;docx

Energy Technology
Perspectives 2014
Harnessing Electricity’s Potential
КРАТКИЙ ОБЗОР
Russian translation
Energy Technology
Perspectives 2014
Harnessing Electricity’s Potential
КРАТКИЙ ОБЗОР
Russian translation
МЕЖДУНАРОДНОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ АГЕНТСТВО
В компетенцию МЭА с момента основания и до сегодняшнего дня входят два направления деятельности:
поддержка энергетической безопасности стран-членов путем коллективного реагирования на перебои
в поставках нефти, а также исследование и анализ путей обеспечения 28 стран – членов МЭА и других
стран надежной, доступной и чистой энергией. МЭА осуществляет комплексную программу сотрудничества в
области энергетики среди стран-членов, каждая из которых обязана иметь запасы нефти в объеме не менее 90
дней своего чистого импорта. Цели Агентства включают следующее:
n Обеспечение странам-членам организации доступа к надежным и достаточным запасам всех видов
энергоносителей, в частности путем поддержания системы эффективного реагирования на чрезвычайные
ситуации в поставках нефти и нефтепродуктов.
n Поддержка рациональной энергетической политики, стимулирующей экономическое развитие и охрану
окружающей среды в глобальных масштабах, в частности в отношении уменьшения выбросов парниковых
газов, которые вносят свой вклад в изменение климата.
n Повышение информационной открытости международных рынков энергоресурсов путем сбора и
анализа данных.
n Поддержка сотрудничества в мировых масштабах в сфере энергетических технологий с целью
обеспечить поставки нефти в будущем и смягчить их влияние на окружающую среду, в том
числе посредством повышения энергоэффективности, а также разработки и широкого
использования низкоуглеродных технологий.
n Решение глобальных энергетических проблем путем договоренностей и диалога
со странами, не являющимися членами организации, промышленными
предприятиями, международными организациями и другими
заинтересованными сторонами.
© OECD/IEA, 2014
International Energy Agency
9 rue de la Fédération
75739 Paris Cedex 15, France
Страны–члены МЭА:
Австралия
Австрия
Бельгия
Великобритания
Венгрия
Германия
Греция
Дания
Ирландия
Испания
Италия
Канада
Люксембург
Secure Sustainable Together
Нидерланды
Новая Зеландия
Норвегия
Польша
Португалия
Республика Корея
Словацкая Республика
США
Турция
Финляндия
Франция
Чешская Республика
Швейцария
Швеция
Эстония
Япония
Пожалуйста, обратите внимание, что
использование и распространение этой
публикации имеет особые ограничения.
Положения и условия изложены здесь:
http://www.iea.org/termsandconditionsuseandcopyright/
Европейская Комиссия
также участвует в работе МЭА.
КРАТКИЙ ОБЗОР
3
КРАТКИЙ ОБЗОР
Публикация «Перспективы развития энергетических технологий 2014» (ETP
2014) намечает курс, при котором политика и технологии совместно станут
движущей силой, - а не инструментами реагирования - трансформации
развития энергетического сектора в последующие 40 лет. Последние
технологические разработки, рыночная ситуация и события, связанные с
энергетикой, показывают их способность оказывать влияние на глобальные
энергетические системы. Они также подтвердили центральную роль,
которую играет политика на фоне все более усиливающейся необходимости
удовлетворения растущего спроса на энергию, с одновременным решением
связанных с этим проблем энергетической безопасности, затрат и негативного
воздействия на экологию. Необходимы радикальные меры для осуществления
активной трансформации энергоснабжения и потребления энергии.
В дополнение к анализу мировых прогнозов на период до 2050 года, основанных на
различных сценариях и более чем 500 технологических вариантов развития мировой
энергетической системы, «Перспективы развития энергетических технологий
2014» исследует пути к достижению сбалансированного энергетического
будущего, в котором политическая поддержка и технологические решения будут
основываться на экономической ситуации, энергетической безопасности и
экологических факторах. Исходя из понимания того, что электрическая энергия
будет становиться все более важным вектором развития будущих энергетических
систем, «Перспективы развития энергетических технологий 2014» включают в
себя всесторонний анализ мероприятий, необходимых для поддержки развития
устойчивых вариантов выработки электроэнергии, ее распределения и потребления.
В ETP 2014 приводится анализ трех возможных вариантов развития энергетики на
период до 2050 года:
■■ Сценарий,
при котором температура окружающего воздуха вырастет на 6° C
(6DS), по которому в настоящее время движется мир и который может привести к
катастрофическим последствиям.
■■ Сценарий,
при котором температура окружающего воздуха вырастет на 4° C (4DS)
и который отражает инициативы, заявленные странами в отношении сокращения
выбросов и повышения энергоэффективности.
■■ Сценарий,
при котором температура окружающего воздуха вырастет на 2° C (2DS)
и который предлагает концепцию развития сбалансированной энергетической
© OECD/IEA, 2014.
4
КРАТКИЙ ОБЗОР
системы с уменьшением выбросов парниковых газов, включая двуокись углерода
(CO2).
Современное состояние и последние тенденции освещаются в разделе
«Отслеживание прогресса в применении чистой энергии», который дает
представление о достижениях или отсутствии прогресса в развитии
низкоуглеродных энергетических технологий. Содержание данного обзора
предлагает широкий спектр необходимых и реализуемых действий, которые могут
быть предприняты в ближайшей и среднесрочной перспективе для создания основы,
нацеленной на достижение долгосрочных целей в энергетической политике, четко
определяя роли игроков энергетического сектора, правительственных структур и
промышленности.
Глобальные тенденции в энергетике
отображают прогрессирующее ослабление
связей между спросом на энергию и
экономическим ростом, а также выявляют
сложности и неопределенности
Сценарий, показанный в «Перспективах развития энергетических
технологий 2014», при котором температура окружающего воздуха
вырастет на 2 °C (2DS) подтверждает, что увеличение населения планеты
и экономический рост могут быть отделены от роста спроса на энергию,
включая спрос на нефть. При существовании текущих тенденций до 2050 года, в
соответствии со Сценарием, предусматривающем рост температуры окружающего
воздуха до 6о С (Сценарий 6DS), глобальный спрос на энергию вырастет на 70%, в
то время как выбросы парниковых газов возрастут более чем на 60% по сравнению
с 2011 годом. При том же прогнозе в отношении роста населения и валового
внутреннего продукта, принятие радикальных мер, описанных в Сценарии 2DS,
позволит значительно повысить энергоэффективность и ограничить рост спроса
на энергию немногим более чем на 25%, в то время как выбросы сократятся
более чем на 50%. Одним из наиболее заметных различий между этими двумя
сценариями является то, что в Сценарии 6DS нефть остается основным первичным
энергоносителем с увеличением спроса на него до 45%, в то время как принятие
политических инициатив и выбор технологий, приведенных в Сценарии 2DS, позволят
уменьшить спрос на нефть на 30% .
В настоящее время развитие технологий, использующих энергию солнца,
воды и ветра, все дальше продвигается вперед, в то время как развитие
других источников экологически чистой энергии остается непредсказуемым.
Стабильность принимаемых политических мер остается жизненно важным фактором,
создающим инвестиционные перспективы для развития энергетических технологий.
Затраты на единицу получаемой энергии, вырабатываемой с помощью ветра и
солнечных фотоэлектрических элементов продолжили свое падение в 2013 году, хотя
и более медленными темпами, чем в предыдущие годы. В определенных странах
ценовая конкурентоспособность использования данных видов энергии повышается,
причем, отчасти из-за инновационных изменений дизайна рынка. Тем не менее,
несмотря на их гибкость, солнечные электростанции медленно распространяются
© OECD/IEA, 2014
КРАТКИЙ ОБЗОР
5
и при медленном снижении производственных затрат. В настоящее время мировой
потенциал атомной энергетики находится в состоянии стагнации, незначительное
увеличение мощностей от введенных в эксплуатацию новых реакторов сводится
к нулю в связи с закрытием устаревших или неэкономичных атомных объектов
в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР). В
соответствии с промежуточными целями Сценария 2DS на период до 2050 года, к
2025 году мощностей атомной энергетики будет на 5%-24% меньше необходимых
уровней, демонстрируя значительную неопределенность в достижении результатов.
Страны с развивающейся экономикой увеличивают свои амбиции и
становятся лидерами в разработке низкоуглеродных энергетических
технологий. Рынки развивающихся стран с лихвой компенсировали замедляющийся
или колеблющийся темп развития возобновляемых источников энергии в Европе
и Соединенных Штатах, - так, в Азиатском регионе было введено в эксплуатацию
более половины солнечных станций, построенных в мире к 2013 году. Решительные
меры властей Китая, поддержавших развитие экологически чистого транспорта в
качестве средства улучшения качества городского воздуха, привели к появлению
на дорогах страны около 150 миллионов электрических двухколесных транспортных
средств и более широкому использованию электроавтобусов. В 2013 году мировые
продажи гибридных и электрических транспортных средств достигли новых вершин,
но, тем не менее, все еще не соответствуют траектории графиков Сценария 2DS.
Продолжающееся увеличение объемов используемого угля сводит на нет
сокращение атмосферных выбросов, достигнутых с помощью расширения
использования возобновляемых источников энергии, а также подчеркивает
необходимость повышения энергоэффективности работы угольных
электростанций и расширения использования технологий, связанных с
улавливанием и хранением углерода (CCS-технологии). Рост производства
энергии, основанной на сжигании угля, начиная с 2010 года, оказался выше,
чем рост использования всех вместе взятых неископаемых источников энергии,
продолжая уже 20-летнюю тенденцию; 60% новых угольных мощностей,
построенных в последнее десятилетие, оказалось субкритическим - наименее
эффективным видом коммерчески доступных технологий генерации энергии с
помощью угля. Будущее технологий улавливания и хранения углерода все еще
является неопределенным; в настоящее время, эти технологии развиваются
медленно из-за их высокой стоимости и отсутствия политической и финансовой
поддержки. Необходим скорейший прогресс в исследованиях, разработках и
демонстрациях CCS-технологий для обеспечения долгосрочного и экономически
конкурентоспособного, а также повсеместного использования этих технологий для
достижения поставленных климатических целей.
В соответствии со Сценарием 2DS, к 2050 году произойдет сокращение
объемов использования ископаемого топлива, тем не менее, его доля
в используемых первичных источниках энергии останется выше 40%,
отражая его особо важную роль в промышленности, транспортном
секторе и производстве электроэнергии. Способность различных
промышленных подотраслей включать возобновляемые источники энергии в
свои производственные процессы, в значительной степени, зависит от характера
конечного продукта и различных эксплуатационных ограничений. CCS-технологии
необходимы для улавливания выбросов, получаемых как при производстве
энергии, так и при технологических процессах. В транспортном секторе, высокая
удельная энергоемкость является важной характеристикой используемых видов
топлива. Помимо обычного ископаемого топлива, только биотопливо и водород
© OECD/IEA, 2014.
6
КРАТКИЙ ОБЗОР
могут обеспечить работоспособность не подключенных к электросетям средств
транспорта, рассчитанных на дальние перевозки, таких как грузовой дорожный
транспорт, воздушный и морской транспорт (применение различных типов
электробатарей и зарядных устройств гораздо целесообразнее использовать
для транспортных средств в городских условиях). Даже в Сценарии 2DS, к
2050 году, уже в значительной степени декарбонизированный энергетический
комплекс, по-прежнему зависит от ископаемых видов топлива для производства
20% электричества, (по сравнению с 70% в 2011), большая часть которого будет
использовать CCS-технологии.
Повышение энергоэффективности внесет наибольший вклад в снижение
глобального уровня выбросов в соответствии с приведенным Сценарием 2DS,
но другие технологии тоже будут необходимы для достижения долгосрочных
целей. Разница в выбросах до 2050 года соответствующих Сценариям 6DS и 2DS,
обеспечивается следующими составляющими: показатель энергоэффективности
составляет 38% от совокупных сокращений выбросов в атмосферу, на долю
возобновляемых источников энергии приходится 30%, в то время как на технологии
улавливания и хранения углерода - 14%, остающиеся сокращения выбросов
произойдут благодаря переходу на другие виды топлива и использованию энергии
атома. В соответствии со Сценарием 2DS произойдет существенное увеличение
энергоэффективности во всех секторах конечного потребления. В течение
прогнозируемого периода, в транспортном секторе экономия топлива увеличится
вдвое, сохранив использование энергии в отрасли на том же уровне, в то время
как перемещение населения возрастет почти в два раза. Промышленные отрасли
сократят потребление энергии на 25% благодаря использованию наиболее
эффективных и наилучших доступных технологий, а также широкому внедрению
менее энергоемких технологических процессов, которые, в некоторых случаях, будут
связаны с использованием переработанных материалов. Несмотря на увеличение
общей площади используемых помещений в мире более чем на 70%, рост спроса
на энергию в зданиях вырастет всего лишь на 11%, и это произойдет без изменения
уровня их комфорта или предъявления требований к населению и предприятиям по
сокращению использования бытовой техники и электронного оборудования.
Увеличение объемов электрификации будет
являться движущей силой всей мировой
энергетической системы
Во всем мире рост спроса на электроэнергию опережает спрос на все другие
виды энергии, используемые конечным потребителем - это создает потенциал
для принципиальной трансформации, как предложения, так и конечного
использования энергии. Начиная с 1970-х годов, доля использования электроэнергии
в общем объеме спроса на энергию выросла с 9% до более чем 17%. Во всех
приведенных сценариях, объем ее использования во всем мире увеличится до 25%, в
то время как спрос на электроэнергию к 2050 году вырастет на 80%, в соответствии со
Сценарием 2DS и увеличится на 130% - в Сценарии 6DS. Тем не менее, региональные
темпы роста и реальный спрос будут значительно отличаться: потребление энергии
странами-членами ОЭСР останется практически без изменений, рост спроса составит
в среднем 16%; в регионах не входящих в ОЭСР, рост спроса составит более 300%. ETP
2014 исследует потенциал расширения объемов электрификации в отношении поставок
© OECD/IEA, 2014
7
КРАТКИЙ ОБЗОР
и конечного использования энергии, анализирует варианты развития трендов, при
которых происходит увеличение объемов использования возобновляемых источников в
генерации электроэнергии и повышение уровня электрификации транспортных средств
и зданий.
Спрос на электроэнергию и доля потребления электроэнергии в Сценарии
4DS и 2DS для стран-членов ОЭСР и стран, не входящих в ОЭСР
Рисунок I.1
4DS - нечлены ОЭСР
2DS - нечлены ОЭСР
Общий объем спроса на электроэнергию
4DS - члены ОЭСР
2DS - члены ОЭСР
Доля электроэнергии в общем объеме спроса на энергию
Примечание: TWh - тераватт-час. Если не указано иное, все таблицы и рисунки в этой главе являются производными данными и
анализами, осуществленными МЭА.
Основной вывод
рост спроса на электроэнергию различается между промышленно развитыми и
развивающимися странами, тем не менее, доминирует общая тенденция увеличения доли
потребления электроэнергии в общем энергетическом балансе.
Переход к увеличению объемов электрификации не является однополярным
процессом: на самом деле, декарбонизация энергетики потребует
крупномасштабного разворота современных тенденций, которые показывают
продолжающуюся зависимость от ископаемого топлива для производства
энергии. Для достижения целей, описанных в Сценарии 2DS, выбросы CO2 на единицу
произведенной электроэнергии должны уменьшиться на 90% к 2050 году. Продолжение
нынешних тенденций, в результате которых, общий объем выбросов, связанный с
производством электроэнергии увеличился на 75% в период между 1990 и 2011 гг., в
связи с ростом спроса и незначительного уменьшения объемов выбросов на единицу
производимой энергии - приведет к опасному усилению загрязнения окружающей
среды, связанного с генерацией электроэнергии. Продолжающееся использование
импортируемого ископаемого топлива для генерации энергии в определенных странах,
увеличивает угрозу их энергетической безопасности и зависимости от волатильного
рынка поставок топлива, создавая проблемы конкурентоспособности. Сценарий 2DS,
напротив, демонстрирует возможность существенного уменьшения интенсивности
выбросов, понижения объемов импорта топлива и повышения эффективности его
конечного использования для сдерживания роста спроса на электроэнергию.
© OECD/IEA, 2014.
8
КРАТКИЙ ОБЗОР
Существующий потенциал увеличения
объемов электрификации потребует
серьезных изменений производства и
потребления энергии, которым будет
способствовать усиление координации
действий заинтересованных сторон
Впечатляющий рост использования технологий возобновляемой энергетики
уже начинает формировать качественно новую структуру поставок энергии в
будущем. Это утверждение остается неоспоримым даже при том, что еще в 2011 году
ископаемые энергоносители по-прежнему составляли две трети используемого основного
топлива в мировом производстве электроэнергии, и которые по-прежнему обеспечивают
большую часть роста спроса. Двузначное увеличение темпов роста ветряной и солнечной
электрогенерации в течение последних нескольких лет привело к увеличению доли
мирового использования возобновляемых источников энергии до 20% в 2011 году, и, в
соответствии со Сценарием 2DS, объемы использования возобновляемых источников
энергии могут составить около 65% к 2050 году. В Сценарии 2DS, предусматривающем
высокий уровень использования возобновляемых источников энергии (2DS hi-Ren),
солнечная энергия станет основным источником электроэнергии к 2040 году и обеспечит
26% мирового производства электроэнергии к 2050 году.
В среднесрочной перспективе, в Сценарии 2DS прослеживается сильная
взаимосвязь между использованием различных источников возобновляемой
энергии и гибкостью поставок природного газа для генерации электрической
энергии при работе электростанций в базовом или буферном режимах.
Использование газовой генерации приводит к поддержке двух составляющих элементов
для появления более экологически чистых энергетических систем: повышению интеграции
возобновляемых источников энергии с одновременным вытеснением генерации,
основанной на сжигании угля. Эволюционная роль газовой генерации в данной системе
будет зависеть от региональной обеспеченности ресурсами и композиции имеющихся
источников электроэнергии. Смещение газовой генерации в сторону гибкости управления
приведет к соревнованию существующих технологий: технологий внутреннего сгорания,
газовых турбин открытого цикла, парогазовых турбин (ПГУ), даже использование
топливных элементов может оказаться привлекательным. Для регионов с амбициозными
планами по расширению использования возобновляемой электроэнергии, эффективность
работы объектов при частичной нагрузке, скорость отслеживания графика нагрузки в
период линейных изменений, динамический диапазон регулирования мощности и скорость
ввода подачи энергии являются более актуальными для газовых электростанций, чем
коэффициент их полезного действия при полной нагрузке. Исход конкурентной борьбы
между использованием угля или газа будет больше зависеть от затрат, связанных
с выбросами СО2 и стоимостью топлива, чем от усовершенствования технологий.
Если стоимость угля и СО2 останется на низком уровне, то угольные электростанции,
производство энергии на которых все еще является достаточно гибким, по-прежнему
будут приносить прибыль.
Использование природного газа следует рассматривать только в качестве
перекидного мостика к более чистым энергетическим технологиям в случае,
если CCS-технологии не будут востребованы. После 2025 года, в соответствии со
© OECD/IEA, 2014
КРАТКИЙ ОБЗОР
9
Сценарием 2DS, уровень выбросов от газовых электростанций будет выше, чем средние
удельные выбросы СО2, производимые всеми видами производства электроэнергии в
мире; природный газ, в этом случае, потеряет свой статус низкоуглеродного топлива.
Принимая во внимание тот факт, что газоэлектростанции, обслуживающие базовую
нагрузку, потребуют применения CCS-технологий для достижения целей, указанных в
Сценарии 2DS, в ETP 2014 приводится сравнение издержек и выгоды от применения
CCS-технологий при производстве электроэнергии, как с помощью угля, так и газа. В
целом, расходы на тонну образовавшегося CO2 (tCO2) будут выше для газа, чем для угля,
но, при сравнении стоимости электроэнергии, произведенной с низким уровнем выбросов,
использование газа является более привлекательным. При стоимости углерода около
US$100/tCO2 (и разумной стоимости газа и угля), ТЭЦ с газотурбинной установкой (ПГУ),
использующей CCS-технологию, имеет более низкую среднюю стоимость электроэнергии
(LCOE), чем без применения улавливания и хранения СО2, а также, она обходится дешевле,
чем угольная станция с суперкритическими параметрами температуры и давления, и
использующая CCS-технологии.
Дополнительным результатом декарбонизации электроэнергетического
сектора может стать сокращение выбросов в секторах конечного потребления,
без необходимости направления дополнительных инвестиций в целевое
использование энергии. Тем не менее, для того, чтобы в полной мере использовать
преимущества выросшей доли декарбонизированной электроэнергетики, в том числе
достигнуть целевых показателей сокращения выбросов, указанных в Сценарии 2DS,
необходимо применение комплексных подходов, которые бы объединили электрификацию
со встречными инициативами конечных пользователей. Повышение эффективности
потребления и управления спросом является жизненно важным для уменьшения
необходимости в увеличении мощностей и снижения инвестиционных затрат по всей цепи
производства электроэнергии.
Увеличение уровня электрификации зданий с помощью применения тепловых
насосов, в рамках комплексного подхода по улучшению энергоэффективности
зданий, может значительно уменьшить спрос на природный газ. Тепловые
насосы для отопления помещений и воды дадут возможность заменить природный
газ электричеством. В Сценарии 2DS - Электрифицированные здания (2DS-EB),
рассматривается применение тепловых насосов за пределами, установленными в
Сценарии 2DS и применяемых как для нагрева помещений, так и для нагрева воды,
с особым вниманием, уделяемым их использованию в Европейском Союзе и Китае. В
соответствии со Сценарием 2DS, объемы используемого газа в ЕС упадет с 34% (2011
г.) до 32% к 2050 году и даже более - до 25%, в Сценарии 2DS-EB. В 2011 году в Китае
доля использования природного газа в зданиях составила около 6%. В соответствии
со сценарием 2DS, ожидаемый экономический рост и урбанизация населения в Китае
увеличит потребление энергии в зданиях на 24% к 2050 году; повышенный спрос на
отопление помещений и воды увеличит долю природного газа, используемого для этих
целей, почти до 20%. В Сценарии 2DS-EB, более широкое развертывание теплонасосных
технологий позволит избежать большей части этого роста спроса на природный газ
с одновременным сдерживанием общего спроса на электроэнергию для зданий: в
Европейском союзе снижение составит около 4% по сравнению со Сценарием 2DS, в то
время как спрос на газ в Китае увеличится лишь примерно на 4%.
В соответствии со Сценарием 2DS, электрификация транспорта, вместе с
увеличением экономии топлива, заменой энергоносителей и применением новых
транспортных технологий, существенно снизит потребление нефти в транспортном
секторе, причем, без какого-либо значительного увеличения общего спроса на
© OECD/IEA, 2014.
10
КРАТКИЙ ОБЗОР
электроэнергию. В Сценарии 2DS произойдет стремительная электрификация личного
и общественного транспорта и увеличится уровень электрификации железнодорожных
грузовых перевозок. Вариант “Электрифицированного транспорта” в Сценарии 2DS
(2DS-ET) позволит выйти за установленные рамки с помощью создания инфраструктуры,
необходимой для электрификации большегрузных автомобилей, обеспечивая дальнейшее
сокращение спроса на нефть на 5% к 2050 году для аналогичного объема транспортной
активности. Так как транспорт является в большой степени зависимым от нефти, даже
постепенные шаги в сторону его электрификации приведут к значительной экономии:
несмотря на то, что в 2050 году, в соответствии со Сценарием 2DS, использование
электричества в транспортном секторе составит лишь 11% от общего спроса на энергию,
на его долю придется почти 50% повышения эффективности транспорта. Тем не менее,
даже при быстрых темпах электрификации, доля спроса транспортного сектора на
электроэнергию не превысит 15%.
Вставка I.1
Страноведческий анализ ETP 2014: Электрификация в Индии
В связи с тем, что ожидаемый спрос на
электроэнергию в Индии увеличится более чем
в два раза в течение следующего десятилетия,
энергетический сектор столкнется с двумя
главными проблемами: наращиванием
соответствующих возможностей энергетики
для обеспечения экономического роста и
снабжением электроэнергией около 300 млн
своих граждан, для которых она недоступна в
настоящее время.
Уголь в Индии является наиболее
распространенным первичным
энергоносителем: в настоящее время около
68% электроэнергии в стране производится
из угля. Средний 33,1% КПД ее угольных
электростанций является сравнительно низким
и уровень их выбросов (более 1100 граммов
CO2 за киловатт-час энергии [gCO2/kWh])
значительно превышает мировые уровни
(750 gCO2/kWh). Политика, проводимая в
отношении прекращения строительства
неэффективных станций и поощрения
использования более эффективных технологий,
недостаточна для достижения требуемых
уровней уменьшения выбросов СО2. Кроме того,
продолжающаяся зависимость от
ископаемых видов топлива потребует
от Индии существенного пополнения
импортными поставками своих внутренних
ресурсов угля и газа.
Индия заслуживает положительных отзывов
относительно ее далеко идущих планов по
более эффективному использованию своего
потенциала, связанного с солнечной и ветряной
генерацией, а также расширения использования
геотермических источников, биомассы и малых
ГЭС для производства энергии. Расширение
использования атомных и крупномасштабных
гидроэнергетических станций также будет
подспорьем в управлении перегруженными
энергосетями и интеграции различных
возобновляемых источников энергии.
Прогнозируемый рост спроса на энергию
должен сделать Индию привлекательной
для инвесторов, осуществляющих свою
деятельность в энергетическом секторе.
Разрешение насущных административных
вопросов и инвестиционных рисков является
жизненно важным для снижения высокой
стоимости финансирования новых проектов.
© OECD/IEA, 2014
КРАТКИЙ ОБЗОР
11
Использование концептуальной
модели “системного мышления”
приведет к возможности осуществления
межотраслевой интеграции
Выбор технологий и их использование на всех этапах производства, передачи,
распределения и потребления электроэнергии будет играть решающую
роль в разработке экономически целесообразных комплексных систем
электроснабжения. Энергетическое сообщество, в своем большинстве, признает
необходимость привлечения широкого спектра технологий и методов во всей
цепи поставок, передачи, распределения и спроса на энергию в долгосрочной
перспективе для создания хорошо слаженной и гибкой системы, которая позволила
бы поддерживать эффективную, легко поддающуюся изменениям, надежную и
осуществимую с финансовой точки зрения операционную деятельность (рис. I.2).
Применение “Системного мышления” особенно важно в переходный период для
оптимизации инвестиций в электроэнергетику и обеспечения эффективного управления
энергетическими системами в будущем, где генерация электричества с помощью ветра
и солнца будет занимать доминирующее положение. Данный подход также необходим,
чтобы побудить все заинтересованные стороны к оптимизации использования
существующей инфраструктуры, а также интеграции исследований, разработок,
строительства опытных объектов и использования технологий в производстве.
Технологии хранения электроэнергии также могут играть определенную
роль в интегрированных низкоуглеродных электроэнергетических системах,
тем не менее, аналитические выводы, опубликованные в «Перспективах
энергетических технологий 2014», показывают, что технологии хранения
энергии, сами по себе, вряд ли будут иметь влияние на трансформирование
энергосистем. Основная роль накопителей электроэнергии в заданной энергосистеме
будет зависеть от развития всех элементов данной системы. Гидроаккумулирующие
системы составляют в настоящее время 99% от всех используемых хранилищ
электроэнергии и все еще вполне подходят для многих сфер применения в энергетике.
Несмотря на то, что другие способы хранения энергии, сравнимые по масштабам
с водохранилищами для гидроэнергетики, все еще не используются, тем не менее,
в мире уже появляется широкий спектр и других накопителей электроэнергии. В
энергетической индустрии растет понимание необходимости появления универсальных
технологий хранения электроэнергии по мере того, как происходит увеличение доли
использования возобновляемых источников энергии в системах электроснабжения.
Тем не менее, за предоставление данного вида услуг, энергонакопителям придется
конкурировать с более мощными внутренними энергосетями, объединением
энергосистем, усилением их интеграции с потребителями и гибким графиком генерации.
При существующих рыночных структурах, ценовые издержки являются основным
барьером для более широкого использования энергохранилищ. Стабилизация частоты,
изменение нагрузки по заданному графику и автономное производство электричества
для сохранения электроэнергии представляют собой более привлекательные
перспективы для широкого использования в краткосрочной и среднесрочной
перспективе, что также может привести к снижению издержек; для большинства
энергорынков, тем не менее, применение энергохранилищ начнется после принятия
более эффективных экономических решений.
© OECD/IEA, 2014.
12
КРАТКИЙ ОБЗОР
Рисунок I.2
Интегрированная интеллектуальная электроэнергетическая
система будущего
Возобновляемые источники энергии
Интеллектуальные сети передачи
и распределения электроэнергии
Управление интеллектуальной
системой энергоснабжения
Централизованная генерация
электроэнергии и тепла
Распределенные
энергоресурсы
Улавливание
и хранение CO2
Гидроэнергетика
Хранение энергии/
энергонакопители
Пневмоаккумуляция
Электрификация транспорта
Основной вывод
Для достижения более высокого уровня интеграции, все элементы электроэнергетической
системы будут иметь увеличенную степень сложности, что, тем не менее, улучшит
качество операционной деятельности, повысит эффективность и устойчивость системы с
одновременной оптимизацией использования энергетических ресурсов и инвестиций.
Высокотехнологичная конвергенция преобразования энергии света в
электроэнергию и растущий спрос на электротранспортные средства будут
способствовать более глубокому взаимопроникновению обеих технологий,
совместное использование фотоэлектрических элементов и накопителей
электроэнергии приведут к появлению новых технологических возможностей.
Эффективное управление увеличивающимся спросом на электроэнергию, связанным
с использованием электромобилей и электротехники, сможет поддержать
интегрированную работу энергосистемы за счет использования существующей
инфраструктуры и технологий, а также оптимизации применения новых возможностей.
В то время как неконтролируемая зарядка электромобилей будет способствовать в
дальнейшем риску увеличения пикового спроса на электроэнергию, соответствующим
образом организованная зарядка электротранспорта в дневное время и в часы
внепиковой нагрузки, поможет сгладить результирующую нагрузку и облегчить
системную интеграцию фотоэлектрических устройств. В электрифицированных
районах, возможность управления сетевой нагрузкой, объединение энергосистем,
гибкая система генерации и функциональные возможности энергохранилищ смогут
быть использованы для интеграции больших объемов фотоэлектрической энергетики,
которая будет конкурентоспособна в стоимости расходов и производительности.
© OECD/IEA, 2014
КРАТКИЙ ОБЗОР
13
Солнечные фотоэлектрические панели в сочетании с энергохранилищами небольшой
емкости найдут применение для питания автономных электрических приборов и смогут
обеспечить доступ к электроэнергии в отдаленных районах.
Формирование соответствующей
политики, финансирование и создание
рыночных условий для поддержания
активной трансформации мировой
энергетической системы
Результаты анализа, опубликованные в «Перспективах развития
энергетических технологий 2014», показывают, что дополнительные 44 трлн
долларов США1, которые, в соответствии со Сценарием 2DS, будет необходимо
инвестировать к 2050 году для декарбонизации энергетической системы,
будут более чем компенсированы 115 трлн долларов США, полученными при
экономии топлива, в результате чего, чистая экономия средств составит 71 трлн
долларов США. Даже при 10% скидке, чистая экономия средств составит более 5
трлн долларов США. Для достижения потенциальных возможностей интегрированных
энергетических систем и обеспечения этой экономии средств, необходимо
использовать политику скоординированного подхода для энергичной трансформации,
как энергетических систем, так и основных энергетических рынков. Принимая
во внимание факт, что необходимое финансирование еще не осуществляется, в
«Перспективах развития энергетических технологий 2014» отображено, каким образом
инвесторы оценивают риск и возврат вложенных средств. В итоге, анализ показывает
разрыв между усредненной стоимостью электроэнергии, используемой энергетическим
сектором и чистой приведенной стоимостью, на которую опираются инвесторы.
Финансирование строительства низкоуглеродных электростанций (использующих
возобновляемые источники, атомную энергию, CCS-технологии), осуществляемого
среди конкурентных рынков, потребует возврат вложенных средств, который смог бы
компенсировать риски, связанные с потенциальным изменением потоков поступления
доходов от производства электроэнергии, включая непредсказуемость стоимости квот
на выбросы углерода, а также стоимости газа и угля в будущем.
Информация о чистых технологиях, в настоящее время появляющихся на
энергетических рынках, показывает, что нормативная деятельность и рыночная
трансформация может помочь или помешать реализации потенциала отдельных
технологий, в том числе оказать влияние на их конкурентоспособность. До
сегодняшнего момента, инвестиции в низкоуглеродные технологии осуществлялись
с помощью поддерживающих инициатив, включая льготные тарифы, субсидии и
системы квот. Государственным органам необходимо определиться, остаются ли эти
механизмы подходящими или должны быть заменены на другие варианты. Переход
от политики регулирования вместе с существующими механизмами поддержки к
рыночному подходу в решении данных задач, значительно повышает уровень риска,
которому подвергаются инвесторы. Это также увеличивает степень неопределенности
на рынках эмиссионных квот и оптовых цен на электроэнергию, что может потребовать
применения других механизмов сдержек и противовесов. Инновационные бизнесмодели, в определенных случаях, являются эффективным средством, с помощью
1 Если не указано иное, все расходы и цены приведены к стоимости доллара США в 2012 году, т. е. без учета инфляции.
© OECD/IEA, 2014.
14
КРАТКИЙ ОБЗОР
которого развивающиеся технологии смогут занять новые рыночные ниши. На
электромобили, например, приходится более 10% программ по групповому
использованию автомобилей, которые совсем недавно были приняты во всем мире по сравнению с 1% доли рынка мировых продаж таких автомобилей. Бизнес-модель
группового использования электромобилей избавляет водителей от начальных затрат
на покупку машины и проблем, связанных с дальностью пробега, которые имеют
негативное влияние на принятие решения о приобретении электромобиля.
В условиях наличия конкурентных рынков, и при отсутствии стимулов через
плату за выбросы углерода в атмосферу, потребуется применение других
инструментов для стимулирования инвестиций в низкоуглеродные технологии.
Высокая стоимость выплат за выбросы CO2 в атмосферу имеет существенный
потенциал стать политическим инструментом, с помощью которого руководство стран
может стимулировать осуществление необходимых инвестиций в низкоуглеродные
технологии. При отсутствии рынков на выбросы углерода, технологические инновации,
политические решения и инвестиции смогут привести к необходимому прогрессу.
Анализ, приведенный в «Перспективах развития энергетических технологий 2014»,
демонстрирует, например, что страны, нацеленные на достижение низко-углеродной
интенсивности транспорта и/или вынужденные импортировать большие объемы нефти,
предназначенной для транспортных нужд, смогут получить быструю и существенную
выгоду от крупномасштабного внедрения электротранспорта. Индекс максимизации
низкоуглеродного электрического транспорта (LETMIX) показывает, что уже сегодня,
более чем 27% стран могут значительно уменьшить выбросы CO2 при использовании
любых видов электротранспорта. Индекс LETMIX также приводит данные, где и в
какие сроки электрификация транспорта может дать максимальную выгоду, хотя
многие решения транспортных технологий обладают своей спецификой и потребуют
существенного наращивания инфраструктуры.
Результаты анализа, приведенные в «Перспективах развития энергетических
технологий 2014», показывают, что, по мере своего совершенствования,
энергетические технологии могут привести к появлению инновационных
политических решений, нормативов и рынков, добавляя свой вклад в
механизмы поддержки развития данных технологий. В результате своего
развития, технологии использования интеллектуальных сетей смогут предложить
новые методы технической эксплуатации электроэнергетических систем и решений
для растущих электроэнергетических рынков, позволяя использовать, например,
распределенную генерацию в более крупных масштабах и быстрее реагировать
на изменение спроса. Электрификация городского транспорта также может стать
частью комплексного планирования пользования земельными участками, создания
пешеходных и велосипедных зон, сетевой структуры электромобильных средств и
развития низкоуглеродной электроэнергетики. Оценка потенциальных технологических
вариантов, связанных с созданием энергетических систем с более высоким уровнем
интеграции, приведет к появлению расширенного спектра применимых решений,
которые смогут быть использованы странами и регионами для разработки,
планирования и работы энергетических систем, наиболее полно удовлетворяющих
их потребностям. Технологии могут быть использованы для активной адаптации
энергетических рынков, нормативной базы и проводимой политики, которые
действительно смогут привести к трансформации мировых энергетических систем.
© OECD/IEA, 2014
Изначально данный документ был опубликован на английском языке.
Хотя МЭА приняло все меры, чтобы обеспечить соответствие русской и оригинальной
английской версий, тем не менее незначительные различия могут сохраниться.
This publication reflects the views of the IEA Secretariat but does not necessarily reflect those
of individual IEA member countries. The IEA makes no representation or warranty, express or
implied, in respect of the publication’s contents (including its completeness or accuracy) and
shall not be responsible for any use of, or reliance on, the publication.
IEA PUBLICATIONS, 9 rue de la Fédération, 75739 Paris Cedex 15
Layout and printed in France by IEA, May 2014
Photo credits: © GraphicObsession
© OECD/IEA, 2014.
Energy Technology Perspectives 2014
Harnessing Electricity’s Potential (Освоение потенциала электроэнергии)
Исходя из предпосылок, свидетельствующих о том, что электрическая энергия будет
приобретать все более важный вектор развития в энергосистемах будущего, «Перспективы
развития энергетических технологий 2014» (ETP 2014) предоставляют всесторонний анализ
электроэнергетики. Эта публикация дает обзор мероприятий, необходимых для поддержки
развития возможностей электроэнергии, которые будут учитывать будущие потребности в
области генерации, распределения и потребления. В дополнение к моделированию глобальных
перспектив энергетики на период до 2050 года, рассматриваемых при различных сценариях
для более чем 500 технологических вариантов, «Перспективы развития энергетических
технологий 2014» также исследуют возможности “расширения границ” в шести ключевых
сферах выработки энергии:
n Использование солнечной энергии: Возможный основной источник энергии в 2050 году
n Использование природного газа в низкоуглеродных электроэнергетических системах
n Электрификация транспорта: Как э-мобильность сможет заменить нефть?
n Хранение электроэнергии: Затраты, оценка значения и конкурентоспособность
n Привлечение финансовых средств для развития низкоуглеродной генерации
n Производство электроэнергии в Индии
Со времени своего первого издания в 2006 году, обзор Перспектив развития энергетических
технологий постепенно стал регулярной публикацией, излагающей пути к устойчивому
развитию энергетического будущего, в котором методы необходимой политической поддержки
и выбор тех или иных технологий определяются состоянием экономики, энергетической
безопасности, а также экологическими факторами.
nПрофильные публикаций и книги исследуют актуальные вопросы или межтематические
задачи и проблемы.
n«Отслеживание прогресса в использовании «чистой» энергии» отображает картину
ежегодно происходящих достижений в различных областях энергетики, а также
иллюстрирует взаимосвязь существующих технологий.
nОснованные на анализе обзора Перспектив развития энергетических технологий,
«Технологические дорожные карты», разработанные в МЭА, приводят оценку потенциала
трансформации различных технологических направлений и показывают план действий и
стратегий для их поэтапного развития.
В целом, серия этих публикаций отображает широкий спектр необходимых и доступных
шагов, которые могут быть предприняты уже в ближайшей и среднесрочной перспективе
по созданию основы для достижения долгосрочных целей в энергетической политике,
четко определяя роли игроков энергетического сектора, правительственных структур и
промышленности. В последующих изданиях будет представлен анализ роли технологической
инновации в достижении климатических целей (в 2015 г.) и анализ городских энергетических
систем (в 2016 г.).
Кому будет полезна публикация «Перспективы развития энергетических технологий
2014»? Прошлый опыт показывает, что публикации «Перспектив развития энергетических
технологий» привлекают внимание широких и разнообразных аудиторий, в том числе
специалистов в области энергетики (например, аналитиков и научных сотрудников, изучающих
энерготехнологии), политиков и глав государств, а также бизнес-лидеров и инвесторов. Все
это показывает значимость подробного и прозрачного количественного моделирования
данных работ и всесторонних комментариев, которые в результате являются основой для
формирования направлений энергетической политики.
Для более подробной информации обратитесь к интерактивному веб-сайту МЭА, расположенному по адресу:
www.iea.org/etp2014