Міжнародного енергетичного агентства. Всі значення в млн тне.

На малюнку 4 для порівняння наведено очікуваний стан світової енергетики в 2040 році за всіма трьома варіантами прогнозу Міжнародного енергетичного агентства. Видно, що у варіанті поточної політики загальне споживання первинної енергії вище, ніж в основному варіанті; при цьому споживання енергії з відновлюваних джерел нижче. Тим не менш, інші поновлювані джерела (крім гідроенергетики та біоенергетики) все одно кратно зростають порівняно з 2013 роком.

Навпаки, у варіанті 2 ° C загальне споживання первинної енергії досить близько до поточного рівня, частка відновлюваних джерел енергії досягає 29%, а частка викопного палива падає до 60%. Споживання вугілля і нафти в цьому варіанті значно скорочується навіть і в абсолютних величинах.

Також на малюнку 4 показано споживання первинної енергії за джерелами в 1990 році. Можна відзначити, що зростання споживання з 1990 по 2013 рік склало більше 55% за 23 роки; максимальний же з трьох варіантів прогнозу на 2040 рік дає тільки 45% зростання споживання порівняно з 2013 роком, тобто за 27 років.

Таким чином, всі три варіанти прогнозу Міжнародного енергетичного агентства до 2040 року сходяться в наступних основних положеннях:

• світове споживання первинної енергії буде зростати, але не так швидко, як раніше;
• багаторазово зросте використання енергії з нових відновлюваних джерел, таких як сонячна і вітроенергетика;
• атомна енергетика зросте приблизно вдвічі;
• частка викопного палива помітно зменшиться, але воно, тим не менш, залишиться ключовим джерелом первинної енергії;
• серед видів викопного палива істотно зросте частка природного газу, а частка вугілля і нафти, швидше за все, скоротиться.

Цими висновками і завершується короткий огляд прогнозу світової енергетики.