Формирование новой системы энергопотребления и энергообеспечения: мировой опыт и возможности России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Мингалеева Рената Дмитриевна

• Мингалеева Рената Дмитриевна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Мингалеева Рената Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ МИРОВОЙ МОДЕЛИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

1.1 Изменение модели энергопотребления в условиях энергоперехода

1.2 Закономерность роста энергопотребления в мировой экономике на современном этапе

1.3 Оценка динамики мирового энергопотребления в среднесрочной

перспективе

ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ И ТРЕНДЫ ФОРМИРУЮЩЕЙСЯ НОВОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ В МИРЕ

2.1 ББО-трансформация мировой системы энергообеспечения, как фактор ускоренного развития экологически чистых видов энергии

2.2 «Безуглеродная» и «зеленая» энергетика в формирующейся новой модели энергообеспечения в мире

2.3 Оценка российского потенциала в развитии возобновляемых источников

энергии

ГЛАВА 3 ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ЗА СЧЕТ ФАКТОРОВ ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИИ И ИННОВАЦИЙ

3.1 Распределенная генерация - важное направление современного развития энергосистем

3.2 Распределенная генерация и инновационные подходы в развитии энергообеспечения в изолированных энергосистемах: анализ мировой практики

3.3 Развитие возобновляемых источников энергии в изолированных энергосистемах: российский опыт

3.4 Инновационные решения в области «гибридных» технологий, как фактор укрепления технологического суверенитета Российской Федерации. Возможности

и риски расширения экспорта российских технологий

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование новой системы энергопотребления и энергообеспечения: мировой опыт и возможности России»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Мировая экономика в последние десятилетия столкнулась с проблемой растущего глобального спроса на энергоресурсы и негативными последствиями интенсивного потребления невозобновляемых ресурсов органического происхождения. Ответом на эти глобальные вызовы стал энергопереход, который должен приводить к снижению выбросов парниковых газов, удовлетворению растущего спроса на энергию, расширению доступа растущего мирового населения к надежной и доступной энергии. Несмотря на выводы научных исследований, которые предсказывали, что в среднесрочной перспективе темпы роста мирового энергопотребления будут замедляться, что было характерным явлением для каждого из предыдущих этапов энергоперехода, на данный момент наблюдается непрерывное увеличение энергопотребления в мире. При этом существенного сдвига в снижении выбросов парниковых газов в мировой энергетике не наблюдается, для большинства экономик характерным становится удорожание энергии и снижение надёжности работы энергосистем. Все это препятствует формированию необходимых условий для долгосрочного экономического роста в мировой экономике.

Изменения в мировой экономике и энергетике в настоящее время носят динамичный характер, но при этом возникает необходимость обеспечения устойчивого развития при одновременном повышении энергоэффективности и экологичности производства энергии. Фактор устойчивого развития, в определённой степени, диктует необходимость сохранения в энергетическом балансе органического топлива. При этом новые тенденции энергоперехода способствуют усилению влияния фактора декарбонизации с целью снижения доли органического топлива при производстве энергии и повсеместного внедрения экологически чистых технологий. В синтезе такого подхода формируется новая фаза энергетического перехода, основанная на таких принципах, как Co-sufficiency

(Со-обеспечение), Co-assembly (Со-организация), Co-development (Со-развитие). Поэтому на практике одним из наиболее перспективных направлений развития мировой энергетики на современном этапе становятся «гибридные» энергетические решения - энергетические системы, использующие несколько источников энергии, например, традиционные источники генерации в сочетании с распределенной генерацией, в том числе, с применением энергокомплексов, использующих ВИЭ с системами накопления энергии различных типов.

Такие изменения приводят к серьезным сдвигам в модели энергопотребления и энергообеспечения (МЭЭ), которые носят закономерный характер и затрагивают все страны мира. Однако в России в настоящее время они реализуются особым образом, в связи с тем, что санкционный режим внес серьезные ограничения на экспорт традиционных ресурсов, на поставки технологий в Россию и на инвестиции в ее экономику. Поскольку на современном этапе развитие экономики в России связано с вовлечением в народно-хозяйственный оборот изолированных и труднодоступных территорий, и использование традиционных подходов к энергообеспечению становится неэффективным и не соответствует мировым трендам формирующейся новой МЭЭ, то энергоснабжение таких территорий должно происходить в рамках современных, новых подходов к энергообеспечению на основе инновационных решений для повышения эффективности энергоснабжения объектов на указанных территориях, в том числе, в виде «гибридных» энергетических технологий, которые в условиях происходящих изменений приобретают особую актуальность с учетом влияния фактора децентрализации.

В этой связи актуальность настоящего исследования обусловлена необходимостью уточнения существующих подходов экономической науки к понятию энергоперехода для выявления трендов и тенденций, влияющих на изменение самой модели энергопотребления и энергообеспечения; выявления качественных и количественных факторов, под действием которых происходит изменение мировой модели энергопотребления и энергообеспечения, а также их взаимного влияния для достижения синергетического эффекта; оценки

возможностей России реализовывать свой потенциал в условиях тех изменений, которые происходят сегодня в рамках энергоперехода, для дальнейшего экономического развития страны, а также расширения участия России в системе международных энергетических связей.

Степень разработанности темы. Различные аспекты энергетического обеспечения устойчивого развития мировой экономики и энергетики, вопросы энергетической трансформации и энергоперехода изложены в работах таких российских ученых, как Андреев А. Ф., Бессель В. В., Бушуев В. В., Башмаков И. А., Дынкин А. А., Еремин С. В., Жуков С. В., Козеняшева М. М., Конопляник А. А., Крайнова Э. А., Мартынов В. Г., Мастепанов А. М., Миловидов К. Н., Митрова Т. А., Разумнова Л. Л., Студеникина Л. А., Телегина Е. А, Турбина К. Е. и др., а также зарубежных ученых - Fouquet R., Peake S., Smil V., Zhu T. и др.

Исследования, посвященные роли и будущим перспективам традиционной и возобновляемой энергетики в мировой экономике, описаны в работах таких российских и зарубежных ученых, как Волошин В. И., Григорьев Л. М., Громов А. И., Елистратов В. В., Крюков В. А., Митрова Т. А., Телегина Е. А., Халова Г. О., Шафраник Ю. К., Щербанин Ю. А., Wittmann V., Boyle G. и др.

Исследования проблем децентрализации и энергоснабжения потребителей на изолированных и труднодоступных территориях, а также оценки экономической эффективности вариантов энергоснабжения потребителей на указанных территориях, в том числе, за счет использования возобновляемых источников энергии, изложены в работах: Асаула А. Н., Елистратова В. В., Зубакина В. А., Ильковского К. К., Киушкиной В. Р., Лукутина Б. В., Суржиковой О. А., Филиппова С. П., Tan Y., Meegahapola L., Muttaqi K. M., Muyeen S. M., Islam S., Blaabjerg F. и ряда других авторов.

Несмотря на широкий круг работ, посвященных этим вопросам, комплексного исследования аспектов, под влиянием которых происходит формирование новой модели энергопотребления и энергообеспечения на современном этапе развития мировой экономики, в научной литературе практически не представлено.

Цель работы состоит в выявлении трендов и обосновании основных факторов, под влиянием которых происходит формирование новой модели энергопотребления и энергообеспечения в условиях трансформации мировой энергетики, в определении роли и перспектив России в этом процессе, а также в представлении практических рекомендаций, способствующих ускорению формирования в стране новой модели энергопотребления и энергообеспечения.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать теоретические подходы мировой и российской науки к понятию энергоперехода для выявления особенностей, влияющих на изменение модели энергопотребления и энергообеспечения.

2. Выявить тенденции, которые на современном этапе являются определяющими в развитии мировой энергетики, изменении ее структуры в условиях энергоперехода. Оценить влияние качественных и количественных факторов - ресурсных, экономических, технологических, на изменяющуюся модель энергопотребления и энергообеспечения в мире.

3. Исследовать влияние отдельных факторов в их взаимодействии, на примере децентрализации в сочетании с инновациями и ресурсным потенциалом, на формирование новой модели энергопотребления и энергообеспечения в мире и в России.

4. Обосновать повышение роли технологических факторов в развитии мировой модели энергопотребления и энергообеспечения, оценить эффективность использования «гибридных» решений в мировой системе энергообеспечения. Исследовать возможности России в развитии «гибридных» технологий и их практическом использовании в контексте укрепления технологического суверенитета и изменения места России в системе международных энергетических связей.

Объект исследования - новая формирующаяся система энергопотребления и энергообеспечения в мировой экономике.

Предмет исследования - количественные и качественные факторы, влияющие на формирование новой модели энергопотребления и энергообеспечения в мире.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Исследование выполнено в рамках специальности 5.2.5 - Мировая экономика, соответствует п.1 «Мировое хозяйство, его структура, динамика и тенденции развития»; п.2 «Теоретические основы анализа мировой экономики»; п.17 «Экологические и социальные аспекты глобального развития. Концепции «устойчивого» и «инклюзивного» развития»; п.18 «Роль технологических факторов в развитии мирохозяйственных процессов»; п.20 «Экономика зарубежных стран и регионов (экономическое страноведение и регионоведение). Сравнительные исследования национальных экономик в системе мирохозяйственных связей»; п.26 «Участие Российской Федерации в системе международных экономических связей. Внешнеэкономическая деятельность российских экономических субъектов. Внешнеэкономическая политика Российской Федерации» Паспорта специальностей ВАК при Министерстве науки и высшего образования РФ.

Теоретической и методологической основой исследования послужили научные труды российских и зарубежных ученых, а также специалистов, занимающихся исследованиями и прогнозированием развития мировой энергетики и рынка энергоресурсов с целью устойчивого развития мировой экономики, исследованиями состояния и перспектив традиционной и возобновляемой энергетики в мире и России, а также проблем и перспективных решений в области энергоснабжения изолированных и труднодоступных территорий.

В исследовании использовались такие общенаучные методы, как факторный, сравнительный и эконометрический методы анализа, системный подход, метод синтеза количественных и качественных методик для анализа мировых трендов, обобщение и интерпретация статистических данных, моделирование, методы прогнозирования, экстраполяции, сравнение теоретического и практического материала для обеспечения достоверности результатов исследования.

Информационной базой исследования послужили материалы, прогнозные разработки аналитических агентств, нефтегазовых компаний и научно-исследовательских институтов, таких как ООН (United Nations), Всемирный банк (World Bank), Международное энергетическое агентство (The International Energy Agency, IEA), Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (The International Renewable Energy Agency, IRENA), Bloomberg New Energy Finance (BNEF), Det Norske Veritas (DNV GL), Организация стран-экспортёров нефти (Organization of the Petroleum Exporting Countries, OPEC), European Commission Joint Research Centre (JRC), Rystad Energy, TotalEnergies, BP, Shell, Equinor, ПАО «Лукойл», Институт энергетических исследований Российской Академии наук (ИНЭИ РАН), Аналитический центр при Правительстве РФ, Центр по эффективному использованию энергии (ЦЭНЭФ - XXI), Московская школа управления Сколково, находящиеся в открытом доступе отчеты европейских и российских энергетических компаний и др.

Научная новизна исследования заключается в:

1. Комплексном анализе отечественных и зарубежных научных подходов к определению понятия энергоперехода в контексте изменения модели энергопотребления и энергообеспечения под влиянием ESG-трансформации мировой энергетики.

2. Развитии авторского методического подхода к анализу модели энергопотребления и энергообеспечения с оценкой влияния основных экзогенных и эндогенных факторов.

3. Выявлении особенностей и тенденций становления новой модели энергопотребления и энергообеспечения в мире и в России под влиянием комплексного воздействия экзогенных и эндогенных факторов для ускорения развития экологически чистых видов энергии и исследовании роли фактора децентрализации в сочетании с инновациями и ключевыми ресурсными факторами в повышении эффективности системы энергообеспечения в мире и в России.

4. Расчетном обосновании перспектив и выработке практических рекомендаций применения «гибридных» технологий для энергоснабжения объектов в изолированных и труднодоступных регионах в мире и России.

Основные положения и результаты исследования, выносимые на защиту и имеющие элементы научной новизны:

1. На основе комплексного анализа теоретических подходов мировой и российской экономической науки к понятию «энергопереход» выделены особенности энергетического перехода, влияющие на изменение модели энергопотребления и энергообеспечения в мировой экономике (п. 2 Паспорта специальностей ВАК РФ).

2. Предложен авторский многофакторный подход, базирующийся на совокупности количественных и качественных факторов, описывающих новую модель энергопотребления и энергообеспечения. Для определения роли количественных факторов выявлены тренды, влияющие на структуру и динамику развития экономики и энергетики в условиях энергоперехода в странах разного уровня экономического развития и в мире в целом. В анализе качественных факторов выделены экзогенные и эндогенные факторы и представлен методический подход к анализу влияния количественных и качественных факторов на модель энергопотребления и энергообеспечения. На основании предложенного подхода выявлены перспективные направления формирования новой модели энергопотребления и энергообеспечения в мире и России (п. 1, п. 20 Паспорта специальностей ВАК РФ).

3. Обоснована особая роль фактора децентрализации в сочетании с использованием инновационных решений в новой модели для повышения эффективности системы энергообеспечения в мире в условиях ускорения развития экологически чистых видов энергии. Раскрыты перспективы развития «гибридных» решений с использованием ВИЭ для энергообеспечения объектов в изолированных и труднодоступных регионах в мире и России, отвечающих современным вызовам энергоперехода, экологическим и социальным аспектам

развития системы энергообеспечения в мире (п. 17 Паспорта специальностей ВАК РФ).

4. Предложен подход к оценке эффективности внедрения инновационного решения на основе использования «гибридных» технологий для энергоснабжения объектов в изолированных и труднодоступных регионах. Исследованы возможности и перспективы России в развитии «гибридных» технологий, определены возможные риски, ограничивающие их использование для укрепления технологического суверенитета России в условиях санкционного режима и расширения участия страны в системе международных энергетических связей (п. 18, п. 26 Паспорта специальностей ВАК РФ).

Достоверность и обоснованность результатов исследования

подтверждаются использованием обширного объема репрезентативной статистической информации, полученной из официальных источников аналитических агентств, нефтегазовых компаний и научно-исследовательских институтов, данных экономической и энергетической статистики международных организаций, научной литературы; применением современных методов исследований и полученными результатами анализа количественных и качественных факторов, подкрепляющих теоретические положения автора; согласованностью полученных результатов прогнозов с данными международных организаций.

Теоретическая значимость результатов диссертации заключается в приращении научных знаний в области формирующейся модели энергопотребления и энергообеспечения в текущих условиях энергоперехода, развитии методических подходов к анализу количественных (экономических, ресурсных, технологических) и качественных (экзогенных и эндогенных) факторов, характеризующих изменение модели, обосновании эффективности применения «гибридных» технологий с использованием ВИЭ, как реализация принципа Со-обеспечения.

Практическая значимость результатов диссертации определяется тем,

что:

1. Ряд положений и выводов диссертационной работы могут применяться в виде практических рекомендаций в деятельности правительственных организаций при разработке эффективных энергетических и экономических стратегий развития российской экономики в меняющихся условиях, региональными структурами РФ, отвечающими за экономическое развитие территорий Уральского, Сибирского, Дальневосточного федеральных округов, коммерческими структурами, занимающимися стратегиями экономического и энергетического развития в рамках международного энергетического сотрудничества. Отдельные теоретические положения работы могут быть использованы при дальнейшем развитии энергетической стратегии Российской Федерации.

2. Результаты исследования могут применяться энергетическими компаниями при создании производственных и непроизводственных коммунально -бытовых объектов в изолированных и труднодоступных регионах.

3. Ряд выводов диссертационной работы может применяться в практической деятельности компаний нефтегазовой отрасли и других энергетических отраслей для развития новых направлений энергетического бизнеса в части импортозамещения и разработки и использования энерготехнологий.

4. Материалы диссертационной работы могут использоваться в учебном процессе для слушателей системы дополнительного профессионального образования, студентов аспирантуры, магистратуры и бакалавриата ВУЗов, а также для ученых и специалистов предприятий топливно-энергетического комплекса.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены автором на следующих конференциях: VI Региональной научно-технической конференции, посвященной 100-летию М. М. Ивановой «Губкинский университет в решении вопросов нефтегазовой отрасли России» с докладом на тему «Усиление роли природного газа в энергообеспечении мировой экономики» (г. Москва, 1921.09.2022 г.); VI Всероссийской научной видеоконференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы национальной экономики» с докладом на тему «Энергопереход как процесс формирования новой модели энергопотребления на мировом энергетическом рынке» (г. Уфа, г. Москва,

19.10.2022 г.); VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы управления в ТЭК - 2022» с докладом на тему «ESG-трансформация экономики России как фактор ускоренного развития экологически чистых видов энергии» (г. Москва, 20-21.04.2022 г.); Международном конгрессе REENCON - ХХ1 «Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность» с докладом на тему «Использование возобновляемых источников энергии для энергообеспечения объектов Восточной газовой программы ПАО «Газпром» (г. Москва, 13-14.10.2016

г.).

Публикации по теме исследования. Результаты диссертационной работы отражены в 13 публикациях общим объемом 6,18 п.л. (авторских - 4,6 п.л.), включая 6 статей общим объемом 3,13 п.л. (авторских - 1,87 п.л.) из Перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав основного содержания, заключения, списка литературы из 1 21 источника. Работа представлена на 170 страницах текста, включает 45 рисунков, 19 таблиц, 8 формул, 2 приложения.

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ МИРОВОЙ МОДЕЛИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

1.1 Изменение модели энергопотребления в условиях энергоперехода

Энергетический переход является одним из доминантных направлений, оказывающих существенное влияние на развитие мировой экономики и энергетики, в частности.

В качестве ключевых этапов изменения баланса мирового энергопотребления с 1800 г. можно выделить:

• Первый этап энергоперехода, связанный с переходом от биомассы (древесины), как основного источника энергии до начала 90-х гг. XIX века, к углю, доля которого возрастала с конца XVIII столетия, что сделало его преобладающим видом топлива в период с 1900 по 1960-е гг.

• Второй этап энергоперехода, представляющий собой переход от угля к нефти. Бурное развитие нефтяной отрасли в значительной степени обусловлено появлением двигателей внутреннего сгорания на рубеже ХГХ-ХХ веков. С 1960-х гг. нефть стала и остается преобладающим видом топлива в мировом энергобалансе.

• Третий этап, характеризующийся широким использованием природного газа и обусловленный открытием крупных запасов природного газа, строительством сети магистральных газопроводов, разработкой технологий сжижения природного газа, позволяющий большинству ученых и экспертов сделать вывод о том, что природный газ может стать доминирующим источником энергии к 2035-2040 гг. [8, 21, 24, 36, 57].

В некоторых работах текущий этап связывают с безуглеродным развитием энергетики, рассматривая его как четвертый этап энергоперехода [7, 29, 52].

При этом следует отметить, что, хотя возобновляемые источники энергии (ВИЭ) становятся все более конкурентоспособными и являются неотъемлемой частью текущего энергоперехода, решая ряд вопросов, связанных с устойчивым развитием мировой экономики, если в ближайшие годы не будут открыты новые ВИЭ или достигнут кардинальный прогресс в возможности использования, например, термоядерного синтеза, потребуется еще примерно 40-50 лет, чтобы ВИЭ стали доминирующим источником энергии.

Вопросам развития мировой экономики и энергетики, энергетической трансформации и энергоперехода посвящены работы таких российских и зарубежных ученых, как В. В. Бушуев, И. А. Башмаков, А. А. Дынкин, С. В. Жуков, А. А. Конопляник, Э. А. Крайнова, В. Г. Мартынов, А. М. Мастепанов, К. Н. Миловидов, Т. А. Митрова, Л. Л. Разумнова, Е. А. Телегина, R. Fouquet, S. Peake, V. 3тД, Т. Zhu и др. [28, 38, 39, 54, 55, 59, 63, 66, 67, 68, 72]. Подробный анализ подходов к определению понятия энергетического перехода приведен автором в работе [33].

Анализ показал, что существует широкий спектр определений энергоперехода в мировом научном сообществе (Таблица 1). Например, энергопереход рассматривается и как процесс, и как результат. Энергопереход может рассматриваться и более широко, как новый характер взаимоотношения человека с природной средой, как например, утверждает Т. А. Митрова [33, 52]. С другой стороны, аналитические агентства рассматривают энергопереход вплоть до конкретных расчетов доли экологически чистых источников энергии, и утверждают, что эти источники будут доминировать [33, 92, 95, 96, 101, 112, 116]. Академик А. А. Дынкин говорит, что особенность текущего энергоперехода в том, что отсутствует доминирующий энергоноситель, в отличие от предыдущих энергопереходов, когда присутствовал доминирующий источник энергии [6, 33, 86].

Таблица 1 - Особенности понятия «энергопереход» в различных исследованиях

Источник / Автор Энергопереход Изменение доли источников в энергобалансе Источники Особенности

Процесс Результат традиционные источники ВИЭ

Смил В. да - да да - -

Дынкин А.А. - - отсутствие доминирующего энергоносителя да увеличение доли -

Телегина Е.А. - - - - увеличение доли децентрализация, рост цифровизации и повышение энергоэффективности

Козеняшева М.М. - смена парадигмы способа производства энергии энергия дает энергию нет да -

Алексеенко С.В. глобальные изменения энергетических систем - - - - повышение энергоэффективности, декарбонизация, децентрализация и внедрение цифровых технологий

Митрова Т.А. - новый характер взаимоотношения человека с природной средой - - - устойчивое развитие без ущерба для экосистемы

Продолжение таблицы 1

Источник / Автор Энергопереход Изменение доли Источники Особенности

Процесс Результат источников в энергобалансе традиционные источники ВИЭ

фундаментальные

World Energy Council -WEC (2014) структурные изменения энергетического комплекса отдельных стран мира - - постепенное уменьшение рост доли повышение энергоэффективности

IRENA (2021) да - - отказ рост доли -

BP (2018) изменение - - - - экологичные способы производства энергии

более эффективные

ООН (2021) и экологичные источники энергии рост доли устойчивое развитие

генерация

DNV GL (2020) сдвиг — — — рост доли электроэнергии из ВИЭ, электрификация

более эффективные

OPEC (2020) изменение — да и экологичные источники энергии — —

ПАО «ЛУКОЙЛ» (2021) процесс стимулирования - - декарбонизация, низкоуглеродные источники да энергоэффективность

повышение

ИНЭИ РАН и Сколково (2019) изменение энергетических систем - - - - энергоэффективности, декарбонизация, децентрализация и цифровизация

Источник: составлено автором по данным [29, 32, 52, 55, 84, 86, 92, 95, 96, 101, 112, 116]

Следовательно, ученые и эксперты рассматривают энергопереход с разных сторон, и некоторые определения даже противоречат друг другу.

Таким образом, в экономической науке нет единого подхода к формулированию понятия «энергопереход».

И несмотря на противоречивые, разносторонние позиции, большинство ученых и экспертов едины во мнении, что в рамках энергоперехода происходит смена модели1 энергопотребления:

• происходит замещение неэффективных источников энергии на более эффективные и экологичные;

• изменяются взаимоотношения с природой и техносферой;

• решаются вопросы обеспечения устойчивого развития экономики с учетом энергетической и экологической безопасности на долгосрочную перспективу.

Таким образом, в работе автор рассматривает не сам энергопереход, а его проявление, которое на текущий момент времени характерно для него. И смена модели энергопотребления - это очевидный факт, который трудно отрицать.

Формирующаяся новая модель коренным образом отличается от предыдущей. Если в старой модели, характерной для индустриальной фазы экономического развития, доминирующими были масштабные углеводородные источники энергии, невозобновляемые ресурсы, то в новой - ведущие позиции все более занимают источники «чистой и возобновляемой энергетики». Ранее фактор централизации определял развитие как производства, так и энергетических рынков. Субъектами таких энергетических систем выступали крупные вертикально -интегрированные нефтегазовые компании, сосредоточившие в своих руках гигантские нефтегазовые месторождения и масштабные перерабатывающие производства, что требовало привлечения значительных централизованных

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мингалеева Рената Дмитриевна, 2024 год

Источник: [81]

При рассмотрении энергоэффективного сценария прогнозируется незначительное увеличение душевого энергопотребления, которое в 2100 г. достигнет уровня 1,83 т н.э., а в 2019 г. энергопотребление имеет значение 1,82 т н.э. на душу населения.

При консервативном сценарии энергопотребление будет возрастать ежегодно на 0,5%, достигнув 2,59 т н.э. к 2100 г. (рост 1,42 раза с 2019 г.).

При энергозатратном сценарии энергопотребление на душу населения к 2100 г. возрастет с 2019 г. в 1,6 раза и достигнет значения 2,9 т н.э. Ежегодный прирост оценивается примерно в 0,7%.

-США

- Россия

- Китай

- Индия

- Европа Бразилия

- Япония Иран

- Мир

Рисунок 15 - Изменение энергоемкости ВВП в мире и отдельных странах и

регионах с учетом прогноза до 2040 г.

Источник: [53]

Таким образом, полученные в результате моделирования прогнозы подтверждают предположение о росте душевого энергопотребления в мире до 2100 г.

Результаты моделирования душевого энергопотребления в мире до 2100 г. по предложенным сценариям, а также оценки роста населения Земли до 2100 г., позволили провести моделирование для разработки прогнозов энергопотребления в мире до 2100 г. по двум предложенным вариантам.

Для проведения моделирования по первому варианту из трех сценариев прогноза численности населения до 2100 г., предложенных ООН (Таблица 5) [120], был выбран сценарий «Medium fertility variant, 2020-2100», согласно которому ожидается уменьшение прироста численности населения (к 2100 г. население Земли составит около 11 млрд человек).

т н. э./тыс. долл. 2014

Таблица 5 - Изменение численности населения Земли до 2100 г. по сценариям,

предложенным ООН

Изменение численности населения Земли, млн чел.

Год Сценарий 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

High fertility variant, 2020-2100 8733,52 9682,33 10587,77 11529,22 12495,99 13478,08 14515,85 15600,37

Medium fertility variant, 2020-2100 8548,49 9198,85 9735,03 10151,47 10459,24 10673,90 10809,89 10875,39

Low fertility variant, 2020-2100 8363,45 8716,31 8906,80 8882,88 8675,77 8331,40 7869,84 7322,12

Источник: составлено автором по данным [120]

В рамках второго варианта моделирования рассматривалась тенденция сохранения текущей динамики роста численности населения Земли. Согласно этому варианту, последние 30 лет каждые 12 лет наблюдалось увеличение населения на 1 млрд человек. При такой тенденции ожидается, что к 2100 г. численность населения возрастет до 14 млрд человек (Таблица 6) [120].

Таблица 6 - Население Земли до 2100 г. с учетом сохранения тенденции увеличения

населения на 1 млрд человек за период в 12 лет

Временные 1804 1927 1960 1974 1987 1999 2011 2023 2035 2047 2059 2071 2083 2097

периоды,

годы 1927 1960 1974 1987 1999 2011 2023 2035 2047 2059 2071 2083 2097 2100

Периоды 123 33 14 13 12 12 12 12 12 12 12 12 12 -

прироста

численности

населения на

1 млрд, годы

Население, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

млрд чел.

Источник: составлено автором по данным [120]

При проведении моделирования мирового энергопотребления до 2100 г. по предложенным сценариям полученные результаты по двум вариантам моделирования представлены в Таблице 7.

Таблица 7 - Сравнительный анализ сценариев мирового энергопотребления до

2100 г.

Сценарий Изменение энергопотребления в мире до 2100 г. (первый вариант моделирования)

Мировое энергопотребление в 2050 г., млрд т н.э. Мировое энергопотребление в 2100 г., млрд т н.э. Изменение за период, 2100/2019 Рост за год 2100/2019, %

Энергозатратный 21,0 31,6 2,3 1,6

Консервативный 20,5 28,1 2,0 1,2

Энергоэффективный 17,2 19,9 1,4 0,5

Сценарий Изменение энергопотребления в мире до 2100 г. (второй вариант моделирования)

Мировое энергопотребление в 2050 г., млрд т н.э. Мировое энергопотребление в 2100 г., млрд т н.э. Изменение за период, 2100/2019 Рост за год 2100/2019, %

Энергозатратный 21,6 40,7 2,9 2,3

Консервативный 21,0 36,2 2,6 2,0

Энергоэффективный 17,7 25,6 1,8 1,0

Источник: составлено на основании расчетов автора [37]

В Приложении 1 представлены данные анализа мирового энергопотребления по 32 представленным ведущими мировыми аналитическими центрами сценариям развития мировой энергетики, которые использованы для подтверждения достоверности предложенных прогнозов, и учитывают влияние ключевых факторов, таких как прирост населения, мировой ВВП, потребление первичной энергии и др., что обеспечивает комплексный взгляд на возможные тенденции развития мировой экономики и энергетики [29, 84, 90, 93, 95, 99, 109, 114, 115, 116, 118, 119].

На Рисунке 16 и Рисунке 17 приведены прогнозы мирового энергопотребления до 2100 г., выполненные автором по двум вариантам моделирования, описанным ранее. Для определения достоверности результатов моделирования и выбора подходящей модели на диаграммах указаны значения мирового энергопотребления по прогнозам для 2050 г. (или для 2040 г. при отсутствии данных) на основании сценариев, предложенных ведущими аналитическими агентствами (Приложение 1, Таблица П1).

Рисунок 16 - Изменение энергопотребления в мире до 2100 г. (первый вариант

моделирования)

Источник: составлено на основании расчетов автора [37] и данных [29, 84, 90, 93, 95, 99, 109, 114, 115, 116, 118, 119]

Рисунок 17 - Изменение энергопотребления в мире до 2100 г. (второй вариант

моделирования)

Источник: составлено на основании расчетов автора [37] и данных [29, 84, 90, 93, 95, 99, 109, 114, 115, 116, 118, 119]

Важно отметить, что в ряде предложенных экспертами сценариев прогнозируется замедление и даже снижение потребления первичной энергии в мировой экономике вследствие замедления экономического роста в наиболее промышленно развитых странах и увеличения энергоэффективности.

Необходимо учесть вклад климатических целей по достижению уровня увеличения температуры, в соответствии с Парижским соглашением, ниже 2°С, а также крупномасштабные достижения в сфере экологически чистых технологий, активное распространение ВИЭ, включая производство «зеленого водорода»,

резкое повышение цен на выбросы С02 и стремление ведущих экономик достигнуть углеродной нейтральности к 2050 г. [5, 6, 9, 59, 60, 73, 75].

В результате проведенного анализа сходимости прогнозов автора с данными из экспертных прогнозов энергоэффективный сценарий развития энергетики принят автором в качестве наиболее вероятного сценария, при котором энергопотребление в мире к 2050 г. прогнозируется на уровне 17-18 млрд т н.э., а к 2100 г. - от 20 до 26 млрд т н.э. (Таблица 7), то есть ожидается увеличение энергопотребления в два раза к 2100 г. по отношению к текущему уровню.

Экономический рост, в основном на рынках Азии, в сочетании с увеличением численности населения, приведет к устойчивому росту спроса на энергию, причем, как в среднесрочной, так и в долгосрочной перспективе. Эти факторы необходимо учитывать при разработке стратегий развития энергетики [37]. Проблема устойчивого развития мировой энергетики приобретает особую актуальность с учетом этих тенденций.

Необходимо уточнить, что данные прогнозы не учитывают, что, например, пандемия или санкционная политика могут привести к замедлению развития мировой экономики. При прекращении действия этих явлений в ближайшей перспективе, согласно мнению широкого круга экспертов и ученых, темпы роста мировой экономики могут не только восстановиться, но и в значительной степени компенсировать произошедшее снижение. В любом случае, основной тенденцией развития мировой экономики и энергетики остается увеличение мирового энергопотребления.

Отметим, что целый ряд факторов, таких, как плотность населения, размеры территории страны, ее географическое расположение и климатические условия, доступность того или иного вида энергетических ресурсов, уровень технологического развития, а также различные социально-экономические, политические и другие аспекты оказывают влияние на структуру энергопотребления каждой страны, особенности создания и эксплуатации энергетической инфраструктуры, и возможность использования различных видов энергии.

В условиях санкционной политики и во многом политизированной борьбы с использованием углеводородных ресурсов в ряде стран можно ожидать значительный рост доли ВИЭ в общем балансе энергопотребления. При этом, как показывают многочисленные исследования, в том числе, проведенные с участием автора, ВИЭ, а также водород (широкое производство и потребление которого пока весьма проблематично) не смогут полностью решить проблему устойчивого развития мировой энергетики в среднесрочной перспективе [7, 26, 28, 36, 38, 58].

Поэтому важно выявить, какие основные факторы и какие тренды являются определяющими в формирующейся новой системе энергообеспечения в мире.

ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ И ТРЕНДЫ ФОРМИРУЮЩЕЙСЯ НОВОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ В МИРЕ

2.1 Е8С-трансформация мировой системы энергообеспечения, как фактор ускоренного развития экологически чистых видов энергии

Поиск подходов к обеспечению устойчивого развития в современной экономике нашел свое воплощение в концепции ESG. В 1992 г. в Рио-де-Жанейро на проведенной под эгидой ООН конференции была принята декларация о принципах устойчивого развития. Эти принципы легли в основу утвержденной в 2015 г. государствами-членами ООН «Повестки дня в области устойчивого развития», которая содержит детализацию задач в области устойчивого развития, стоящих перед обществом [83]. Основные факторы для достижения устойчивого развития - решение экологических и социальных проблем, применение принципов корпоративного управления (ESG) [26, 28, 54].

Текущая ситуация в мировом топливно-энергетическом комплексе характеризуется пересмотром концепций энергообеспечения, обусловленным антропогенным воздействием на экологию и изменением климата. Экологические критерии определяют успешность работы объектов в контексте улучшения эколого-климатических последствий.

Сектор возобновляемой энергетики растет быстрее, чем традиционные отрасли. Глобальная климатическая повестка меняет приоритеты и принципы развития мировой энергетики в сторону разработки технологий, которые позволят частично или полностью сократить выбросы парниковых газов с целью достижения углеродной нейтральности. Энергетический переход направлен на «безуглеродное» развитие, меняя приоритеты развития мировой экономики и

энергетики. Основной направленностью энергетического перехода при этом становится рациональное и эффективное использование энергетических ресурсов [7, 36, 38, 58].

Мировые энергетические рынки сместили фокус внимания на снижение углеродных эмиссий и диверсификацию энергоресурсов после принятия Парижского климатического соглашения. Крупные нефтегазовые компании активно участвуют в проектах возобновляемой энергетики, стремясь к углеродной нейтральности. Мировой топливно-энергетический комплекс переживает глобальную трансформацию, известную как «энергетический переход» [6, 7, 8, 36, 51, 57, 73].

Рассмотрим влияние экзогенных факторов (ESG-факторы) на формирующуюся новую модель энергопотребления и энергообеспечения в мире.

По данным [97] в период с 1983 по 2022 гг. энергопотребление (потребление первичной энергии) в мире ежегодно увеличивалось примерно на 2,85%, что привело к общему увеличению в 2,14 раз - с уровня 6745,8 млн т н.э. до 14427,1 млн т н.э. за 40 лет (Рисунок 18).

За 40 лет численность населения Земли увеличилась более, чем в 1,7 раза, рост примерно 2% в год - с 4,7 млрд до 8 млрд человек [120]. Таким образом, потребление энергии росло почти в 1,3 раза быстрее, чем население Земли за последние 40 лет.

Как показано в работе, опережающий рост энергопотребления будет сохраняться в среднесрочной перспективе благодаря развитию технологий и повышению уровня энергетического комфорта [21, 26, 36]. Поэтому важной становится проблема обеспечения устойчивого развития мировой энергетики на среднесрочную и долгосрочную перспективы в условиях ESG-трансформации мировой экономики.

Чтобы понять тенденции развития мировой энергетики, необходимо проанализировать динамику потребления всех видов топлива и энергии, а также структуру потребления энергии в мире за последние 40 лет.

Рисунок 18 - Энергопотребление в мире по видам источников энергии в 1983 и в

2022 гг.

Источник: составлено автором по данным [97]

На Рисунке 19 представлены диаграммы изменения объема потребления первичной энергии в разрезе различных источников за период с 1983 по 2022 гг.

За рассматриваемый период наблюдался устойчивый рост потребления различных видов топлива и энергии:

• Рост потребления нефти составил 1,61 раза - с уровня 2833,8 млн т н.э. до 4554,6 млн т н.э. за 40 лет.

• Рост потребления угля составил 2,03 раза - с уровня 1895,6 млн т н.э. до 3856,8 млн т н.э. за 40 лет.

• Рост потребления природного газа составил 2,68 раза - с уровня 1264,3 млн т н.э. до 3388,9 млн т н.э. за 40 лет.

• Рост потребления энергии, вырабатываемой на АЭС, составил 2,28 раза -с уровня 252,2 млн т н.э. до 576,3 млн т н.э. за 40 лет.

• Рост потребления энергии, вырабатываемой на ГЭС, составил 2,04 раза -с уровня 477,4 млн т н.э. до 971,6 млн т н.э. за 40 лет.

• Рост потребления энергии из ВИЭ (солнечная, ветроэнергетика, геотермальная энергетика, биомасса и др.; без учета гидроэнергетики) составил более 48 раз - с уровня 22,4 млн т н.э. до 1079 млн т н.э. за 40 лет, причем в 2017 г. производство энергии из ВИЭ превзошло производство энергии на АЭС, а в 2022 г. производство энергии из ВИЭ превзошло производство энергии на ГЭС.

-♦-Природный газ -"-Нефть -*-Уголь Атомная энергетика -ж-Гидроэнергстика -*-ВИЭ

Рисунок 19 - Динамика потребления первичной энергии в мире по видам в период

с 1983 г. по 2022 г. Источник: составлено автором по данным [97]

Как следует из анализа, за рассматриваемый период потребление энергии из ВИЭ росло наиболее быстрыми темпами, а из всех видов органического топлива -природного газа.

Анализ динамики структуры энергопотребления (доли всех видов топлива и энергии в %) в мировом энергобалансе за тот же период (Рисунок 20) позволяет выявить важные тенденции развития мировой энергетики, что необходимо для прогнозирования трендов ее развития.

-♦-Природный газ -"-Нефть -^Уголь -»Атомная энергетика -^-Гидроэнергетика -« ВИЭ

Рисунок 20 - Динамика структуры потребления энергии в мире в 1983-2022 г. Источник: составлено автором по данным [97]

За последние 40 лет наблюдается постоянное уменьшение доли нефти в мировом энергетическом балансе, снижение составило 10,4%. Это обусловлено постоянным уменьшением использования нефти для получения электроэнергии и преимущественным ее использованием для получения продуктов нефтехимической отрасли [26, 36, 46].

За этот же период доля угля в мировом энергобалансе изменилась незначительно - с 28,1% в 1983 г. до 26,7% в 2022 г. Изменение доли угля в глобальном энергопотреблении связано с изменением цен на нефть, а также увеличением ВИЭ и природного газа в энергобалансе [36].

Доля природного газа в мировом энергобалансе за рассматриваемый период постоянно росла, увеличение составило 4,7% - с 18,7% в 1983 г. до 23,5% в 2022 г. Для промышленного потребления природного газа необходимо создать сложную и разветвленную инфраструктуру, что потребует значительные финансовые, материальные и временные издержки. Необходимость окупаемости капитальных

вложений в эту инфраструктуру способствует устойчивому и долгосрочному росту доли природного газа в мировом энергобалансе [36].

Рост доли атомной энергетики составил 0,3% - 3,7% в 1983 г. и 4% в 2022 г. Несмотря на быстрый рост до начала 2000-х гг., доля атомной энергетики начала снижаться, установившись на уровне 4% после 2012 г. Прогнозируется, что доля атомной энергетики в мировом энергобалансе останется стабильной без существенного увеличения. Это обусловлено как политическими решениями ряда стран отказаться от программ по развитию атомной энергетики, так и геотектоническими условиями. Ограниченность запасов высокообогащенных урановых руд в мире также влияет на эту тенденцию [36].

Доля гидроэнергетики незначительно уменьшилась - с 7,1% в 1983 г. до 6,7% в 2022 г. Такое небольшое уменьшение объясняется ограниченностью водных ресурсов в реках, высокой капиталоемкостью проектов гидроэнергетики и удаленностью основных центров потребления энергии от мощных гидросистем, что требует передачи электроэнергии на большие расстояния и приводит к существенным потерям энергии [36].

Доля энергии ВИЭ (в основном солнечной и ветровой энергии; без учета гидроэнергетики) росла устойчивыми темпами - за рассматриваемый период рост составил 7,2% - с 0,3% в 1983 г. до 7,5% в 2022 г.

Таким образом, можно отметить следующие тенденции развития мировой энергетики за рассмотренный период с 1983 по 2022 гг.:

• Потребление всех видов топлива и энергии устойчиво росло.

• По сравнению со всеми другими видами топлива и энергии самыми быстрыми темпами увеличивалась доля энергии из ВИЭ, достигнув прироста в 6,8%.

• Темпы роста доли природного газа в мировом энергобалансе несколько меньше - 4,7%.

• Доля энергии, вырабатываемой из таких ВИЭ, как солнечная и ветровая энергетика, в 2017 г. превысила долю атомной энергетики, в 2022 г. опережение

составило уже 3,5%, что связано с эколого-климатической повесткой современной энергетики, а также с государственными программами инвестиционной поддержки развития ВИЭ. Это способствует развитию технологий и уменьшению себестоимости производства энергии из ВИЭ, которая стала конкурентоспособной, а в ряде развитых стран даже ниже себестоимости энергии, производимой на тепловых станциях с использованием органического топлива [24, 28, 59, 63].

Таким образом, потребление энергии из экологически чистых источников растет опережающими темпами в мировом энергобалансе, что становится основной направляющей тенденцией трансформации мировой энергетики на текущем этапе развития [7, 26, 36, 49].

Так, автором рассмотрены те тренды, которые характерны для мировой экономики и энергетики.

Рассмотрим, как экзогенные факторы влияют на формирование новой модели энергопотребления и энергообеспечения в России, так как Россия - это часть мировой экономики и мировой энергетики, а также страна имеет значительный углеводородный потенциал, и ее энергетика играет ключевую роль в мире.

Модель устойчивого развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России включает в себя модернизацию системы энергообеспечения в связи с развитием ВИЭ, а также декарбонизацию с целью сокращения вредных выбросов в ходе деятельности нефтегазовых компаний [73]. Вопрос адаптации стратегии энергетического перехода к возобновляемым источникам для России, ведущей страны по добыче и экспорту ископаемых энергоресурсов, остается актуальным в контексте ее мощного углеводородного сектора.

Проведем анализ структуры энергопотребления в России за последние 30 лет.

На Рисунке 21 показано изменение потребления первичной энергии в России в 1993-2022 гг. За последние 30 лет наблюдалось уменьшение энергопотребления в России - в 1,11 раза [97], ежегодное снижение составило примерно 0,3%.

Рисунок 21 - Потребление энергии в России в период 1993-2022 гг. Источник: составлено автором по данным [97]

Анализ данных по структуре энергопотребления (потребление первичной энергии) в России по видам энергии за период 1993-2022 гг. (Рисунок 22) показал, что:

1. Снижение потребления нефти составило 1,18 раз - с уровня 199,1 млн т н.э. до 168,5 млн т н.э. за 30 лет.

2. Снижение потребления угля составило 1,86 раза - с уровня 141,7 млн т н.э. до 76,3 млн т н.э. за 30 лет.

3. Снижение потребления природного газа незначительное - с уровня 352,7 млн т н.э. до 350,9 млн т н.э. за 30 лет.

4. Рост потребления энергии, вырабатываемой на АЭС, составил 1,65 раза -с уровня 29,1 млн т н.э. до 48,1 млн т н.э. за 30 лет.

5. Потребление энергии, вырабатываемой на ГЭС, оставалось примерно на одном уровне - 44,3 млн т н.э.

6. Рост потребления энергии из ВИЭ (солнечная, ветроэнергетика, геотермальная энергетика, биомасса и др.; без учета гидроэнергетики) составил примерно 139 раз - с уровня 0,01 млн т н.э. до 2 млн т н.э. за 30 лет.

Исходя из проведенного анализа, можно сделать вывод, что за рассматриваемый период наблюдалось снижение потребления органического топлива, однако произошло незначительное снижение потребления природного газа, а также произошел наибольший рост потребления энергии из ВИЭ.

Рисунок 22 - Изменение энергопотребления по видам энергии в России в 19932022 гг.

Источник: составлено автором по данным [97]

Анализ данных по изменению доли различных видов энергии в энергобалансе России за период 1993-2022 гг. (Рисунок 23) позволяет определить важные тенденции в развитии энергетики страны:

1. За рассматриваемый период доля нефти в энергобалансе страны сократилась на 1,55%, что связано с выводом нефти из производства

электроэнергии и использованием ее для производства продуктов с высокой добавленной стоимостью в нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях [26, 36].

Рисунок 23 - Изменение доли различных видов энергии в энергобалансе России в

1993-2022 гг. Источник: составлено автором по данным [97]

2. Доля угля в энергобалансе уменьшилась на 7,42%. Потребление угля остается стабильным в последние годы, составляя около 11% в энергопотреблении.

3. Доля газа является наивысшей, увеличившись на 4,86%. Газ становится основным видом топлива благодаря его энергоэффективности и относительной экологичности, а также в связи с развитием в стране сложной инфраструктуры для его потребления [6, 8, 11, 18].

4. Рост доли атомной энергии составил 3,18%, стабилизировавшись на уровне 6,97%.

5. Рост доли гидроэнергетики составил 0,64%. Однако доля остается невысокой из-за освоения всех доступных гидроэнергетических ресурсов и их удаленного расположения.

6. Рост доли ВИЭ (в основном за счет солнечной и ветроэнергетики; без учета гидроэнергетики) составил 0,29%, хотя доля ВИЭ в энергобалансе страны остается все еще незначительной по сравнению с другими источниками энергии.

Таким образом, потребление угля и нефти снижается, в то время как доля газа доминирует в энергобалансе страны. Атомная энергия и ВИЭ также демонстрируют увеличение своей доли в энергобалансе России.

В итоге, за последние 30 лет развитие энергетики страны связано с постепенным вовлечением в энергобаланс экологически чистых источников энергии [5, 7, 9, 12, 18, 19, 36, 41, 60].

На основании проведенного анализа баланса энергопотребления в России за последние 30 лет в структуре энергопотребления страны происходит снижение доли «высокоуглеродной» энергетики, включающей потребление угля и нефти, и рост доли «низкоуглеродной» энергетики, включающей потребление природного газа, а также энергии от АЭС, ГЭС и различные виды ВИЭ, в соответствии с мировым трендом (Рисунок 24).

Доля «высокоуглеродной» энергетики в России в 1993 г. составляла 44,4%, а к 2022 г. она снизилась и составила 35,5%. За тот же период наблюдается увеличение доли «низкоуглеродной» энергетики только на ~9%, что говорит об отставании России от темпов изменений, происходящих в мире. Рост доли «низкоуглеродной» энергетики в стране, происходит не только за счет увеличения доли атомной энергетики, гидроэнергетики и незначительной доли ВИЭ, но, прежде всего, за счет преобладающей доли природного газа в энергобалансе страны. И это не случайно, поскольку Россия опирается на огромный газовый потенциал.

Рисунок 24 - Изменение доли «низкоуглеродной» и «высокоуглеродной» энергетики в энергобалансе России в 1993-2022 гг. Источник: составлено автором по данным [97]

Россия находится на втором месте (после США) по запасам органического топлива - 126,8 млрд т н.э., при этом УВС составляет 46,9 млрд т н.э., из них 32,2 млрд т н.э. (68,7%) составляет природный газ [97].

А так как качество запасов органического топлива на современном этапе развития энергетики определяется его энергетической эффективностью и экологической чистотой, то самым качественным запасом является природный газ, за ним следуют традиционные сорта нефти, а уголь и нетрадиционная битуминозная нефть рассматриваются как виды некачественных запасов [36].

Это позволяет сделать вывод о том, что Россия является страной, обладающей наиболее качественными запасами органического топлива.

Анализируя данные стран с крупнейшими запасами природного газа (более 1 трлн м3, с общей долей более 94,3% от запасов в мире) [97], а также значения рассчитанного показателя обеспеченности уровня добычи газа ресурсами -Reserves-to-Production ratio (R-P-R), можно сделать вывод, что в России показатель ресурсной обеспеченности (R-P-R) больше общемирового уровня, равного 46,5 годам добычи, и имеет значение 60,5 лет добычи в 2022 г.

Дальнейшее развитие внутреннего газового рынка в стране, а также возможности экспорта природного газа на основные мировые энергетические рынки будут определять перспективный уровень добычи природного газа, и являются основными факторами крупных инвестиций в развитие газовой отрасли.

Тогда возникает вопрос, необходимо ли ускорять развитие ВИЭ в стране, следуя мировым трендам.

2.2 «Безуглеродная» и «зеленая» энергетика в формирующейся новой модели

энергообеспечения в мире

В настоящее время растет актуальность проблемы увеличения выбросов в атмосферу парниковых газов и других вредных веществ. В рамках «Киотского протокола» и различных международных энергетических программ развитыми странами активно ведется работа по снижению этих выбросов. Понятно, что страны с развитой экономикой и высоким энергопотреблением, к которым относятся страны G-20, оказывают наибольшее влияние на окружающую среду и создают критический набор эколого-климатических рисков [26].

Для оценки влияния этих стран на экологию и климат проведем анализ данных по доле «высокоуглеродной» и «низкоуглеродной» энергетики в странах 0-20 (Рисунок 25). Анализ диаграммы показал, что в энергобалансе большинства экономически развитых стран мира, как и в мире в целом, основной является «высокоуглеродная» энергетика.

«Высокоуглеродная» энергетика играет ключевую роль в энергобалансе таких стран, как ЮАР (90,8%), так как примерно 70% энергобаланса страны составляет уголь, Индия (82,7%), Индонезия (76,2%) и КНР (73,1%).

Рисунок 25 - «Высокоуглеродная» и «низкоуглеродная» энергетика в энергобалансе стран 0-20 в 2022 г. Источник: составлено автором по данным [97]

Доля «низкоуглеродной» энергетики доминирует в таких странах, как Россия (64,5%) и Аргентина (60,3%) за счет значительной доли природного газа в энергобалансе стран, Канада (67,1%) за счет значительной доли гидроэнергетики и природного газа в энергобалансе страны, и Франция (62,7%) с высокой долей атомной энергетики в энергобалансе страны.

Исследования, посвященные роли и будущим перспективам традиционной и возобновляемой энергетики в мировой экономике, представлены в работах российских и ряда зарубежных ученых: В. И. Волошина, Л. М. Григорьева, А. И.

Громова, В. В. Елистратова, В. А. Крюкова, Т. А. Митровой, Е. А. Телегиной, Ю. К. Шафраника, V. Wittmann, G. Boyle и др. [5, 9, 24, 25, 26, 53, 58, 66, 71].

Анализируя экологические аспекты энергетического развития в странах с высоким энергопотреблением за последние годы, можно отметить, что происходит постепенный переход от неэффективных экологически грязных источников энергии к более экологически чистым источникам [40].

Важным, в аспекте выбросов вредных веществ, является тот факт, что органическое топливо (нефть, природный газ и уголь) используется при производстве энергии, с долей в мировом энергобалансе 82%. Доля энергетики (атомная энергетика, гидроэнергетика, солнечная и ветроэнергетика), не приводящей к выбросам CO2, составляет примерно 18%.

Среди всех видов органического топлива на сегодняшний момент природный газ является наиболее перспективным видом топлива для производства энергии, учитывая незначительные эколого-климатические последствия при его сжигании и наличие обширной энергетической инфраструктуры для его использования.

В отличие от органического топлива «безуглеродная» и «зеленая» энергетика используется, в основном, для производства электроэнергии.

Анализ данных по выработке электроэнергии в мире и в странах G-20 в 2022 г. за счет использования различных видов топлива и энергии (Таблица 8) показал, что при производстве электроэнергии в мире:

• доля угля составила 35,4%;

• доля природного газа - 22,7%;

• доля гидроэнергетики - 14,9%;

• доля солнечной и ветроэнергетики - 11,8%;

• доля атомной энергии - 9,2%;

• доля геотермальной энергетики, биомассы, использование твердых бытовых отходов (ТБО) и др. - 3,6%;

• доля нефти и нефтепродуктов - 2,5%.

Таблица 8 - Выработка электроэнергии в мире и в странах G-20 в 2022 г.

Выработка электроэнергии в 2022 г., ТВт-ч

Страны в-20 Нефть Газ Уголь Атомная энергия Гидро-энерге -тика Солнечная и ветро-энергетика Геотермальная энергетика, биомасса и др. Другие (ТБО, тепло из химических источников и др.) ВСЕГО

Аргентина 16,7 80,4 2,1 7,5 23,9 17,1 2,3 0,8 150,8

ЮАР 3,6 - 197,2 10,1 3,1 15,9 0,4 4,5 234,8

Австралия 5,0 46,3 130,9 - 17,1 70,5 3,2 0,5 273,6

Италия 9,7 156,3 17,6 - 28,2 48,2 23,8 3,6 287,3

Великобритания 2,1 125,3 5,6 47,7 5,3 94,1 35,5 10,5 326,0

Турция 3,1 71,8 112,8 - 67,2 51,1 20,3 - 326,2

Индонезия 6,1 56,1 205,3 - 27,3 0,7 37,3 0,6 333,4

Мексика 34,2 191,8 21,9 10,8 35,7 39,6 6,6 - 340,7

Саудовская Аравия 131,4 269,4 - - - 0,8 - - 401,6

Франция 2,3 46,9 3,1 294,7 44,6 58,1 9,8 8,1 467,7

Германия 4,4 79,8 180,6 34,7 17,5 186,1 50,4 23,8 577,3

Республика Корея 6,9 173,3 208,7 176,1 3,5 30,3 17,3 4,2 620,3

Канада 2,7 81,0 34,1 86,6 398,4 43,5 8,5 4,7 659,6

Бразилия 10,1 42,1 16,5 14,6 427,1 111,8 52,8 2,3 677,2

Япония 40,6 319,7 309,0 51,8 74,9 110,6 41,5 85,4 1033,6

Россия 6,7 533,9 192,3 223,7 197,7 6,6 0,8 5,3 1166,9

Индия 2,5 47,0 1380,1 46,2 174,9 165,2 40,7 1,3 1858,0

США 25,1 1816,6 904,2 812,1 258,6 645,4 74,2 11,5 4547,7

КНР 11,9 290,6 5397,8 417,8 1303,1 1190,4 176,6 60,4 8848,7

МИР 728,6 6631,4 10317,2 2679,0 4334,2 3427,5 776,9 270,5 29165,1

Доля в общей 2,5% 22,7% 35,4% 9,2% 14,9% 11,8% 2,7% 0,9% 100,0%

генерации

Источник: составлено автором по данным [97]

Следовательно, производство электроэнергии за счет использования органического топлива, ТБО, геотермальной энергии и др. преобладало в структуре мировой генерации электроэнергии в 2022 г., имея долю 64,2%, а на основе генерации электроэнергии за счет атомной энергии и ВИЭ (гидро-, солнечная и ветроэнергетика) - 35,8%.

Анализ данных по распределению доли генерации электроэнергии за счет сжигания органического топлива, ТБО и др., а также доли «безуглеродной» генерации (атомная энергетика, гидроэнергетика, ВИЭ) в 2022 г. в странах G-20 и в мире в целом (Рисунок 26) показал, что:

• в Бразилии (89,5%), Франции (87,1%), Канаде (81,4%), Великобритании (56%) и Германии (50%) доля «безуглеродной» генерации превышала долю генерации, основанной на сжигании органического топлива, ТБО и др.;

• в Турции (42,5%), США (39,4%), России (36,7%), Республике Корея (36,6%) доля «безуглеродной» генерации практически совпадает с мировым уровнем (38,5%);

• в Индии (23%), Индонезии (19,6%), ЮАР (12,6%) и Саудовской Аравии (0,2%) наименьшая доля «безуглеродной» энергетики среди стран G-20.

На Рисунке 27 представлено распределение доли тепловой генерации, использующей для выработки электроэнергии органическое топливо, ТБО, атомную и геотермальную энергию, а также доли «зеленой» энергии на базе ВИЭ (гидроэнергетика, солнечная и ветроэнергетика) в странах G-20 и в мире в целом в 2022 г.

Доля тепловой генерации электроэнергии в мире составляла 73,4% по данным 2022 г., «зеленая» энергетика составляла 26,6%. При этом в Бразилии (79,6%) и Канаде (67%) доля «зеленой» энергетики наивысшая среди стран G-20, и превышает долю тепловой генерации в этих странах. А в Мексике (22,1%), Франции (22%), США (19,9%), Индии (18,3%), Японии (17,9%), России (17,5%), Индонезии (8,4%), ЮАР (8,1%), Республике Корея (5,5%) и Саудовской Аравии (0,2%) доля «зеленой» энергетики ниже среднемирового уровня в 26,6%.

Рисунок 26 - Распределение доли производства электроэнергии из органического топлива, ТБО и др., и «безуглеродной» генерации в мире и в странах G-20 в 2022 г. Источник: составлено автором по данным [97]

Рисунок 27 - Распределение доли тепловой генерации и «зеленой» энергетики в

мире и в странах G-20 в 2022 г. Источник: составлено автором по данным [97]

В перспективе использование энергии из ВИЭ может быть частичным решением экологическо-климатических проблем энергетики.

На современном этапе наблюдается период стремительного развития ВИЭ, связанный, с одной стороны, с развитием технологий ВИЭ и, как следствие, снижением себестоимости производства «зеленой» энергии, а с другой стороны, со стремлением мирового сообщества к обеспечению энергетической независимости и безопасности, и достижению нулевых выбросов СО2 в будущем.

Развивающийся сектор ВИЭ является инновационной технологической платформой, способствующей созданию дополнительных рабочих мест. Использование энергетических установок на базе ВИЭ является перспективным направлением для энергоснабжения потребителей, находящихся на изолированных и труднодоступных территориях с неразвитой или слаборазвитой энергетической инфраструктурой, что приводит к обеспечению надежности и гибкости энергоснабжения и к сокращению потребления углеводородного сырья (нефти и природного газа) и использованию его в качестве сырья для нефте- и газохимии.

Для понимания тенденций развития ВИЭ в мире в работе выполнен анализ данных по изменению установленной мощности ВИЭ и выработки энергии на основе ВИЭ в мире и в странах - лидерах по использованию ВИЭ.

Анализ данных по генерации энергии на основе ВИЭ в мире с 2003 по 2022 гг. (Рисунок 28) показал, что за последние 20 лет генерация электроэнергии на традиционных ГЭС увеличилась почти в 1,7 раз. Генерация электроэнергии на солнечных (СЭС) и ветроэлектростанциях (ВЭС) за рассматриваемый период выросла в 52 раза [97].

Таким образом, если в 2003 г. общемировой уровень генерации «зеленой» электроэнергии (гидроэнергетика, солнечная и ветроэнергетика) составил 15,9%, то есть 2688,6 ТВтч из 16935,1 ТВтч, то в 2022 г. он был равен уже 26,6% - 7761,6 ТВтч из 29165,1 ТВтч [97]. Следовательно, производство электроэнергии из ВИЭ в мире демонстрирует стабильный и устойчивый рост.

Рисунок 28 - Генерация электроэнергии на основе ВИЭ в мире с 2003 по 2022 гг. Источник: составлено автором по данным [97]

Анализ данных по изменению установленной мощности солнечной, ветровой и геотермальной энергетики в мире за последние 20 лет (Рисунок 29) показал, что в мире наблюдается устойчивый рост установленных мощностей ВИЭ.

За рассматриваемый период с 2003 по 2022 гг. рост установленной мощности солнечной энергетики составил 536 раз, а ветроэнергетики - 23 раза.

Рост установленной мощности геотермальной энергетики за тот же период составил 1,8 раз, но ее абсолютное значение ничтожно, так как распределение этой энергии территориально локализовано только в некоторых регионах с нестабильной геотектоникой [113].

Устойчивый рост установленной мощности объектов ВИЭ-генерации, а также увеличение выработки энергии на базе ВИЭ в мире связаны с наличием огромного потенциала источников возобновляемой энергии и технической доступностью ВИЭ, а также влиянием различных политических и эколого-климатических факторов [25, 26, 65, 75].

~* '/. О Л ~ —1 Ч "Т Ч. С ОС ~ ~ — ^

ооооооосоосооооооооо МММММММГЧГЧМСЧМГЧМГЧМГ^МГЯМ

■ Геотермальная энергетика, ГВт ■ Солнечная энергетика, ГВт ■ Ветроэнергетика, ГВт

Рисунок 29 - Установленные мощности солнечной, ветровой и геотермальной

энергетики в мире в 2003-2022 гг. Источник: составлено автором по данным [97, 113]

Анализ данных по распределению установленных мощностей объектов ВИЭ-генерации в мире и странах - лидерах в 2022 г. (Таблица 9) показал, что формирование распределения во многом связано с такими факторами, как географическое расположение страны, ее площадь и климатические условия, наличие пригодных для энергетики водных ресурсов и др.

Так как геотермальная энергетика является локальной энергетикой, и ее промышленное применение носит ограниченный характер, то установленная мощность геотермальной энергетики в мире мала по сравнению с солнечной и ветровой энергетикой, что не позволит геотермальной энергетике решить задачу мирового энергообеспечения в среднесрочной перспективе.

Анализ данных по изменению установленной мощности ВИЭ и выработки энергии на их основе в мире и в странах - лидерах показал, что среди всех видов ВИЭ солнечная и ветроэнергетика имеют наибольшие темпы развития в мире.

Таблица 9 - Распределение установленных мощностей объектов ВИЭ-генерации в

мире и странах - лидерах в 2022 г.

Страна Распределение установленных мощностей объектов ВИЭ-генерации в 2022 г., ГВт

Гидроэнергетика Ветроэнергетика Солнечная энергетика Геотермальная энергетика ВИЭ итого

Великобритания 4,7 28,5 14,4 - 47,7

Россия 55,8 2,2 1,8 0,07 59,9

Италия 22,6 11,8 25,1 0,77 60,3

Франция 25,7 21,1 17,4 0,02 64,2

Испания 20,4 29,3 20,5 - 70,3

Канада 83,3 15,3 4,4 - 103,0

Япония 49,6 4,6 78,8 0,44 133,5

Германия 11,5 66,3 66,6 0,05 144,4

Индия 51,8 41,9 63,1 - 156,9

Бразилия 109,8 24,2 24,1 - 158,0

США 102,0 140,9 113,0 2,65 358,5

КНР 414,8 366,0 393,1 0,03 1173,9

МИР 1397,0 898,8 1053,1 14,62 3363,6

Источник: составлено автором по данным [97, 111, 113]

Формирование отрасли ВИЭ в России является одним приоритетных направлений развития энергетики страны. Для исследования возможностей России в развитии возобновляемой энергетики в работе проведена оценка потенциала солнечной и ветровой энергии на территории страны, а также оценка ресурсов редкоземельных металлов и элементов, которые играют важную роль в развитии технологий для отрасли ВИЭ.

2.3 Оценка российского потенциала в развитии возобновляемых источников

энергии

В Энергетической стратегии развития российской энергетики на период до 2035 года [4] формирование отрасли ВИЭ рассматривается как одно из целевых направлений развития национальной энергетики. При этом основу энергобаланса страны будет составлять УВС с увеличением доли ВИЭ. Согласно Энергетической стратегии российская энергетика перейдет на инновационный технологический уровень за счет развития и внедрения ВИЭ.

Энергетическая стратегия предполагает, что ввод новых мощностей ВИЭ значительно вырастет, и солнечная и ветровая энергетика будут основными направлениями развития ВИЭ, а также малая гидроэнергетика [4].

Согласно Энергетической стратегии одним из приоритетов отрасли возобновляемой энергетики в России является развитие ВИЭ в технологически удаленных и изолированных энергосистемах для повышения эффективности и надежности энергообеспечения потребителей, расположенных на труднодоступных и изолированных территориях страны.

Стоит отметить, что потенциал солнечной энергетики также, как и ветроэнергетики, в России огромен, в силу обширной территории и географического расположения страны, как показано в работах [25, 26, 65]. Поэтому есть все предпосылки к тому, что солнечная и ветроэнергетика будут активно развиваться, особенно при энергообеспечении потребителей в децентрализованных и удаленных регионах, что является весьма экономически и энергетически эффективным, как показано в работах ученых и экспертов: А. Н. Асаула, В. В. Бесселя, В. В. Елистратова, В. А. Зубакина, К. К. Ильковского, В. Р. Киушкиной, Б. В. Лукутина, О. А. Суржиковой, С. П. Филиппова, Y. Tan, L. Meegahapola., S. M. Muyeen и др. [10, 13, 14, 16, 17, 22, 23, 25, 34, 45, 56, 69, 70], и

доля солнечной и ветроэнергетики вырастет в энергобалансе страны в ближайшем будущем.

Для понимания возможности использования солнечной и ветроэнергетики в России в работе приведены результаты оценки их потенциала.

Методика оценки потенциала ветровой энергетики, разработанная автором, подробно описана в [30, 44].

Распределение значений среднегодовой скорости ветра на территории России показано на Рисунке 30 [30, 98]. Исходя из этих данных, в работе проведена оценка, на какой площади территории РФ распределена та или иная скорость ветрового потока (Таблица 10).

Рисунок 30 - Распределение среднегодовой скорости ветрового потока на

территории России

Источник: [30, 98]

Территории со среднегодовой скоростью ветра менее 4 м/с составляют около 0,12% от общей территории страны, следовательно, практически на всей территории страны возможно использование горизонтально-осевых

ветроэнергетических установок (ВЭУ), поскольку их работа начинается при скорости ветрового потока 3 м/с и более [44].

Таблица 10 - Распределение среднегодовой скорости ветрового потока на территории России

Скорость ветрового потока, м/с Процентное соотношение, ^ , % , млн км2

4 36,54 6,28

5 31,53 5,42

6 9,17 1,57

7 20,23 3,48

8 2,41 0,41

Итого 100 17,2

Источник: составлено автором [30]

Значение площади территории РФ в зависимости от значения преобладающей скорости ветра на этой территории определяется по соотношению:

= • ^общ,РФ , (!)

где — значение площади территории РФ в зависимости от значения преобладающей скорости ветра на этой территории, м2;

qi — территория РФ, по сравнению с общей площадью, на которой распределена рассматриваемая скорость ветрового потока (Таблица 10), %;

5общРФ — общая площадь территории России, м2, равная 1,72-1013 м2 [87]. Значения площади территории РФ и преобладающей скорости ветра на этой территории позволяют определить среднюю скорость ветрового потока по стране по соотношению:

^ср уп <"■ о , (2)

где ^ — скорость ветрового потока в рассматриваемой зоне, м/с.

В результате расчета значение средней скорости ветра в России можно оценить в 5,2 м/с.

Теоретический потенциал ветровой энергетики (Втч/год) оценим по формуле [43]:

3,14 • р • 5общРФ • К/3 • 8760 ^теор = 3-Р 0бЩ8РФ--- , (3)

где р - плотность потока воздуха, кг/м3, принимается для расчета 1,225 кг/м3 [44].

Технический потенциал ветровой энергетики (Вт ч/год) РФ с учетом эффективности преобразования энергии можно оценить по соотношению [30]:

^Тех = ^Теор • ^Р • (Пмех ^Пэл )• КИУМ , (4)

где СР - эффективность преобразования кинетической энергии ветрового потока при взаимодействии с ветроколесом ВЭУ, принимается равной 0,45 [30];

(Пмех^эл ) - эффективность использования механических и электрических элементов силового тракта ВЭУ в процессе преобразования ветровой энергии в электроэнергию, принимается равной 0,9 [30];

КИУМ - среднемировое значение коэффициента использования установленной мощности, для ветроэнергетики принимается равным 0,262 [36].

Оценочные значения теоретического и технического потенциала представлены в Таблице 11.

С учетом того, что Россия имеет самую большую площадь территории в мире, как видно из результатов оценки, потенциал ветровой энергии в России

огромен. Если провести оценку при средней скорости ветрового потока 5,2 м/с, то теоретический потенциал ветровой энергии составляет примерно 870 млрд т н.э. в год, а технический (который может быть реализован за счет существующих технологий) потенциал - 90 млрд т н.э. в год.

Таблица 11 - Оценочные значения теоретического и технического потенциала ветроэнергетики России

Скорость ветра, м/с 4 5 6 7 8 при средней скорости ветра - 5,2

Теоретический потенциал млрд т н.э./ год 398,67 778,64 1345,50 2136,60 3189,32 873,51

Технический потенциал млрд т н.э./ год 42,30 82,62 142,77 226,71 338,42 92,69

Источник: составлено автором [30]

При часто используемой на практике схеме расстановки горизонтально-осевых ВЭУ и средней скорости ветрового потока на территории страны технический потенциал ветроэнергетики составил 6,2 млрд т н.э. в год [30], что превышает уровень энергопотребления в стране в 2022 г. в 9 раз [97].

Методика оценки потенциала солнечной энергетики, разработанная автором, подробно описана в [30, 44].

Распределение значений уровня солнечной инсоляции на территории России показано на Рисунке 31. Проведем оценку теоретического потенциала солнечной энергетики страны с учетом минимального и максимального значения уровня инсоляции [44].

Проведем оценку теоретического потенциала солнечной энергетики (Втч/год), используя формулу:

^Теор ^день^365^

(5)

где /день - значение уровня солнечной инсоляции, Вт-ч/м2/сутки.

Рисунок 31 - Распределение значений уровня солнечной инсоляции на

территории России

Источник: [80]

На Рисунке 32 представлены данные по распределению территории РФ по среднесуточному уровню инсоляции.

Значения теоретического потенциала солнечной энергетики приведены в Таблице 12.

Суммарный теоретический потенциал солнечной энергетики составил более 2050 млрд т н.э. в год.

Оценим значение технического потенциала солнечной энергетики (Втч/год) России по соотношению:

^Тех =^теср • КИУМ

(6)

где КИУМ - среднемировое значение коэффициента использования установленной мощности, для солнечной энергетики принимается в расчете 0,141 [36].

менее 3 ■ от3 до 3,5 "от3,5 до4 от4 до4,5 "от4,5 до 5

Рисунок 32 - Распределение территории РФ , % ; , млн км2) по среднесуточному уровню инсоляции (/день , кВтч/м2/сутки) Источник: составлено автором

Таблица 12 - Оценочные значения теоретического и технического потенциала солнечной энергетики России

Значение уровня солнечной инсоляции, кВтч/м2/сутки менее 3 3-3,5 3,5-4 4-4,5 4,5-5 Всего

Теоретический потенциал млрд т н.э./ год 67,48 456,14 546,56 802,97 179,49 2052,63

Технический потенциал млрд т н.э./ год 9,51 64,32 77,06 113,22 25,31 289,42

Источник: составлено автором [30]

Результаты оценки показали, что технический потенциал солнечной энергетики России (Таблица 12) можно оценить в 289 млрд т н.э. в год, что в 20 раз превышает уровень энергопотребления в мире в 2022 г. [97].

Таким образом, проведенная оценка показывает, что Россия обладает огромным техническим потенциалом солнечной и ветровой энергетики. Следовательно, развитие солнечной и ветроэнергетики в стране является перспективным направлением развития энергетики страны, особенно в обширных регионах на Востоке страны, где отсутствует или не развита энергетическая инфраструктура.

Развитие возобновляемой энергетики определяет ключевые направления изменений, происходящих на мировом энергетическом рынке, что способствует также развитию рынка энергетических технологий [58, 63]. ВИЭ позволяют получать энергию без выбросов CO2, уменьшить зависимость стран от импорта энергоресурсов и повысить энергетическую безопасность, сократить использование углеводородов на внутреннем рынке и создают возможность для их экспорта, обеспечивают энергоэффективное и надежное энергоснабжение потребителей, которые не имеют доступ к централизованному энергоснабжению.

Применение редкоземельных металлов становится неотъемлемой частью производства оборудования для отрасли возобновляемой энергетики [42].

В Таблице 13 приведены данные о запасах, уровне добычи и коэффициенте обеспеченности текущего уровня добычи запасами редкоземельных металлов -Reserves-to-Production ratio (R-P-R) - в мире и в странах - лидерах в 2022 г.

Лидерами по запасам редкоземельных металлов в мире являются КНР, Бразилия и Россия. Доля России в мировых запасах составляет 16,7%.

Лидерами по уровню добычи редкоземельных металлов в мире являются КНР, США, Австралия, Индия и Россия. Уровень добычи в России составил около 1% в 2022 г.

По значению коэффициента R-P-R Россия занимает 2-е место, отставая только от Бразилии.

Таблица 13 - Данные о запасах, уровне добычи редкоземельных металлов и коэффициенте R-P-R в мире и в странах - лидерах в 2022 г.

Страна Добыча, тыс. т Запасы, тыс. т R-P-R, лет добычи

Мадагаскар 1 180,4 187,9

Таиланд 7,1 - -

США 43 2300 53,5

Австралия 16 4200 263

Индия 2,6 6900 2653,8

Россия 2,6 21000 8076,9

Бразилия 0,1 21000 262500

КНР 210 44000 209,5

МИР 298,6 125620 420,6

Источник: составлено автором по данным [97]

Анализ данных по изменению уровня добычи редкоземельных металлов в мире и в странах - лидерах (Рисунок 33) показал, что добыча редкоземельных металлов в мире увеличилась более чем в три раза за последние 20 лет, в связи с активным технологическим развитием отрасли ВИЭ, в том числе солнечной и ветроэнергетики.

Наибольший рост добычи наблюдается в США, рост составил более 14 раз с 2012 г. по 2022 г.; в Индии - с 2003 г. по 2022 г. рост составил более 8 раз; в Австралии - с 2011 г. по 2022 г. рост составил более 7 раз; в КНР добыча выросла более 2 раз с 2003 г. по 2022 г. В России добыча оставалась примерно на одном уровне - в пределах от 1,4 до 3,1 тыс. т за рассматриваемый период [97].

Следовательно, учитывая объемы запасов редкоземельных металлов в стране, Россия может занять лидирующие позиции в мире в ближайшем будущем.

Одним из основных и важных условий развития отрасли ВИЭ является производство систем накопления и хранения энергии, для чего требуются кобальт и литий [58].

Рисунок 33 - Изменение уровня добычи редкоземельных металлов в мире и в

странах - лидерах в 2003-2022 гг. Источник: составлено автором по данным [97]

В Таблице 14 приведены данные о запасах, уровне добычи и коэффициенте обеспеченности текущего уровня добычи запасами кобальта ^-Р^) в мире и в странах - лидерах в 2022 г.

Таблица 14 - Данные о запасах, уровне добычи кобальта и коэффициенте R-P-R в мире и в странах - лидерах в 2022 г.

Страна Добыча, тыс. т Запасы, тыс. т Я-Р^, лет добычи

Марокко 2,3 13 5,7

ЮАР 1 38 38,0

Папуа Новая Гвинея 3 47 15,7

Новая Каледония 2 57 29,2

КНР 2,2 140 63,6

Мадагаскар 2,4 100 41,7

Канада 3,9 220 56,4

Продолжение таблицы 14

Страна Добыча, тыс. т Запасы, тыс. т Я-Р^, лет добычи

Россия 8,9 250 28,1

Филиппины 4,7 260 55,9

Замбия 0,2 270 1093,1

Куба 3,8 500 131,9

Австралия 5,9 1500 254,2

Демократическая Республика Конго (ДРК) 111,3 4000 35,9

МИР 166,2 8533 51,3

Источник: составлено автором по данным [97]

Демократическая Республика Конго, Австралия и Куба занимают лидирующие позиции по запасам кобальта. Шестое место у России с долей в мировых запасах 2,9%, в добыче - 5,4% в 2022 г.

Из анализа данных по изменению уровня добычи кобальта в мире и в странах - лидерах в 2003-2022 гг. (Рисунок 34) следует, что за рассматриваемый период наблюдался устойчивый рост добычи кобальта в мире. При этом в России добыча кобальта выросла примерно в 1,5 раза за период с 2003 г. по 2022 г.

В Таблице 15 приведены данные о запасах, уровне добычи и коэффициенте обеспеченности текущего уровня добычи запасами лития в мире и в

странах - лидерах в 2022 г.

Страны Южной Америки (Чили, Аргентина и Бразилия), Австралия, КНР и США входят в состав лидеров по запасам и добыче лития. Данные по изменению объемов мировой добычи лития представлены на Рисунке 35.

В настоящее время Россия не располагает существенными запасами лития и вынуждена ежегодно импортировать до 1,5 тыс. т лития. Однако ведется активная работа для обеспечения страны устойчивыми запасами лития [42].

Рисунок 34 - Изменение уровня добычи кобальта в мире и в странах - лидерах в

2003-2022 гг. Источник: составлено автором по данным [97]

Таблица 15 - Данные о запасах, уровне добычи лития и коэффициенте R-P-R в мире и в странах - лидерах в 2022 г.

Страна Добыча, тыс. т Запасы, тыс. т Я-Р^, лет добычи

Португалия 0,6 60 100

Бразилия 2,2 250 113,6

Зимбабве 0,8 310 387,5

США 0,9 1000 1064,7

КНР 19 2000 105,3

Аргентина 6,4 2700 423,3

Австралия 61 6200 101,6

Чили 38,9 9300 238,9

МИР 130,5 23024 176,5

И

сточник: составлено автором по данным [97]

Рисунок 35 - Изменение уровня добычи лития в мире и в странах - лидерах в

2003-2022 гг.

Источник: составлено автором по данным [97]

Отметим, что все перспективные проекты по добыче лития находятся сейчас на стадии намерений и не смогут быть реализованы в короткие сроки. Их реализация потребует значительных временных и финансовых затрат на разработку технологий по переработке лития, для строительства горнодобывающих предприятий, на создание транспортной и энергетической инфраструктуры и прочее.

С учетом текущего уровня добычи кобальта, лития и редкоземельных металлов, необходимых для развития отрасли ВИЭ, существующих запасов хватит приблизительно на 51, 176 и 420 лет, соответственно. Следовательно, возникает необходимость принятия новых, инновационных, технических решений, особенно в области эффективного хранения электрической энергии, что становится ограничением при переходе к использованию ВИЭ в мире [42].

С учетом проведенного в Главе 2 работы анализа основных факторов и трендов развития мировой энергетики можно сделать вывод, что в условиях новой

формирующейся системы энергопотребления и энергообеспечения в мире для России открываются возможности для увеличения в энергобалансе страны доли «низкоуглеродной» энергетики за счет:

• увеличения в энергобалансе доли природного газа благодаря огромному газовому потенциалу страны, его энергоэффективности и относительной экологичности среди всех видов органического топлива, а также за счет наличия многолетнего опыта добычи природного газа и развитой инфраструктуры для его потребления [36];

• увеличения доли атомной энергетики и ВИЭ [19];

• повышения энергоэффективности и применения энергосберегающих технологий для снижения роста энергопотребления;

• наличия широких возможностей для развития «водородной энергетики» не только для его производства на собственные нужды, но и для экспорта на мировые рынки, что может быть достигнуто благодаря имеющимся запасам природного газа и угля, избытку энергетической мощности атомных и гидроэлектростанций, громадным ресурсам пресной воды в стране и логистической доступности потенциальных потребителей водорода [31, 64];

• развития солнечной и ветровой энергетики на территории страны за счет наличия значительного технического потенциала этих источников энергии, которые являются наиболее эффективными и перспективными для энергообеспечения потребителей в новых регионах, которые не имеют развитую энергетическую инфраструктуру [30, 44];

• развития технологий накопления и хранения энергии для повышения надежности и эффективности энергоснабжения, а также обеспечения гибкости и управляемости электроэнергетических систем при интеграции ВИЭ в энергосистему;

• наличия значительных запасов редкоземельных металлов, используемых в развитии технологий ВИЭ и при производстве оборудования для сектора