Перспективы развития возобновляемых источников энергии в Китае

Алексей Михайлович Мастепанов
Руководитель Аналитического центра энергетической политики и безопасности ИПНГ РАН, член Совета директоров Института энергетической стратегии, д. э. н., профессор РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, академик РАЕН
e-mail: amastepanov@mail.ru

Alexey Mastepanov
Analytical Center for Energy Policy and Security, (Institute of Oil and Gas Problems of the Russian Academy of Sciences)
e-mail: amastepanov@mail.ru

УДК 620.9

Аннотация. В статье рассмотрены перспективы развития ВИЭ в Китае. Показаны основные причины того, что возобновляемая энергетика относится к числу основных приоритетов китайской энергетической политики. Исследованы условия реализации плана по переходу на возобновляемую энергетику. В статье проанализированы прогнозы развития энергетики Китая, в том числе исследование China Renewable Energy Outlook 2019 (CREO 2019), наиболее полно отражающее взгляды той части руководства страны, которая ориентируется на приоритет развития ВИЭ. Статья затрагивает и иной взгляд на будущее китайской энергетики, который не спешит «списывать со счетов» традиционные ископаемые энергоресурсы, в том числе и уголь. Сделаны выводы, что ВИЭ уже в ближайшее десятилетие вой­дут в число основных составляющих энергообеспечения Китая. С учётом масштабов экономики и энергопотребления этой страны, это станет дополнительным фактором неопределённости развития всей мировой энергетики и отразится на угольной и нефтегазовой промышленности, в том числе и в России.
Ключевые слова: ВИЭ, Китай, энергетическая политика, загрязнение окружающей среды, эмиссия СО2, прогнозы, структура энергопотребления, структура электрогенерации, энергетический переход, сценарии перспективного развития энергетики.

Abstract. The article discusses the prospects for the development of renewable energy in China. The main reasons why renewable energy is one of the main priorities of Chinese energy policy are shown. The conditions for the implementation of the plan for the transition to renewable energy are studied. The article analyzes the forecasts of China’s energy development, including the China Renewable Energy Outlook 2019 (CREO 2019) study. This outlook most fully reflects the views of the part of the country’s leadership that focuses on the priority of renewable energy development. The article also touches on a different view of the future of Chinese energy, which is in no hurry to «write off» traditional fossil energy resources, including coal. It is concluded that Renewable Energy in the next decade will become one of the main components of China’s energy supply. Given the scale of the economy and energy consumption of this country, this will become an additional factor in the uncertainty of the development of the entire world energy industry and will affect the coal and oil and gas industry, including in Russia.
Keywords: renewable energy sources, China, energy policy, environmental pollution, CO2 emissions, forecasts, energy consumption structure, power generation structure, energy transition, scenarios of prospective development of energy.

Использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в последние годы стало одним из основных трендов развития мировой энергетики. В полной мере сказанное относится и к Китаю, где возобновляемая энергетика в силу целого ряда причин является одним из основных приоритетов китайской энергетической политики . Этому способствовал быстрый экономический подъем Китая за последние четыре десятилетия, базировавшийся, прежде всего, на использовании угля и угольной энергетики, динамика которой показана на рис. 1.

Но подобный рост оказал сильное негативное влияние на окружающую среду и здоровье населения, поскольку основное количество угольных электростанций сосредоточено в наиболее густонаселённых районах Китая (рис. 2).

Ситуацию усугубляет быстрая автомобилизация страны. По данным IIASA и оценкам МЭА, загрязнённый воздух является причиной около 1 миллиона случаев преждевременной смерти населения. Кроме того, загрязнение воздуха в домашних хозяйствах является причиной ещё 1,2 миллиона преждевременных смертей. В целом же из-за плохого качества воздуха средняя продолжительность жизни в Китае почти на 25 месяцев ниже, чем могла бы быть [3]. Оценки ряда западных специалистов ещё жёстче. Так, исследование специалистов Berkeley Earth, проведенное на базе официальных данных Китая, свидетельствует, что загрязнение воздуха твёрдыми частицами менее 2,5 микрон в диаметре способствует примерно 17 % всех смертей в Китае [8].

Китай играет серьезную роль в процессе эмиссии парниковых газов, прежде всего – СО2 (рис. 3). При этом сам Китай крайне уязвим перед ущербом, вызванным изменением климата. Например, в 2015 г. главный метеоролог КНР предупредил о серьёзных угрозах для рек Китая, поставок продовольствия и инфраструктуры из-за глобального потепления. Глобальное потепление всё больше рассматривается как реальная угроза для прибрежных городов (Шанхай, Гонконг и др.). С ним связывается рост засухи на севере страны, увеличения числа и интенсивности наводнений на юге [9]. Потери экономики Китая только из-за загрязнения воздуха от сгорания ископаемого топлива составляют, по оценкам совместного доклада Greenpeace и Центра исследований энергетики и чистого воздуха (CREA), порядка 900 млрд долларов в год. И это без учета Гонконга и Макао [10].

Правительство Китая давно признало масштабы экологических проблем в стране и начало проводить жёсткую политику по пресечению ухудшения качества воздуха и воды, а также по сдерживанию роста выбросов парниковых газов.
Использование ВИЭ относится к числу основных приоритетов китайской энергетической политики. Причём, речь идёт не только о гидроэнергии и энергии ветра и солнца. В стране развивается биоэнергетика, активно набирает обороты использование болотного газа, геотермальной энергии, энергии приливов и отливов, а также других видов альтернативной энергетики [13,14]. В этих целях создана и неплохая нормативно-­правовая база, которая непрерывно развивается и совершенствуются. Некоторые важнейшие документы, регламентирующие деятельность в области повышения энергоэффективности, снижения загрязнения окружающей среды, эмиссии парниковых газов и развития ВИЭ, а также нормативные акты в сфере использования ВИЭ, показаны на рис. 4.

• Закон о «Возобновляемой энергии», принятый в феврале 2005 г., который создал рамочные условия для увеличения использования в стране ВИЭ;
• Новые редакции закона о «Возобновляемой энергии» (2009 г. и 2014 г.);
• Программа «Золотое солнце», предусматривающая оказание финансовой, научно-технической и рыночной поддержки фотоэлектрической энергетике;
• Комплексный план работы по экономии энергии и сокращению вредных выбросов на 12-ю пятилетку (2011 г.);
• Инициатива (программа, стратегия) «Китайское производство 2025», утверждённая премьером Госсовета КНР в мае 2015 г. и др.

Акты в сфере использования ВИЭ, принятые Национальной энергетической администрацией Китая (NEA) и Национальной комиссией по развитию и реформам КНР (NDRC)

Следует также отметить, что Китай всегда рассматривал развитие ВИЭ с разных точек зрения: и как способ сокращения загрязнения и выбросов, и с позиций общественного благосостояния, и, что ещё более важно, снижения зависимости от ископаемого топлива. Кроме того, делая ставку на ВИЭ, Китай одновременно поставил задачу производить всё оборудование, необходимое для генерации возобновляемой энергии [15].
Важным этапом в реализации такой политики стала тринадцатая пятилетка, одной из целей которой было названо создание «чистой, малоуглеродной, безопасной и эффективной энергетической системы» (рис. 5 и 6).

По данным информационного агентства Синьхуа, до 2020 года Китай инвестирует в возобновляемую энергетику 361 млрд долларов. Это позволит ежегодно сокращать выбросы углекислого газа на 1,4 млрд тонн, двуокиси серы – на 10 млн тонн, оксида азота – на 4,3 млн тонн, дыма и пыли – на 5,8 млн тонн, а также уменьшать потребление водных ресурсов на 3,8 млрд кубометров [20]. Эти планы успешно выполняются.

Приоритет развития ВИЭ хорошо виден и при анализе фактических инвестиций в развитие электроэнергетики страны. Так, по данным интернет-­портала Energy Post, за 2015–2017 года суммарные инвестиции в развитие электрогенерации составили порядка 155 млрд долларов, из которых больше половины было направлено на строительство гидроэлектростанций, а также ветряных (ВЭС) и солнечных (СЭС) электростанций. Только в 2017 году на эти цели было направлено почти 24 млрд долларов [21].
В результате в последние годы, даже без учёта крупных гидроэлектростанций, Китай удерживает первое место в мире по суммарной мощности ВИЭ‑оборудования, вырабатывающего электрическую и тепловую энергию [22]. В 2020 году доля ВИЭ в суммарном энергопотреблении страны должна составить 18 % [3].
В части использования солнечной энергии приоритет в Китае, как и во всём мире, отдан строительству фотоэлектрических СЭС (PV- фотовольтаика), совокупная мощность которых достигла к 2017 году свыше 130 ГВт. В соответствии с тринадцатым пятилетним планом и Планом развития китайской энергетики на тринадцатую пятилетку, установленная мощность солнечной электроэнергетики в стране к 2020 году должна возрасти до 165 ГВт [14]. Однако, по мнению ряда экспертов, скорее всего, этот уровень будет превышен, причём, значительно (до 250 ГВт, что больше, чем установленная мощность всех электростанций России) [21, 24].
Согласно названным документам, солнечная энергетика, кроме прямого вклада в экономику страны в размере 220 млрд юаней в год, даст дополнительные стимулы развитию производства электроники, новых материалов, высокоточной обрабатывающей промышленности и др.
Кроме того, использование солнечной энергии приведёт к сокращению выбросов углекислого газа примерно на 370 млн тонн, выбросов двуокиси серы – на 1,2 млн тонн, выбросов оксида азота – на 900 тыс. тонн, и выбросов сажи – около 1,1 млн тонн [23].
В центральных и восточных районах Китая, где дефицит свободных земельных участков, приоритетное внимание планируется уделять малым солнечным электростанциям (PV–СЭС) для борьбы с нищетой на уровне деревень (включая солнечные бытовые системы).
Ветряные электростанции в Китае, в основном, строятся на суше. В 2017 году Китай ввёл в эксплуатацию не менее 15 ГВт новых мощностей ВЭС, доведя общее их количество до 163 ГВт. В соответствии со скорректированными установками тринадцатого пятилетнего плана, установленная мощность ветровой электроэнергетики в стране должна возрасти к 2020 году до 260 ГВт, из которых 42 ГВт наземной мощности в восточных и южных регионах [25].
По официальным оценкам, развитие ветроэнергетики обеспечит к 2020 году ежегодную экономию порядка 150 млн тонн угля, и приведёт к сокращению выбросов углекислого газа примерно на 380 млн тонн, двуокиси серы – на 1,3 млн тонн и оксида азота – на 1,1 млн тонн [23].
Поскольку до середины текущего десятилетия значительная часть энергии, вырабатываемой ветряными и солнечными электростанциями, фактически в электросеть не выдавалась из-за проблем с интеграцией их в сетевое хозяйство, пятилетним планом предусмотрен целый комплекс мер по изменению ситуации. Среди них опережающее развитие «умных» электросетей, повышение адаптивности и эффективности местных и региональных энергосистем и др.
В рамках Парижского соглашения по климату, Китай взял на себя обязательства достичь пика выбросов CO2 к 2030 году; сократить углеводородную емкость ВВП на 60–65 % по сравнению с 2005 годом; повысить долю неископаемых видов топлива в структуре потребления первичных энергоресурсов приблизительно до 20 %. В соответствии с этими обязательствами Китаю предстоит к 2030 году сократить объём выбросов парниковых газов, в пересчёте на СО2, от 13 до 14 млрд тонн.
Решение этой грандиозной задачи предполагает как снижение общей энергоёмкости китайской экономики, так и переход страны от преимущественно угольной энергетики к «зеленой энергетике», в первую очередь атомной, ВИЭ и использующей нетрадиционные источники природного газа. По каждому из этих направлений уже ведётся планомерная масштабная работа.
Прогнозирование развития энергетики находится в сфере особого внимания китайского руководства. Научно-­исследовательские структуры Китая не только разрабатывают средне- и долгосрочные прогнозы развития отдельных отраслей и энергетики Китая в целом, но в последнее время занялись прогностической деятельностью в глобальном масштабе. Наиболее активно такие работы ведут Институт энергетических исследований Академии макроэкономических исследований и Государственного комитета/Национальной комиссии по развитию и реформам КНР (ERI CAMR/NDRC), и Институт экономики и технологий Китайской национальной нефтегазовой корпорации (CNPC ETRI). Причём, именно Институт энергетических исследований является проводником политики всемерного развития возобновляемой энергетики.
Другими известными прогностическими структурами являются Государственное энергетическое управление/Национальная энергетическая администрация КНР, Китайская академия социальных наук, Национальный Центр исследования возобновляемой энергетики, НИИ экономики и энергетики нефтегазовой компании CNOOC и др. Причём, работу над многими прогнозами китайские структуры ведут совместно с ведущими зарубежными и международными прогностическими организациями.
Последнее по времени прогностическое исследование, посвящённое развитию энергетики Китая до 2050 года – China Renewable Energy Outlook 2019 (CREO 2019 [16]), было представлено в декабре 2019 г. Это исследование, подготовленное Китайским национальным центром возобновляемой энергии (China National Renewable Energy Center – CNREC) и Институтом энергетических исследований (ERI CAMR/NDRC) в «тесной кооперации с национальными и международными партнёрами», на настоящий момент наиболее полно отражает взгляды той части руководства страны, которая ориентируется на приоритет развития ВИЭ.
CREO 2019 подчёркивает, что Китай находится в начале энергетического перехода, и предлагает продолжить начатую в тринадцатой пятилетке энергетическую революцию. Документ рассматривает два сценария перспективного развития китайской энергетики:

• сценарий «Заявленная политика» (Stated Policies scenario), который исходит из уже принятых государством решений;
• сценарий «Ниже 2 °C» (Below 2 °C) о пути, который предстоит пройти

Китаю для достижения целей Парижского соглашения по климату и построения экологической цивилизации. Этот «прогрессивный экологически направленный» сценарий часто называют просто сценарием «прекрасного Китая» (The energy system for Beautiful China 2050).
Основным из этих двух сценариев считается Сценарий «Ниже 2 °C» Он исходит из того, что к 2050 году ВВП Китая вырастет, по сравнению с 2018 годом, в 4,2 раза. При этом численность населения страны в 2050 году составит всего 1 млрд 380 млн человек (по состоянию на конец 2018 года – 1,4 млрд).

В документе подчёркивается, что именно экономический рост является главным условием достижения социально-­экономических целей на 2050 год, в частности – создания так называемой «экологической цивилизации» Китая. При этом этот рост должен быть устойчивым и поддерживаться соответствующим переходом китайской энергетической системы к энергетике будущего.
Собственно стратегия энергетического перехода, предлагаемая в CREO 2019, опирается на три основных принципа: 1) энергоэффективность, 2) электрификацию и рыночные реформы, которые изменят правила игры и вытеснят ископаемое топливо из конечного потребления, 3) на «зелёное» (экологичное) энергоснабжение – технический прогресс и снижение затрат позволяют возобновляемой энергетике обеспечивать производство экологически чистой энергии в больших объемах.
Основными «драйверами» такой стратегии, по мнению китайских специалистов, являются:

• Продвижение ВИЭ: необходимо обеспечивать непрерывное их развитие и после постепенной отмены соответствующих субсидий.
• Контроль над объёмами производства и потребления угля, который является главной причиной экологических проблем Китая и выбросов парниковых газов.
• Меры по повышению энергоэффективности: её потенциал и в экономике, и в энергетической системе Китая огромен, но для его реализации нужна сильная политика.
• Энергетические рынки: их реформы должны обеспечить значительный рост эффективности, превращение электроэнергии в конкурентоспособный по стоимости энергоноситель для большинства потребителей.
• Гибкая энергетическая система: децентрализованная генерация станет сутью энергетической системы, а гибкость – её обязательным условием.
• Эффективная политика контроля за выбросами углерода.

Схематично эти принципы и «драйверы» показаны на рис. 7.

В соответствие с ними в CREO 2019, в сценарии «Ниже 2 °C» прогнозируется, что:

• со второй половины 2020-х годов начнётся снижение общего, а с 2030-х годов и конечного энергопотребления, то есть, дальнейший быстрый рост экономики КНР ожидается без прироста потребностей в топливе и энергии;
• высокими темпами будет расти в общем энергопотреблении доля нетопливных энергоресурсов, особенно ВИЭ, при соответствующем снижении в нём доли угля (более чем в 5 раз) и нефти (почти втрое).

• При этом ожидается, что доля природного газа за рассматриваемый период удвоится;
• существенно, до 66 %, возрастёт уровень электрификации страны.

Основные результаты развития энергетического сектора Китая в соответствии с оценками сценария «Ниже 2 °C» CREO 2019 представлены в табл. 2.

Что касается ожидаемых результатов реализации этой стратегии в период до 2035 года, то есть в годы 14–16-й пятилеток, то основные из них показаны на рис. 8.

Соответствующим образом изменится вся структура перспективного энергобаланса Китая. Так, доля ВИЭ в общем энергопотреблении возрастёт с 8 % в 2018 году до 25 % в 2030 году и до 58 % – в 2050 году (на диаграмме рис. 9 последняя цифра из-за округлений немного отличается).

В частности, практически бестопливной станет электроэнергетика КНР, ведущее место в которой не только по величине установленной мощности, но и по выработке электроэнергии займут ветряные и солнечные электростанции, а также ГЭС и АЭС. В целом же доля нетопливной генерации, включая атомную энергетику, составит уже к 2035 году порядка 78 %, а к 2050 году – 91 % (рис. 10).

В то же время основу современной электроэнергетики Китая – угольные ТЭС, предлагается по большей части закрыть. В результате, доля угольной генерации в суммарной выработке электроэнергии в стране к 2050 году составит всего 5 % против 65 % в 2018 году.
Рассмотренный прогноз Института энергетических исследований, который в последние годы стал институтом двой­ного подчинения – Академии макроэкономических исследований и Национальной комиссии по развитию и реформам – является развитием предыдущих его исследований, направленных на обоснование возможности всемерного развития именно возобновляемой энергетики. В частности, необходимость перехода к малоуглеродной энергетике и приоритеты энергосбережения были сформулированы ещё в China Energy Outlook 2012 [26]. Но основной перелом во взглядах на роль энергоэффективности и возобновляемой энергетики произошёл в институте на рубеже 2014–2015 гг.
Так, если в работах до этого рубежа объём суммарного потребления первичных энергоресурсов в стране на уровне 2050 года оценивался примерно в 5 млрд тонн угольного эквивалента (у. э.), из которого на долю угля приходилось порядка 34 %, а ВИЭ – 33 %, то уже в исследовании, опубликованном в апреле 2015 года, цифры принципиально иные. Объём энергопотребления снижен до 3,4 млрд тонн у. э., а доля ВИЭ в нём повышена до 62 %. Соответственно доля угля в суммарном потреблении первичных энергоресурсов опустилась примерно до 20–22 %. Дальнейшая эволюция прогностических работ Института энергетических исследований показана в табл. 3.

Принципиально иной взгляд на будущее китайской энергетики у специалистов Института экономики и технологий Китайской национальной нефтегазовой корпорации (CNPC ETRI – или просто ЭТРИ). Отдавая должное возобновляемой энергетике в энергоснабжении страны и обеспечении её энергетической безопасности, специалисты ЭТРИ, тем не менее, не спешат «списывать со счетов» и традиционные ископаемые энергоресурсы, в том числе и уголь.
Так, в последних работах этого института, опубликованных в 2018‒2019 годах [28–30], в базовом сценарии объём суммарного потребления первичных энергоресурсов в стране, достигая пика примерно к 2035 году на уровне 3,91 млрд тонн нефтяного эквивалента (н. э.), в последующие годы начинает постепенно снижаться. На уровне 2050 года он оценивается в 3,8 млрд т н. э. (порядка 5,4 млрд т в угольном эквиваленте), что в 1,5 раза больше, чем в базовом сценарии «Ниже 2 °C» последнего прогноза Института энергетических исследований.
Принципиально иная в прогнозах ЭТРИ структура суммарного потребления первичных энергоресурсов. Доля нетопливных источников – атомной и возобновляемой энергии – составляет всего 25,5 % в 2035 году и 35 % в 2050 году, а доля угля – 42,5 % и 33 %, соответственно. Доля нефти и газа в энергобалансе страны в течение всего прогнозируемого периода, начиная с 2035 года, составляет 32 %.
Разумеется, ЭТРИ, как и китайское правительство, исследует в своих прогнозах прогрессивный экологический сценарий – сценарий «прекрасного Китая», названный в этих прогнозах «сценарием активной политики». Объём и структура потребления первичной энергии в базовом сценарии и сценарии активной политики показаны на рис. 11.

Как видим, даже в сценарии активной политики удельный вес ВИЭ в структуре потребления первичных энергоресурсов существенно ниже, чем в прогнозах Института энергетических исследований. Так, если в прогнозах ЭТРИ он составляет в 2035 году немногим более 20 %, то в прогнозах Института энергетических исследований – 37 %. Сохраняется этот разрыв и на уровне 2050 года: менее 40 % и порядка 60 %, соответственно.
Отметим также, что специалисты ведущих мировых прогностических центров в целом позитивно оценивают возможности выполнения Китаем взятых на себя обязательств по снижению выбросов парниковых газов. Однако оценки основных составляющих, обеспечивающих подобное снижение выбросов достаточно разные. Это касается и прогнозируемых темпов дальнейшего развития экономики Китая, и изменений структуры энергопотребления страны.

Особенно различаются оценки роли угля и объёмов использования ВИЭ. На рис. 12 показаны некоторые зарубежные прогнозы перспективной структуры энергопотребления Китая.
В целом же, следует признать, что при любом раскладе ВИЭ уже в ближайшее десятилетие вой­дут в число основных составляющих энергообеспечения Китая. С учётом масштабов экономики и энергопотребления страны, это станет дополнительным фактором неопределённости развития всей мировой энергетики. И, конечно же, отразится на темпах развития угольной и нефтегазовой промышленности, в том числе и в России.