По данным доклада «Перспективы новой энергетики 2021» — ежегодного анализа долгосрочных сценариев развития энергетики, подготовленного BloombergNEF (BNEF), профильным подразделением американского агентства Bloomberg, — для достижения к 2050 году нулевых выбросов углерода потребуются инвестиции в энергетический переход в размере до 173 триллионов долларов США.
Доклад BNEF описывает три различных сценария развития ситуации (названных «зеленым», «красным» и «серым»), каждый из которых обеспечивает достижение поставленной цели при использовании разного набора технологий и решений. Как отмечают авторы, нынешний доклад был подготовлен с целью долгосрочного планирования, особенно в преддверии очередной Конференции ООН по изменениям климата (COP26), которая пройдет 31 октября — 12 ноября в Глазго.
Инвестиции в энергетический переход
Энергетический переход требует очень значительных инвестиций в инфраструктуру, при этом капитал будет уходить из сферы ископаемого топлива в направлении чистой энергии и других дружественных климату решений. Несмотря на неопределенность в отношении общей стоимости каждого из сценариев, BNEF оценивает инвестиции в энергоснабжение и инфраструктуру от 92 до 173 триллионов долларов — в течение следующих тридцати лет. Ежегодные инвестиции в этот период необходимо увеличить более чем вдвое, с нынешнего среднегодового уровня примерно 1,7 триллиона долларов в год до (в среднем) от 3,1 до 5,8 триллиона долларов в год.
«Капитальные затраты, необходимые для достижения нулевых выбросов, создадут огромные возможности для инвесторов, финансовых институтов и частного сектора, а также создадут множество новых рабочих мест в "зеленой" экономике», — уверен генеральный директор BNEF Джон Мур.
Переход на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и электрификация являются основой энергоперехода, и оба процесса должны быть ускорены немедленно, в то время как производство водорода, улавливание углерода и новые модульные атомные станции являются новыми инструментами, которые следует разработать и внедрить как можно скорее. По мнению аналитиков BNEF, следующие девять лет будут иметь решающее значение для достижения цели по ограничению повышения температуры в соответствии с Парижским климатическим соглашением, и потребуют быстрого удвоения текущих ежегодных инвестиций в энергетическую систему, составляющих 1,7 триллиона долларов.
Меньше выбросов. Нет, еще меньше
Ключевой частью анализа BNEF является секторная оценка выбросов для достижения их нулевого значения в 2050 году — при условии упорядоченного энергоперехода. По расчетам аналитиков, глобальные выбросы, связанные с энергетикой, должны к 2030 году упасть на 30% ниже уровня 2019 года и на 75% — к 2040 году, чтобы достичь нулевого значения в 2050-му. Это предполагает ежегодное сокращение выбросов на 3,2% до 2030 года и резкое изменение последних тенденций, ведь с 2015 по 2020 год выбросы росли на 0,9% в год.
Сектору производства электроэнергии необходимо добиться наибольшего прогресса в следующем десятилетии, сократив к 2030 году выбросы на 57% по сравнению с уровнем 2019-го, а затем на 89% к 2040 году. Тем не менее каждый сектор экономики должен резко сократить выбросы, чтобы достичь нулевого уровня выбросов. Так, выбросы автомобильного транспорта должны сократиться на 11% к 2030 году, а затем снизиться еще быстрее в течение 2030-х годов и стать на 80% ниже уровня 2019 года в 2040 году. Для такого резкого сокращения выбросов в соответствии с долгосрочной траекторией достижения нулевого показателя, в ближайшее десятилетие коммерчески доступные технологии борьбы с выбросами должны быть развернуты в каждом секторе экономики.
По оценкам BNEF, более трех четвертей усилий по сокращению выбросов в следующие девять лет придется на сектор производства электроэнергии, в частности, на развертывание новых ветряных и солнечных электростанций. Еще 14% будет достигнуто за счет более широкого использования электроэнергии на транспорте, для отопления зданий и обеспечения низкотемпературным теплом в промышленности. Вторичное использование стали, алюминия и пластмасс приведет к снижению выбросов на 2%, повышение энергоэффективности зданий — на 0,5%, а рост производства биотоплива для авиации и судоходства — еще на 2%. Этот период также требует апробирования и масштабирования новых технологий глубокой декарбонизации, которые будут использоваться после 2030 года.
В частности, для достижения нулевого уровня выбросов к середине века уже к 2030 году необходимо будет выполнить следующие этапы:
• вводить по 505 гигаватт новых ветряных электростанций ежегодно (в 5,2 раза больше, чем в 2020-м);
• вводить по 455 гигаватт новых солнечных электростанций ежегодно (в 3,2 раза больше, чем в 2020-м);
• производить по 245 гигаватт-часов новых аккумуляторных комплексов ежегодно (в 26 раз больше, чем в 2020-м);
• выводить на дороги по 35 миллионов новых электромобилей ежегодно (в 11 раз больше, чем в 2020 году);
• вводить 18 миллионов тепловых насосов ежегодно;
• экологичное топливо должно составить не менее 18% всего авиационного топлива;
• объем вторичной переработки алюминия должен быть увеличен на 67%, стали — на 44% и пластмасс — на 149% по сравнению с уровнем 2019 года;
• увеличить производство тепла более низких температур в промышленности на 71% по сравнению с уровнем 2019 года;
• сократить производство электроэнергии на угольных ТЭС на 72% по сравнению с уровнем 2019 года, и вывести из эксплуатации примерно 70%, или 1417 гигаватт мощностей угольных электростанций.
«Зеленый», «красный» и «серый» сценарии развития энергетики
Около 83% первичной электроэнергии в настоящее время производится из ископаемого топлива, в то время как на ветровые и солнечные электростанции приходится 1,3%. В «зеленом» сценарии BNEF, в котором приоритет отдается чистой электроэнергии и экологически чистому водороду, доля ветровой и солнечной энергия вырастет до 15% в 2030 году и до 70% — в 2050 году. При этом использование ископаемого топлива будет сокращаться примерно на 7% в год и составит всего 10% к 2050 году.
В «красном» сценарии, в котором атомная энергия является приоритетом для производства водорода, ядерное топливо составит колоссальные 66% при производстве первичной энергии в 2050 году — по сравнению с 5% в настоящее время. А «серый» сценарий BNEF, основанный на широком применении технологий улавливания и хранения углерода, предполагает, что уголь и газ продолжают использоваться, ископаемое топливо сокращается всего на 2% в год, до 52% первичной энергии в 2050 году, а ветро- и солнечная энергетика вырастут до 26%.
Уровень электрификации экономики играет большую роль в прогнозе BNEF. Во всех сценариях использование электроэнергии в промышленности, на транспорте и в строительстве увеличивает ее долю в общем объеме конечной энергии до почти 50% в 2050 году — по сравнению с 19% сегодня. В результате к 2050 году по «серому» сценарию выработка электроэнергии составит почти 62 200 тераватт-часов, что более чем вдвое превышает показатель 2019 года. Но в «зеленом» сценарии, где электричество также используется для производства большого количества водорода, выработка электроэнергии еще в два раза больше — более 121 500 тераватт-часов, что примерно в 4,5 раза превышает уровень 2019 года. При этом на производство «зеленого» водорода будет расходоваться 49% электроэнергии, а 51% будут потреблять конечные пользователи.
Сокращение выбросов в секторе производства электроэнергии будет происходить преимущественно за счет новых ветряных и солнечных электростанций, которые обеспечат от 59% до 65% сокращения выбросов в разных сценариях BNEF. Это требует большого шага вперед. В то время, как для развертывания в мире первых 1000 гигаватт ветровых и солнечных станций потребовалось двадцать лет, для достижения нулевого уровня выбросов в «зеленом» сценарии требуется ежегодно вводить около 1400 гигаватт ВИЭ в течение следующих трех десятилетий.
При этом в «зеленом» сценарии BNEF перспективы рынка возобновляемых источников энергии просто ошеломительные:
• энергия ветра — 25 тераватт к 2050 году, или в среднем 816 гигаватт в год;
• солнечная энергия — 20 тераватт к 2050 году, или в среднем 632 гигаватт установленных мощностей в год;
• аккумуляторные комплексы — 7,7 тераватт-часов к 2050 году, или в среднем 257 гигаватт-часов установленных мощностей в год.
На гибридные ВИЭ будет приходиться 54% выработки электроэнергии в 2030 году, 78% — в 2040 году, и 84% — в 2050-м.
Производство водорода или улавливание углерода?
Масштабы использования водорода должны очень быстро возрасти по сравнению с нынешней очень маленькой базой, но размер его роли сильно варьируется в зависимости от сценария. Новый спрос на водород в 2050 году составит всего 190 миллионов метрических тонн в «сером» сценарии BNEF — по сравнению с 1318 миллионами тонн в «зелёном» сценарии, где этот энергоноситель составит примерно до 22% от общего конечного потребления энергии (ныне — менее чем 0,002%). При этом широкое применение водорода предусматривается в каждом сценарии — будь то замена сжигания ископаемого топлива в промышленности, строительстве и на транспорте, или как дополнение к ВИЭ для удовлетворения сезонного спроса на электроэнергию.
С другой стороны, технологии улавливания и хранения углерода (carbon capture and storage technologies, или CCS) могут применяться в различных процессах, при которых выделяется углекислый газ, включая выработку электроэнергии или производство алюминия, стали и цемента. Широкое использование CCS позволит улавливать более 174 гигатонн углекислого газа до 2050 года, согласно «серому» сценарию BNEF. В этом сценарии, при котором продолжится использование угля и газа, спрос на ископаемое топливо будет снижаться на 2% в год, но по-прежнему будет составлять 52% первичного производства электроэнергии в 2050 году.
В «красном» сценарии BNEF, в котором приоритетом является ядерная энергетика, к 2050 году в мире будет установлено 7080 гигаватт АЭС — примерно в 19 раз больше, чем сегодня. Чуть менее половины из них будет использоваться для выработки электроэнергии для конечного потребления, при этом более компактные и модульные реакторы будут дополнять ВИЭ. Остальная часть ядерных мощностей будет состоять из специализированных АЭС, которые питают электролизеры, производящие так называемый «красный водород». Этот ядерный ренессанс простимулирует потребление ядерного топлива, которое в конечном итоге будет доминировать в производстве первичной электроэнергии, составив 44% в 2040 году и две трети — в 2050 году.
Согласно прогнозу BNEF, спрос на ископаемое топливо значительно снизится в течение следующих 30 лет во всех сценариях. «Зеленый» и «красный» сценарии предусматривают, что сжигание угля, нефти и газа упадет до нуля к 2050 году, и его заменят ВИЭ, водород или электроэнергия, полученная на АЭС. Для ископаемого топлива дела обстоят лучше в «сером» сценарии, где CCS позволят расширить использование угля в электроэнергетике и промышленности, и частично повернуть вспять прогнозируемый спад в потреблении газа. Однако эти технологии мало повлияют на долю нефти, которая в основном используется на транспорте, где CCS практически не играют роли.
