Исторические развилки и долгосрочное развитие энергетики

Вячеслав КУЛАГИН
Заведующий отделом развития энергетического комплекса мира и России ИНЭИ РАН
E-mail: vakulagin@yandex.ru

Дмитрий ГРУШЕВЕНКО
Старший научный сотрудник ИНЭИ РАН
E-mail: grushevenkod@gmail.com

Анна ГАЛКИНА
Старший научный сотрудник ИНЭИ РАН
E-mail: anne.galkina@gmail.com

Предисловие

На протяжении около 10 лет значительная часть прогнозов в мире строится по одному принципу. Вначале формируется сценарий сохранения предыдущих тенденций, в котором часто не учитывается даже естественная эволюция, просто продляется линия первичного потребления и других показателей. Противоположенный сценарий показывает переход практически к нулевым выбросам без оглядки на экономическую реалистичность, он только отвечает на вопрос – что в теории нужно сделать, чтобы перейти к низкоуглеродной или безуглеродной энергетике? Третий сценарий формируется между ними, и именно он обычно представляется как рациональный. На практике же во всех прогнозах преследуется схожая логика и предлагается единственный «реалистичный» вариант. В описываемом в статье исследовании стояла задача не повторить в очередной раз уже многократно высказанные мысли, а определить практически обоснованные пути развития энергетики и последствия для рынков и отдельных стран в зависимости от выбранного пути по актуальным развилкам, связанным с усилиями в достижении ЦУР и регулированием рынков, включая создаваемые торговые ограничения.

Исторические развилки

Мы находимся в историческом моменте, когда человечеству необходимо выбрать путь дальнейшего развития из нескольких вариантов. Каждая из имеющихся развилок формирует свои условия и требования для энергетического сектора. Выделим несколько ключевых неопределенностей, от принятия решений по которым будет зависеть функционирование мировой экономики и энергетики в предстоящие десятилетия:
Глобализация. Ключевыми элементами глобализации являются открытость международной торговли, возможности трансфера технологий и финансов. Этап активного развития этого взаимодействия сегодня столкнулся с барьером из санкций и торговых ограничений. Все больше делается заявлений о дальнейшем вводе заграждающих барьеров между различными странами, как по политическим причинам, так и для поддержки собственных производителей [5]. Во многом причина происходящего кроется в потере эффективности ранее действовавших глобальных механизмов разрешения политических противоречий. От способности перезапустить их в доработанном, соответствующем актуальным реалиям виде, будет зависеть – продолжит ли мир путь в сторону глобализации, или сосредоточится на элементах локального взаимодействия внутри отдельных групп стран [3, 4].
Низкоуглеродное развитие. На Парижской конференции ООН по изменению климата в 2015 г. заключено международное соглашение о необходимости сдерживания выбросов парниковых газов для предотвращения негативных климатических изменений. Для некоторых государств и населенных пунктов вопрос вредных выбросов, причем не только парниковых газов, является также актуальным из-за сложной экологической ситуации. Добиться глобального снижения выбросов в соответствии со стоящими целями можно будет только при наличии согласованных действий стран мира и запуске соответствующих механизмов. Но пока достаточных решений, позволяющих это сделать, не принято. Более того, как показывает опыт Киотского протокола и Киото‑2, даже на уровне крупнейших экономик запустить процесс согласованного управления выбросами – крайне сложная задача.
Борьба с энергетической бедностью и повышение устойчивости энергоснабжения населения и экономик. Сегодня в мире по оценкам ООН примерно 700 млн чел. не имеет доступа к электроэнергии. К круглосуточному стабильному электроснабжению в режиме 24/7 по оценкам ИНЭИ РАН не имеет доступа более 60% стран мира. Около половины потенциального спроса на энергию не удовлетворено. Это легко определить, сравнив душевое потребление энергии в странах с разными уровнями доходов населения. По мере развития экономик доступность энергоресурсов повышается. Но главная проблема заключается в том, что основной прирост населения ожидается в регионах с самой сложной социально-­экономической ситуацией, что создает предпосылки для увеличения числа людей, не обеспеченных необходимой энергией. Соответственно развилка предлагает выбор между расчетом всех стран на собственные возможности, или готовностью и способностью более развитых государств оказывать поддержку наименее развитым в энергетическом секторе – софинансирование проектов, трансфер технологий, обучение специалистов и т. д.
Каждая из указанных трех неопределенностей влияет на объемы и структуру потребления энергоресурсов, работу энергетических рынков.

Последствия выбранного пути для энергетики

Для оценки последствий выбора имеющихся развилок в Прогнозе развития энергетики мира и России – 2024 [2], подготовленным ИНЭИ РАН, сформировано три комплексных сценария, рассматривающих как путь с разделением мира на два крупных лагеря (сценарий «Раскол»), так и вариант с выходом на механизм, позволяющий находить согласованные решения по ключевым вопросам мирового развития и продолжить движение к глобализации (сценарий «Ключ»). Третий вариант фактически отражает подход «каждый сам за себя» и предполагает частичные торговые ограничения в условиях сдержанного мирового экономического развития (сценарий «Туман»).
Во всех сценариях потребности мировой экономики (среднегодовой рост мирового ВВП до 2050 г. прогнозируется на уровне 1,9–2,5%) и растущего по численности населения (увеличение с 7,9 до 9,7 млрд чел. по всем сценариям) создают основу для увеличения спроса на энергию. Но совершенствование технологий приводит к повышению энергоэффективности и сдерживает этот рост, а в части развитых стран уже приводит к сокращению потребления.
Ключевым фактором, определяющим уровень энергопотребления, будет финансовая способность людей удовлетворять свои бытовые и прочие энергетические потребности. Анализ душевого ВВП и душевого энергопотребления достаточно наглядно показывает, что насыщение удельных потребностей в энергоресурсах происходит на уровне 30–40 тыс. долл./чел душевого дохода. После этого показатель душевого энергопотребления начинает снижаться под действием энергоэффективности и развития неэнергоемких секторов экономики. Причем с течением времени эта планка для новых стран, подходящих к уровню насыщения, уменьшается, т. к. они, благодаря мировому НТП и трансферу технологий, используют уже более эффективное оборудование, чем их предшественники несколько десятилетий ранее. Проведенный анализ показывает, что сегодня около 50% мировой потребности в энергии не удовлетворено из-за неплатежеспособного спроса (рис. 1). К 2050 г. многим странам удастся улучшить доступность энергии благодаря росту доходов, но самый быстрый прирост численности населения будет происходить в беднейших государствах, что сохранит высокий уровень неудовлетворенного спроса примерно на тех же 50%. Но любые положительные тенденции в этом направлении способны создать существенный дополнительный спрос на энергию.

Рис. 1. Душевой ВВП как индикатор энергообеспеченности, тыс. долл./чел.

Потребность конечных секторов в энергии и рост численности населения приведут к неизбежному увеличению спроса на первичную энергию, но динамика прироста будет замедляться, а в сценарии «Туман» будет пройден исторический пик потребления. Роль в энергобалансе безуглеродных и низкоуглеродных источников энергии, а также газа будет расти, но и уголь и нефть останутся важными стабилизирующими элементами всей системы (рис. 2).

Рис. 2. Динамика мирового энергопотребления по видам топлива с 1940 по 2050 гг., млрд т н. э.

Во всех сегментах потребления благодаря НТП и появлению новых решений усилится межтопливная конкуренция. При этом основным трендом в большинстве секторов конечного потребления (комбыт, промышленность, транспорт) будет электрификация. И именно структура производства и схема построения электросистем во многом будут определять расходы на энергию, используемые тарифные схемы и устойчивость снабжения.
Солнечная и ветровая энергетика во многих странах мира уже входят в зону конкурентоспособности по затратам с традиционной генерацией. Но неустойчивость выработки и несовпадение пиков производства/потребления делает необходимым резервирование ископаемыми источниками, или создание систем аккумулирования энергии. Существенное влияние на конкуренцию будет оказывать наличие цен СО2 и их уровень. При небольшой доле солнца и ветра в генерации они могут достаточно органично вписываться в баланс за счет страховки от остальных источников. Но ее увеличение потребует существенного роста затрат как на резервирование (в данном случае за счет станций с низкими КИУМ из-за простоя), так и на накопление энергии (с учетом как затрат на хранение, так и дополнительных потерь электроэнергии в системах хранения). В результате переход на снабжение исключительно за счет ВИЭ приведет к росту затрат на поставки электроэнергии в 3–7 раз в зависимости от страны, если учитывать системные эффекты (рис. 3).

Рис. 3. Схематическое изменение полных затрат на поставки электроэнергии до уплаты налогов с учетом стоимости генерации, системных эффектов, платы за выбросы СО2‑экв., долл./кВт·ч

Как показывает опыт эксплуатации солнечных и ветровых парков в разных странах мира, в отельные периоды времени выработка может находиться на близком к нулевому уровню более недели. Демпфировать такие провалы за счет накопления энергии очень дорого. Очень мало стран будут готовы идти и на ускоренные темпы роста цен на электроэнергию. Поэтому необходим поиск приемлемых компромиссов, сочетающих различные виды генерации. И компромиссы эти будут индивидуальными для каждой страны, в зависимости от природных условий, доступности топлив, возможностей перетоков электроэнергии с соседями.
Благодаря электрификации потребление электроэнергии будет увеличиваться динамичнее чем потребление топлив (нефтяных, газообразных, твердых). Во многом ситуация как в секторах конечного потребления, так и в структуре производства электроэнергии будет определяться создаваемыми стимулами и ограничениями. Так, сценарий «Ключ» с консолидацией мировых усилий по поддержке устойчивого развития демонстрирует самые высокие темпы прироста электропотребления и наиболее значительное изменение баланса выработки в пользу безуглеродных источников (рис. 4).

Рис. 4. Прогноз производства электроэнергии в мире по видам топлива, ТВт·ч

В электроэнергетике в рассмотренных сценариях доля ВИЭ и атома к 2050 г. сможет увеличиться до 57–70%. Но в первичном энергопотреблении продолжат доминировать ископаемые источники (рис. 5).

Рис. 5. Прогнозная структура мирового потребления первичной энергии и производства электроэнергии

Результаты расчетов наглядно показывают, что именно мир без ограничений позволяет обеспечить лучшие темпы эконмического роста и показатели жизни людей при меньших выбросах парниковых газов (рис. 6).

Рис. 6. Мировое энергопотребление и выбросы CO2‑экв. по сценариям

Существенные трансформации будут происходить на рынках ископаемых топлив. В сценариях «Туман» и «Ключ» они главным образом будут обусловлены перемещением ключевых центров потребления и торговли в развивающиеся страны. В сценарии «Раскол» к этому добавляются ограничения по направлениям поставок.
На нефтяном рынке основным центром торговли станет Индийский океан и азиатское побережье Тихого океана. Китай выйдет на первое место в мире по объемам потребления нефтепродуктов. Индия на 5‑е, остальные развивающиеся страны Азии в сумме на 3‑е. Африка начнет использовать больше нефтепродуктов, чем ЕС (рис. 7). В структуре производства изменения будут не такие значительные – более 70% мировой добычи продолжат обеспечивать Ближний Восток, Северная Америка и СНГ.

Рис. 7. Сценарный прогноз изменения потребления нефтепродуктов в мире, млн т н. э.

ОПЕК+ будет обеспечивать около 55% общемировой добычи к 2050 г. Но его эффективность и способность выходить на согласованные решения будут зависеть от схемы организации работы. Разумно задействовать механизмы балансировки в периоды кризисного сокращения спроса, в остальное время больше позволяя работать рыночным инструментам.
Для цен на нефть рынок формирует два достаточно жестких уровня ограничений. Выход за них в моменте, учитывая волатильность и турбулентность нефтяного рынка, возможен, но для среднегодовых показателей на протяжении более 3 лет мало реалистичен. Достижение ценами нижней планки в 50 долл./барр. ведет к выбытию значительного объема предложения. Целый ряд проектов по добыче трудноизвлекаемых нефтей не сможет работать при таких ценах. Кроме того, начнется переключение на нефтепродукты с других, более дорогих способов энергоснабжения. Верхняя планка в 120 долл./барр., наоборот, приводит к переключению с нефтепродуктов на альтернативы и снижению потребления из-за ограничений в доступности (рис. 8).

Рис. 8. Граничные интервалы прогнозных среднегодовых цен нефти и определяющие их факторы

На газовом рынке ключевая торговля также смещается на Восток. Развивающиеся страны Азии к 2050 г. увеличат потребление на 60–80% и станут не только крупнейшими потребителями, но и ключевыми импортерами. Африка опередит по спросу Европу (рис. 9).

Рис. 9. Сценарный прогноз изменения потребления природного газа в мире, млрд м3


Объемы межстрановой торговли газом в ближайшие 30 лет будут находиться на уровне 1,2–1,3 трлн м3. Крупнейшими покупателями будут Китай и Индия. Около 70% мировой добычи будет сконцентрировано в Северной Америке, СНГ и на Ближнем Востоке.
На угольном рынке ожидается прирост потребления в ближайшие годы, после чего прохождение пика (рис. 10). Динамика рынка во многом зависит от политики Китая и Индии, которые обеспечат более 65% производства и потребления. Всего в развивающейся Азии будет сконцентрировано 75% мировой добычи угля. Индия будет крупнейшим импортером. К 2050 г. ожидается сокращение мировой торговли углем в 1,9–4,5 раза. Самые низкие объемы торговли в сценарии «Ключ», где самые высокие цены СО2 и значительные усилия направлены на переход на более экологичные альтернативы.

Рис. 10. Сценарный прогноз изменения потребления угля в мире, млрд м3

Цены угля и газа ждет сильная волатильность из-за изменчивости спроса в электроэнергетике, где увеличивается доля ВИЭ с сильной зависимостью от погодных условий.
Цены нефти по сценариям преимущественно определяются спросом. Гибкость торговли жидкими топливами позволяет им не сильно зависеть от торговых ограничений, но в сценарии «Раскол» в полюсе западных стран формируется определенная премия ко второму полюсу. Для рынков угля и, особенно газа, эта премия становится более выраженной.
Одной из проблем в глобальном ценообразовании является отсутствие в будущих ключевых центрах торговли достаточного количества объективных ценовых индикаторов. И это направление явно должно стать предметом согласованной работы потребителей и поставщиков топлива.
Во всех сценариях мир пройдет пик выбросов парниковых газов от сжигания топлив в прогнозном периоде. При этом в сценарии «Раскол» вынужденное изменение логистических маршрутов, связанное с торговыми ограничениями, может привести к росту ежегодных выбросов СО2 в мире на 1 млрд т СО2-экв., что превышает годовые выбросы Германии и Франции вместе взятых, и по сути, обесценит всю запланированную работу Европы по сокращению углеродного следа в ближайшие 10 лет.
К 2050 г. на страны БРИКС (состав по состоянию на 2024 г.) придется половина мирового потребления и производства энергии (рис. 11).

Рис. 11. Доля БРИКС в мировых показателях на 2021 и 2050 г. (в среднем по сценариям)

Учитывая свое место в мировой энергетике и торговле БРИКС способен формировать и выносить на глобальное обсуждение энергетическую повестку будущего.

Перспективы энергетики России

Доступность газа предопределяет сохранение за ним ведущей роли в энергетике России в ближайшие десятилетия (рис. 12). Есть потенциал для наращивания использования атомной энергии, а перспективы ВИЭ, прежде всего, будут определяться наличием государственных механизмов поддержки.

Рис. 12. Потребление первичной энергии по источникам в России, млн т н. э.

Для российской энергетики имеющиеся неопределенности мирового развития имеют важное значение при организации работы, как на внешнем, так и на внутреннем направлениях.
Богатые природные ресурсы, позволяющие полностью обеспечить собственные энергетические потребности страны, не должны быть поводом для самоуспокоения. В современном мире решающее значение имеет не столько наличие топлив в недрах, сколько наличие технологий и компетенций, позволяющих эффективно производить, транспортировать, перерабатывать и использовать как ископаемую, так и возобновляемую энергию.
Энергетика России на протяжении длительного времени функционировала в тесной интеграции с мировой и работала по схеме: основная прибыль и налоговая нагрузка обеспечиваются за счет работы на внешних рынках, поставки топлив внутри страны осуществляются на уровне, или ниже уровня окупаемости с возможностями перекрестного субсидирования отдельных сегментов от экспорта [1]. При этом поставщики оборудования и услуг выбирались исходя из сделанных предложений практически без оглядки на импортозависимость. Теперь для поддержания устойчивой работы и развития ТЭК требуется существенная перенастройка этой схемы.
Одним из ключевых элементов этой перенастройки является выход на технологическую и IT-независимость по критическим и перспективным направлениям без потери качества, а также модернизация объектов для эффективного использования предоставляемых технологическим прогрессом новых возможностей, включая умные и цифровые системы, искусственный интеллект и т. д. Все это потребует принятия комплекса мер, задачей которого является стимулирование НИОКР (включая формирование согласованного с отраслью заказа на разработки и реализация схем государственного и частного финансирования с изменением доли в зависимости от этапа проекта), обеспечение функционирования экспериментальных площадок, установление требований к использованию отечественного оборудования, позволяющих не только создать рынок сбыта, но и обеспечить конкурентоспособность решений в сравнении с лучшими мировыми практиками. При этом по целому ряду направлений важно объединить возможности (научные и финансовые) не только государства и бизнеса, но и разных компаний, чтобы ускорить процесс и сформировать полноценный и обоснованный заказ на результаты.
Россия обладает очень важным преимуществом для технологического прогресса в ТЭК – наличие собственного крупного рынка. Это позволяет гарантировать заказы на начальных этапах отработки новых продуктов и после достижения конкурентоспособного уровня выходить с этими решениями за рубеж. Наглядным примером является атомная сфера, где эта схема уже отработана. Но потенциальные возможности работы на мировых рынках в различных сегментах оборудования, услуг и комплектующих для ТЭК значительно шире и этим целесообразно воспользоваться. Причем сегмент этот пока сильно недооценен, основной упор в планировании работы на внешних рынках чаще делается на обычные поставки топлива.
Новые точки экономического роста требуют особого внимания. На всем прогнозном горизонте будет снижаться в мировой энергетической торговле доля топлив и расти доля оборудования и услуг. Это наглядно видно по структуре ТЭБ и трансформации рынков. И здесь будут востребованы как решения в области традиционной энергетики, так и новые направления, включая оборудование для ВИЭ, накопления энергии и т. д. Отдельное внимание следует уделять обеспечению доступа к редкоземельным материалам. Хорошие ресурсные возможности есть для развития нефтегазохимии, но реальный эффект тут можно будет получить только при параллельном развитии смежных производств с выходом на конечную продукцию.
В обществе и коридорах власти наблюдается некоторая усталость от термина «повышение эффективности», который формально прописывают в различных документах, часто без планирования реальных действий для выполнения этой цели. Сложно обосновать реальные эффекты работы в этой области, когда запасы топлив большие, цены на энергоресурсы в стране существенно ниже, чем на внешних рынках, а проекты замены оборудования и инфраструктуры при таких ценах имеют слишком долгие сроки окупаемости. Но есть несколько факторов, демонстрирующих, что этот вопрос не должен уходить на второй план:
запасы ископаемых топлив в недрах действительно большие, но расточительное их использование ведет к необходимости ускоренного перехода на существенно более сложные проекты с быстрым ростом производственных затрат и увеличением плеча поставки, как следствие рост себестоимости, снижение возможностей налоговых выплат и т. д.;
старое оборудование ограничивает возможности внедрения современных систем управления и учета, повышает риски аварий;
без модернизации сложно будет достичь целевых уровней снижения выбросов, которые сегодня обсуждаются;
именно модернизация с использованием отечественного оборудования способна дать дополнительные мультипликативные эффекты для развития экономики за счет заказов промышленности, создания рабочих мест и т. д.
Все эти факторы показывают необходимость стимулирования роста эффективности за счет комплекса ценовых и неценовых методов (стандарты, программы реновации и т. д.), а также принятия решений по своевременной модернизации ТЭК, который должен соответствовать лучшим мировым практикам.
Во многом устойчивость российского ТЭК будет зависеть от своевременного пересмотра подходов к ценовой и налоговой политике. Особенно это актуально для газовой отрасли, где принципиально меняются финансовые схемы работы [1]. К потере ключевого источника экспортных доходов прибавился кратный рост налогов в добыче и растущая убыточность внутреннего рынка. В таких условиях отрасль не сможет устойчиво функционировать, финансовая отчетность участников рынка за 2023–2024 гг. уже это наглядно демонстрирует. В условиях сложностей с перекрестным субсидированием, для всех сегментов ТЭК более актуальным становится вопрос балансирования налоговой нагрузки и наличия объективных ценовых индикаторов внутреннего рынка, которые позволили бы выстроить корректное безубыточное ценообразование. Необходимо постепенно выводить внутренний рынок на самоокупаемость, параллельно ликвидируя все виды перекрестного субсидирования. Ожидаемый рост ценовой волатильности внешних рынков делает необходимым гибкие подходы к изъятию ресурсной ренты и наличие государственного фонда, который будет демпфировать неустойчивость ежегодных поступлений с четкими правилами его наполнения/использования по каждому экспортируемому товару. Это позволит сделать более предсказуемой не только работу компаний, но и бюджетную политику.
Ускоренное развитие экономик стран Азии и переориентация экспортных потоков на это направление создают хорошие предпосылки для параллельного развития восточных территорий России и ликвидации имеющихся проблем с нехваткой энергоресурсов. Частично проблемы поставок можно решить за счет создания единой ГТС, которая не только расширит доступность газа, но и обеспечит взаимную страховку проектов. Но для некоторых территорий необходим поиск рациональных решений с учетом новых технологических возможностей. Вовсе не обязательно в каждый удаленный населенный пункт тянуть золотые трубы, можно использовать разумные варианты с автономным снабжением, в том числе за счет ВИЭ.
На внешних рынках для обеспечения эффективной работы необходимо не только создание инфраструктуры по новым направлениям, но и согласованные со странами-­партнерами усилия по независимым международным механизмам финансового и страхового обслуживания, формированию ликвидных ценовых индикаторов на растущих рынках. В торговле нужно встраиваться в меняющую конъюнктуру за счет повышения гибкости поставок с использованием портфельных схем и логистического взаимодействия с зарубежными партнерами. В развивающихся странах целесообразно способствовать развитию систем энергоснабжения, в том числе за счет комплексного участия в проектах российских компаний, включая строительство, поставки оборудования и комплектующих, топлива и т. д.
Происходящие изменения с ускорением процессов трансформации в ТЭК и уже накопившиеся проблемы требуют адаптации подходов к стратегическому планированию отрасли, которое должно своевременно отвечать на появляющиеся вызовы.

Выводы

Как показывают результаты сценария «Раскол», мир вполне может функционировать в формате нескольких полюсов и это не является катастрофическим ни для одной из сторон, но уровень и качество жизни людей будет хуже, чем если бы мир развивался без торговых ограничений. Более того, неоптимальная логистика станет источником дополнительных затрат и выбросов.
Само развитие человечества с ростом численности населения и качества жизни во многом вступает в противоречие со сдерживанием выбросов парниковых газов из-за потребности в энергоснабжении, перемещении, производстве потребительских товаров и продуктов питания. Важным выводом работы является наглядная демонстрация, что можно обеспечить ускоренное мировое развитие с повышенными темпами ВВП и улучшением показателей по ключевым направлениям ЦУР без роста выбросов парниковых газов относительно менее благоприятных сценариев. Но обязательным критерием для этого является способность стран вести скоординированную международную политику и отказаться от торговых ограничений и сдерживания технологического трансфера.
Россия способна оставаться одним из ключевых игроков на мировом энергетическом рынке, а энергетика может по-прежнему быть одним из основных драйверов развития страны. Но для этого необходимо принятие своевременных усилий, как в части регулирования внутреннего рынка, так и в части адаптации экспортной политики к быстро меняющимся внешним условиям.