Мировая энергосистема кардинально изменится, но Россия рискует остаться на обочине прогресса

Это не картина из фантастического фильма о мире будущего. Такие технологии уже внедряются в разных странах. Меняются ландшафт и архитектура мировой энергосистемы, стираются границы между потребителями и производителями энергии. Роль ТЭС и операторов энергетики выполняют владельцы домашних генераторов. Ключевой вопрос – сколько лет понадобится для того, чтобы мир будущего стал миром настоящего.

Энергия крыш

Илон Маск объявил 2019-й годом солнечной крыши. Tesla выпускает черепицу с встроенными солнечными преобразователями, неотличимую от обычного кровельного покрытия. Квадратный метр такой крыши стоит $235, но компания работает над снижением ее стоимости, поскольку конкуренция за потребителя растет. Солнечную черепицу изготавливают немецкая SolteQ и итальянская REM SpA. Калифорнийский стартап Sunflare разрабатывает гибкие солнечные панели, которые сворачиваются в рулон и весят на 65% меньше традиционных. Гибкие солнечные модули китайской Suntech легче обычных панелей на 80%.

В Австралии на каждые 12 человек приходится по одной домашней солнечной станции, собственные генерирующие устройства имеют более 20% домохозяйств. Их общая установленная (то есть максимально возможная) мощность составила по итогам 2017 г. 5,6 ГВт. В Германии число солнечных генераторов выросло с 2000 г. с 1000 до более чем 1,5 млн, рассказывает руководитель направления «Электроэнергетика» Центра энергетики Московской школы управления «Сколково» Алексей Хохлов, в одной только Калифорнии было около миллиона проектов установленной мощностью более 8 ГВт. Это две связанные тенденции: не только развитие энергетики на основе возобновляемых источников (ВИЭ), но и малой, распределенной генерации, замечает директор Ассоциации предприятий солнечной энергетики Антон Усачев.

По данным Navigant Research, в 2018 г. в мире было введено около 140 ГВт распределенной генерации, централизованной – около 110 ГВт. К 2026 г. ввод распределенной генерации втрое превысит новые мощности централизованных станций – более 300 ГВт. Около половины придется на солнечные станции. Глобальный рынок технологий распределенной генерации в 2015 г. составлял $65,8 млрд, оценивала BCC Research, к 2021 г. он достигнет $109,5 млрд.

Блокчейн копит энергию

Следующий шаг – создание распределенной инфраструктуры для интеллектуального хранения и передачи электроэнергии. Впрочем, и это будущее уже наступает. В Германии около 20 000 домохозяйств, владеющих собственной солнечной генерацией, объединены сетью компании Sonnen, которая позволяет им покупать и продавать друг другу электроэнергию по сниженному тарифу. Стартап LO3 Energy тестирует аналогичную систему, позволяющую соседям покупать и продавать электроэнергию внутри микросети в Бруклине. «Электрические мини-сети, основанные на солнечных батареях и аккумуляторах, – это революция, которая может обеспечить доступной электроэнергией всех людей», – считает генеральный директор Global Green Growth Institute в Сеуле Фрэнк Рийсберман (его цитирует Financial Times).

Жилой квартал в немецком Фрайбурге, построенный в 2000 году на месте французской военной базы. Это экспериментальный район, где используются разные «зеленые» технологии, например, солнечные батареи для электричества и солнечные коллекторы для нагревания воды

Альтернативу крупным накопителям энергии предложили Sonnen и Tennet (оператор электросетей в Нидерландах и большей части Германии). В декабре 2018 г. они запустили «виртуальный накопитель» – сетевой проект на основе технологии блокчейн, в котором энергосистема балансируется сетью домашних накопителей. В проекте приняли участие примерно 6000 владельцев накопителей, которые хранят для Tennet избытки электричества. «Один накопитель солнечной энергии сам по себе менее ценен, чем тот же накопитель, который может использоваться коллективно», – говорит руководитель направления по сбыту и маркетингу Sonnen Филипп Шредер.

Пока Tennet сертифицировала только 1 МВт виртуальной мощности. В будущем мощность «виртуального накопителя» может вырасти до 100 МВт, сообщала компания. По ее подсчетам, если каждый десятый домовладелец Германии установит накопитель энергии, это даст системе дополнительные 6 ГВт мощности, произойти это может через 10 лет.

Компания пишет «энергетическую историю», ее клиенты берут на себя функции крупных электростанций, сказал управляющий директор Sonnen eServices Жан-Батист Корнеферт: «Переход от старой энергосистемы с центральными электростанциями к новой энергетической системе с человеком в центре станет окончательным».

Электромобили едут на свет

По прогнозам Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA), к 2040 г. электромобили могут занять до 80% мирового автопарка. В России их доля может составить от 12% до 32%, говорится в июньском исследовании Института энергетических исследований РАН и Центра энергетики Московской школы управления «Сколково».

В перспективе электромобили можно использовать и в качестве поставщика энергии – машина может подавать энергию в сеть. Из фантастики в реальность переходит и концепт автомобиля на солнечных модулях. Немецкая Sono Motors анонсировала старт серийного производства бюджетных солнечных электромобилей уже в 2019 г. Аккумулятор емкостью 35 кВт*ч обеспечивает запас хода автомобиля в 250 км, еще около 30 км машина сможет проехать на солнечных батареях. Сейчас по предзаказу автомобиль стоит 25 500 евро, из них почти 10 000 евро – стоимость аккумулятора.

Концепт от немецкой Sono Motors бюджетного электромобиля, который будет ехать на энергии солнца

Если снизить стоимость автомобильного накопителя в 1,5-2 раза, электромобили станут экономически конкурентоспособными, считают аналитики «Сколково». Сейчас один киловатт автомобильного аккумулятора стоит около $250 – по прогнозам аналитиков, удельная стоимость может снизиться до $140 в ближайшие 2-7 лет, а к 2030 г. – до $100.

Ветер замещает нефть

По прогнозам IRENA, к 2050 г. до 86% производства электроэнергии будет приходиться на возобновляемые источники энергии. Самым быстрорастущим сегментом агентство называет солнечную генерацию. За последние 10 лет установленная мощность солнечных электростанций выросла в 32,5 раза до 486 ГВт в 2018 г. К 2050 г., по прогнозам IRENA, она достигнет 8500 ГВт, а установленная мощность ветровых станций вырастет с 563 ГВт в 2018 г. до 6044 ГВт.

Ожидания российских аналитиков скромнее. К 2040 г. на долю ВИЭ будет приходиться от 34 до 50% мирового производства электроэнергии, говорится в исследовании Центра энергетики «Сколково». Главным условием эксперты называют снижение стоимости электроэнергии на основе ВИЭ. За 2018 г. больше всего подешевела именно солнечная электроэнергия: средневзвешенная мировая стоимость киловатта уменьшилась на 26% до $0,185 за 1 кВт, оценила IRENA. Биоэнергетика подешевела на 14% до $0,062 за 1 кВт, ветер на суше – на 13%. По прогнозам агентства, 80% солнечных и более 75% ветровых мощностей, которые должны быть введены в эксплуатацию в 2020 г., будут генерировать электроэнергию более дешевую, чем угольные и газовые станции.

«Солнечная и ветровая энергия, когда-то считавшиеся дорогостоящим способом решения задач в области экономики, окружающей среды и социального развития, теперь являются конкурентоспособным способом удовлетворения спроса на энергию», – считает генеральный директор IRENA Франческо Ла Камера.

Сегодня 65% всех вложений в новую генерацию – это инвестиции в ВИЭ, говорит директор Центра энергетики Московской школы управления «Сколково» Татьяна Митрова. По оценкам Bloomberg New Energy Finance, в 2014-2017 гг. в солнечную и ветровую энергетику в мире ежегодно вкладывалось более $250 млрд.

Средневзвешенные мировые цены киловатта солнечной и ветровой энергетики уже позволяют им конкурировать с традиционной энергетикой без специальных субсидий, отмечают эксперты «Сколково». Они считают, что мир так и не дождется снижения производства ископаемых топлив из-за исчерпания запасов: спрос на них упадет раньше. В ближайшие 20 лет из ископаемых топлив в мировом энергобалансе увеличится только доля газа – с 22% до 24-26%. Доля угля снизится с 28% до 19-23%.

Изменится и роль нефтепродуктов. Эксперты «Сколково» предлагают несколько сценариев. В консервативном – к 2040 г. спрос на жидкие топлива вырастет на 11% по сравнению с 2018 г. Два других сценария предполагают, что пик спроса наступит в 2026 г. или 2021 г., а к 2040 г. спрос сократится на 2% или 13%.

Россия не спешит в зеленое будущее

Международные прогнозы рисуют вполне определенное развитие энергетики. Разница лишь в оценках его скорости. У России, как всегда, свой особый путь. В проекте Энергетической стратегии (министр энергетики Дмитрий Новак говорил, что обновленный документ могут принять в 2019 г.) к 2035 г. доля ВИЭ в российском энергобалансе составит лишь 2-3%. По прогнозу Центра энергетики «Сколково», доля ВИЭ к 2040 г. может составить от 2,5 до 6%. Экономической конкурентоспособности зеленая генерация в России достигнет только в 2030-2035 гг.

Солнечные и ветровые станции в России строятся по договорам предоставления мощности (ДПМ ВИЭ, гарантируют инвесторам прибыль в 12% через повышенные платежи потребителей). С завершением действия программы в 2024 г. в России должны построить около 5,5 ГВт зеленых мощностей, это менее 1% энергобаланса. Сейчас в правительстве обсуждается продление программы. Чиновники и представители генерирующих компаний спорят о мощности новых станций, базовой прибыли инвесторов и других механизмах поддержки отрасли.

Но пока они спорят, свое отношение к зеленой энергетике уже высказал президент Владимир Путин. По его мнению, возобновляемая энергетика вредна для природы – от ветряков гибнут птицы, а черви вылезают из земли. Ставку на альтернативные источники энергии он назвал слепой верой в простые, но неэффективные решения и сравнил с желанием облачиться в шкуры и переселиться в пещеры. Он считает, что людям будет некомфортно жить на планете с частоколом ветряков, покрытой слоями солнечных батарей. Каждый из тезисов президента обсудили и опровергли ученые и экологи. А участники отрасли пытались понять, что значат его слова для развития зеленой генерации. Если программа не будет продлена, то после 2024 г. перед участниками отрасли встанет сложный выбор – продолжать инвестировать или ограничиться эксплуатацией построенных мощностей, рассуждает Митрова.

Перспективы распределенной генерации в России также остаются неопределенными. По данным Росстата, в стране в 2016 г. работали 36 000 малых электростанций суммарной мощностью 13 ГВт, из них около 8,5 ГВт относятся к децентрализованному энергоснабжению. Около 92% этих мощностей приходятся на малые ТЭС, 8% – солнечные, гидравлические и другие станции, рассказал Хохлов. Мощность установленной у граждан микрогенерации на ВИЭ Ассоциация предприятий солнечной энергетики оценивала в 15 МВт. По данным Хохлова, только в 2018 г. было установлено всего около 30 МВт солнечной микрогенерации: «Установкой панелей на крышах занимаются либо энтузиасты, либо люди, лишенные полноценного электроснабжения от центральной электрической сети». В России пока не видно предпосылок для радикальных изменений в энергетике, считает директор центра «Новая энергетика» Владимир Сидорович: «Планы развития ВИЭ у нас минимальные. Мы фактически отказываемся от участия в этом глобальном перспективном рынке. Соответственно, у нас не будет инвестиций в этот сектор».

Впрочем, нельзя сказать, что в России не занимаются новыми энергетическими технологиями. Появилось производство ветрогенераторов и солнечных модулей. «Энергозапас» из Новосибирска занимается созданием собственного гравитационного накопителя. К 2021 г. компания планирует построить опытный образец мощностью 4 МВт. Инфраструктурный центр «Энерджинет» работает над технологиями интеллектуальной энергетики: автоматизация, агрегаторы спроса, микросети, цифровизация сетей и распределенные реестры. Некоторые стартапы представлены на международных рынках, говорит Сидорович: «Работа ведется, но не хватает долгосрочных понятных политических установок: сколько станций и накопителей нужно построить к определенному году. Нет целевых ориентиров для инвесторов и промышленности».

Ожидаемое снижение мирового потребления угля и жидкого топлива вряд ли стимулирует российский бизнес и власти к решительным действиям, скептичен Сидорович: «С экономической точки зрения ориентироваться на сырьевую экономику – это тупиковый путь, но для людей в этом бизнесе и для власти ничего не изменится».