Потребители требуют
энергетическую автономию

ТРЕНДЫ / #6_2019
Фото: Unsplash.com

Тенденции в американской электроэнергетике влияют на энергорынок всего мира. Их понимание позволяет лучше ориентироваться в процессах, формирующих будущее электроэнергетики. Американская компания Exelon в своем отчете об устойчивом развитии за 2018 год выделила шесть тенденций. По ее мнению, они в наибольшей степени влияют на изменения, происходящие на энергорынке.

Американский взгляд
Первая тенденция — ускоренное развитие технологий. Речь, прежде всего, идет о различных системах передачи и распределения электроэнергии. «К примеру, развитие технологий сделало возможным двухстороннюю передачу энергии, что позволяет частной генерации (например, владельцам солнечных панелей на крышах) отдавать излишки энергии в централизованную сеть», — поясняют авторы отчета.

Вторая тенденция — эволюция потребления. Возрастает желание потребителей контролировать степень воздействия используемой ими энергии на окружающую среду. «Они также заинтересованы в эффективном использовании энергии, полном контроле за энергопотреблением в быту и размещении локальных источников генерации в частных домах и на предприятиях», — говорится в отчете. Не исключено, впрочем, что экологическая подоплека интереса к этим направлениям подкрепляется потребностью снизить затраты на электроэнергию, так как их экономический смысл — именно сокращение потребления.

Третья тенденция — низкая цена на природный газ, считают авторы отчета: «Развитие технологий добычи сланцевого газа в США вызвало значительный рост внутренних поставок и снижение цены на природный газ, что, в свою очередь, привело к интенсивному использованию газа в генерации электроэнергии». Снижение цен на газ привело также к снижению цен на электроэнергию, произведенную на газовых электростанциях.

Четвертая тенденция — растущий интерес к чистым источникам электроэнергии. Потребители, по мнению Exelon, «проявляют интерес к технологиям генерации чистой энергии, а также к предложениям приобрести и разместить локальные источники чистой энергии». Больше всего пользователи озабочены изменениями климата, озоновыми дырами, токсичными веществами в воздухе.

Пятая тенденция — продолжающееся распространение локальных источников генерации. Речь идет о децентрализованных ветрогенераторах, солнечных фермах и топливных ячейках малой мощности, пригодных для домохозяйств и офисов. «Данная тенденция подпитывается возросшим спросом со стороны потребителей, низкими затратами и широкой доступностью различных технологий», — отмечается в отчете. По мнению его авторов, развитие децентрализованной местной генерации может повысить надежность и устойчивость энергосистемы.

Шестая тенденция — отсутствующий или низкий рост потребления. «Устойчивый рост потребления, который отмечался на протяжении всего ХХ столетия, в последние годы, по наблюдениям поставщиков энергии, полностью остановился или значительно замедлился, отчасти вследствие внедрения программ развития энергосбережения», — сетуют авторы отчета.
Динамика и проекции
Но действительно ли спрос на электроэнергию не растет? И от чего он, в целом, зависит? Влияют ли на него экологические запросы пользователей и тенденции в потреблении (запрос на экономию, с одной стороны, и интенсивная электрификация быта — с другой)? От ответов на эти вопросы зависит, какие станции и где с большей вероятностью будут построены.

Данные Global Energy Statistic Yearbook 2019 за 1990−2018 годы показывают, что в Северной Америке потребление электроэнергии достигло максимума в 2007 году (4465 TWh), потом упало в период финансового кризиса, затем медленно росло и лишь в 2018 году (4499 TWh) превысило докризисный уровень.
Показатели за 1990−2018 гг.
Но тенденцией этот рост может и не стать. В США в 2018 году он был связан с аномально холодной зимой и жарким летом. «Стабильный спрос, наблюдаемый в США в последние годы, резко сменился 4% ростом и достиг рекордного уровня почти в 4000 TWh, что составляет 17% мирового потребления. Данный рост по большей части обусловлен очень жарким летом и более холодной, чем обычно, зимой, что привело к повышенному энергопотреблению в домах», — говорится в отчете IEA за 2018 год (Global Energy & CO2 Status Report, 2018).

Консалтинговая компания Enerdata также отмечает, что рост электропотребления обеспечил сегмент домохозяйств, включающий использование электроприборов и кондиционеров. «Энергопотребление в США сократилось на 1% в 2017 году, но уже в 2018 году оно вышло на прежний уровень (+2,2%). Данный рост в основном был обеспечен сегментом домохозяйств (+6,2%), где бóльшая часть энергопотребления приходится на бытовые приборы (примерно половина всего потребления) и кондиционеры», — говорится в Global Energy Statistic Yearbook 2019. В США на долю домохозяйств в 2018 году, по данным US Energy Information Administration, приходилось 42% потребления электроэнергии и 43% потребления газа. Соответственно, если погода в США в 2019 году будет мягкой, потребление электричества домохозяйствами вновь может снизиться, повлияв на общий объем потребления.

В целом результаты исследований Enerdata подтверждают выводы Exelon: несмотря на подъем потребления в 2018 году, использование электроэнергии в Северной Америке, где львиная доля приходится на США, остается практические неизменным. В странах Европы и СНГ потребление тоже меняется незначительно. На этих территориях, где уже сложилась или складывается постиндустриальная экономика, вряд ли можно ожидать интенсивного строительства новых мощностей: они не будут обеспечены спросом. Новые станции станут станциями замещения: они будут возводиться вместо тех, которые уже исчерпали свой ресурс.

Следовательно, вероятна конкуренция между различными типами электростанций, которые можно построить в качестве замещающих мощностей. При принятии решения о выборе источника топлива для станции замещения в качестве аргумента может учитываться запрос общества на «чистую» генерацию. Особенно острой конкуренции можно ждать между разными источниками «чистой» энергии, так как противопоставление «чистый — грязный» здесь уже не будет работать.

Практика показывает, что потребление энергоресурсов (как первичных, так и электроэнергии) растет вместе с экономическим ростом. Но растут эти показатели с разной скоростью — ВВП быстрее. По данным отчета Enerdata «Global Energy Trends 2019 Edition», экономика стран G20 (обеспечивают около 80% потребления энергоресурсов и более 80% эмиссии CO2) с 2010 года (после восстановления от обвала мировой экономики, вызванного кризисом американской банковской системы) растет в среднем чуть более 3% в год. В 2017 и 2018 годах рост составил 3,8%. Рост потребления энергоресурсов в этот же период составил 2,1%. Отчасти более низкое энергопотребление объясняется энергоэффективностью, значимость которой отметил Exelon.

Проблема в том, что вместе с ростом мировой экономики и потребления энергоресурсов в 2017 и 2018 годах стали расти выбросы CO2 (в течение 2015 и 2016 годов они сокращались). В 2018 году впервые за три года показатели по выбросам выросли в странах ОЭСР, которые чаще всего ассоциируются с борьбой за снижение выбросов.

Пока угольная генерация доминирует: по данным IEA, из 26 700 ТВт∙ч, произведенных в 2018 году, 38% (наибольшая доля) пришлись именно на нее.

Производство электроэнергии на угольных электростанциях увеличилось на 258 ТВт∙ч (из 900 ТВт∙ч общегодового прироста). «По росту производства электроэнергии угольными электростанциями на первом месте находится Китай, за которым сразу же следует Индия», — уточняется в сообщении IEA. «Значительный рост производства энергии угольными и газовыми электростанциями в ответ на растущее потребление электричества привел к увеличению выбросов CO2 в данном сегменте на 2,5%. Объем выбросов, которые производят энергогенерирующие предприятия, достиг 13 гигатонн, или 38% от всех связанных с источниками энергии выбросов за прошлый год», — отмечает IEA.

Доля газовой генерации в мировом потреблении составила 23%. В 2018 году страны G20 использовали на 4,8% больше газа, чем в прошлом году. Это максимальный годовой прирост за последние десять лет. Если в 2017 году, по данным Enerdata, спрос на газ составлял 2732 млрд м³, то в 2018 году — 2860 млрд м³. Из них на долю США пришлось 80 млрд м³. И Enerdata, и IEA называют США в числе стран с наибольшим объемом выбросов CO2. «Только в США выбросы выросли на 70 млн тонн в нефтяном эквиваленте (более 1% общего объема поставок первичной энергии, по данным ОЭСР), из которых более двух третей приходятся на природный газ, рост потребления которого в основном обусловлен потребностями в энергии и спросом в сегменте домохозяйств», — отмечают в отчете IEA.

Связь между ростом использования газа и выбросов — это не локальное явление, а общая тенденция: «Рост использования низкоуглеродных источников энергии оказался ниже, чем у газа, что привело к росту выбросов углекислого газа в атмосферу на 0,5%». В итоге Enerdata делает неутешительный вывод: «Мировое экономическое сообщество еще не приступило к сокращению выбросов CO2».

По мнению IEA, главными компонентами чистой энергетики должны стать атомная генерация и станции, работающие на возобновляемых источниках. «Несмотря на то что основное внимание приковано к возобновляемым источникам энергии, важную роль также могут сыграть ядерная энергетика и ископаемые энергоносители в комбинации с технологиями улавливания, использования и хранения углерода. Основная доля спроса на энергию, а также доля выбросов CO2 приходятся на те страны, которые считают, что будущее за ядерной энергетикой», — говорится в отчете IEA «Nuclear Power in a Clean Energy System». Пока доля атомной энергетики в общем объеме производства в 2018 году составила лишь 10%, солнечной и ветровой — 7%. Но хорошим знаком можно считать то, что возобновляемая и атомная энергетика в 2018 году росли быстрее всего (7% и 3,3%, или + 449 ТВт∙ч и +87 ТВт∙ч соответственно).

«Если мы серьезно относимся к проблеме изменения климата, то мы должны столь же серьезно подходить к поиску соответствующих решений. Переход к низкоуглеродной экономике, отвечающей потребностям международного сообщества в энергии, — чрезвычайно трудная задача. Однако она требует решения, и решить ее можно исключительно с использованием полного потенциала ядерной энергетики», — уверены в World Nuclear Association.
Малые и автономные
В массовом сознании автономная генерация, которую в качестве тенденции выделил Exelon, ассоциируется преимущественно с ВИЭ (в качестве иллюстрации в отчете приводятся крыши из фотопластин). Но принципиально обеспечить чистую и автономную генерацию могут и атомные станции малой мощности (АСММ), став альтернативой дизельным генераторам.

Речь не идет о микроэнергетике на уровне отдельных домохозяйств. Но АСММ могут обеспечивать тепло- и электроснабжение средних по потребностям в энергии удаленных объектов, к которым слишком далеко и дорого тянуть электросети, тем более — обеспечивать теплом.

Проекты АСММ Росатом разрабатывал на протяжении нескольких десятилетий. В портфеле госкорпорации — несколько реакторов, пригодных для размещения на атомных станциях малой мощности, однако флагманской технологией считается последнее поколение водо-водяных реакторов РИТМ-200. Шесть реакторов серии РИТМ уже успешно установлены на новейших ледоколах «Арктика», «Сибирь» и «Урал».
Перемещение корпуса РИТМ-200 в стапель

Фото: «ЗиО-Подольск»
Плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС)"Академик Ломоносов" обладает свойствами, которые считаются конкурентными преимуществами ВИЭ: мобильность, гибкость, автономность, вклад в распределенное энергоснабжение. ПАТЭС можно отбуксировать от одной точки к другой. Она может обеспечить теплом и светом небольшой поселок или город, а также промышленный объект средней величины. Опыт, полученный при строительстве ПАТЭС, позволит сократить сроки создания аналогичных проектов до четырех и менее лет, а также их себестоимость. Кроме того, у АСММ есть собственные преимущества: долгий (несколько десятков лет) срок службы и независимость от внешней среды.

В настоящее время Росатом ­рассматривает несколько площадок для размещения пилотной АСММ: Суроямское месторождение в Челябинской области, Баимское месторождение на Чукотке и несколько площадок в Республике Саха (Якутия).

На Восточном экономическом форуме, который прошел во Владивостоке 4−6 сентября, правительство Якутии подписало с Росатомом соглашение об определении территории для АСММ. Сегодня в Росатоме развиваются три направления в строительстве АСММ: наземные (компетенция РАОС), плавучие («Атомэнергомаш») и «Шельф» (НИКИЭТ).

Ожидается, что пилотная АСММ будет возведена и запущена в эксплуатацию в 2027 году.

Пока установка АСММ не выглядит таким же рутинным делом, как строительство ветропарков или солнечных ферм. Но следует помнить, что ВИЭ прошли многолетний путь развития, который включал наработку компетенций, финансовую государственную и международную поддержку и активное лоббирование. Столь же последовательная реализация проектов АСММ позволит доказать их способность стать инфраструктурным обеспечением инвестиционных проектов и приемлемого качества жизни там, где требуется автономное и стабильное энергоснабжение.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #6_2019