Структурные особенности агрессивной экспансии альтернативной энергетики

В 2023 году в мире было введено новых мощностей и улучшена производительность существующих мощностей зеленой энергетики на общую генерацию 541.7 ТВт·ч – это абсолютный рекорд, улучшив немного показатель 2022 (+539.2 ТВт·ч).

Для сравнения, общее производство электроэнергии из всех источников во всех странах мира составила 29925 ТВт·ч, тогда как производство электроэнергии из альтернативных источников составило 4748 ТВт·ч.

Под альтернативными источниками зеленой энергетики понимается солнечная энергия, ветровая энергия, геотермальная энергия, биоэнергия, производство электричества из отходов, энергия водорода и океана, за исключением привычных гидроэлектростанций. При этом формально биоэнергия и электричество из отходов не являются чистой зеленой энергетикой.

Чтобы оценить масштаб экспансии альтернативных источников энергии, в 1985 году общемировое производство электроэнергии было всего 79 ТВт·ч, в 1990 – 121 ТВт·ч, в 1995 – 156 ТВт·ч, в 2000 – 217 ТВт·ч, в 2005 – 364 ТВт·ч, в 2010 – 760 ТВт·ч, в 2015 – 1634 ТВт·ч, в 2020 – 3153 ТВт·ч.

За последние три года производство электричества из альтернативных источников увеличилось на 1600 ТВт·ч – это совокупное производство в 2015 году и более 30 лет развития данного направления в тот момент. Сейчас в год производство увеличивается в 15 раз интенсивнее, чем в 2000-2007 и в 1.7 раз интенсивнее, чем в 2017-2019.

Для сравнения, весь мировой атом – это всего 2738 ТВт·ч, сейчас в год из альтернативных источников создают пятую часть мирового производства атомной энергии! 

Ни один сегмент электропроизводства не растет так интенсивно, как альтернативные источники. 

Чтобы оценить масштаб экспансии, отмечу, до 2000 года доля энергии из альтернативных источников в общем производстве из всех источников была меньше 1.5%, в 2005 – 2%, в 2010 – 3.5%, в 2015 – 6.7%, в 2020 – 10.3%, в 2023 – 15.9%.

В структуре производства доля солнечной энергии составляет сейчас 34.6%, ветрогенерация – 49%, прочие виды – 16.5%, импульс экспансии сейчас за солнечной энергией.

В соответствии с актуальными тенденциями и планами внедрения мощностей солнечной энергетики, к 2027-2028 годам мировое производство солнечной энергии превзойдет объем производства атомной энергии.

Уже в 2023 производство энергии из альтернативных источников (солнце, ветер, геотермальные источники и прочие виды) превысило всю производственную мощность всех гидроэлектростанций мира, а атомные станции обогнали в 2019 году.

Через 4-6 лет альтернативные источники энергии могут обойти и газовые ТЭС, объем производства на которых составляет 6746 ТВт·ч по данным BP и собственным расчетам.

Основным источником приращения мощностей альтернативной энергетики за последний год является солнечная энергия, обеспечив почти 60% в структуре совокупной генерации.

Развитие солнечной энергии идет практически во всех регионах за исключением России и стран СНГ. 

35.6% всех мировых мощностей в солнечной энергии держит Китай, на втором месте по важности – США, обеспечивая 14.7% мирового производства, все страны Европы в совокупности около 18%, очень быстро растет Индия – 6.9%, Япония – 5.9%, страны Южной и Центральной Америки в совокупности 5%, Ближний Восток и Африка – 3.4%.

Темпы внедрения невероятные, всего 10 лет назад Китай не имел практически ничего – около 8.4 ТВт·ч генерации, теперь почти 600 ТВт·ч, Южная и Центральная Америка начала интеграцию мощностей с 2018 и ежегодной наращивает темпы – примерно по 25 ТВт·ч за год.

Появляются новые участники такие, как Южная Корея и Вьетнам, которые также подключаются с 2018-2019 годов к экспансии солнечной энергии. По экспоненте растут Япония и конечно же США с Европой, которые интегрируют по 40-50 ТВт·ч новой генерации в год.

По ветрогенерации абсолютным лидером является Китай – 38.1% от мирового производства, США – 18.5%, страны Европы – 26.4%, Южная и Центральная Америка – 5.8%, Индия – 3.5%, Канада – 1.7%, а остальные страны и регионы около 6%.

Россия и страны СНГ не участвуют в проектах по ветрогенерации, как и страны Ближнего Востока, а в Африке внедрение идет очень медленно. 

В прочих видах альтернативной энергии вновь доминирует Китай, обеспечивая 25.4% мировой генерации, США – 8.6%, Европа – 28.4%, Южная и Центральная Америка – 10.6%, Индия, Индонезия и Япония по 4.8-5.4%.

Оказывается, что мировым лидером в альтернативной энергетике является Китая, обеспечивая 35.6% мирового рынка генерации, США – 15.5%, все страны Европы – 23.8%, Индия – 4.9%, Япония – 3.1%, Канада и Мексика по 1.2%, Южная и Центральная Америка – 6.3%, Южная Корея – 1%, Африка и Ближний Восток в совокупности около 2%, а Россия и страны СНГ вне игры.

Альтернативная энергетика – это, что нельзя игнорировать. Темпы развития самые высокие среди всех сегментов энергетики, причем все происходит по экспоненте и буквально на глазах, в 2017 рынка почти не было.

Энерго-переход в Европе.

Зеленая энергетика – это не хайп нарратив и не отвлечение внимания, это самые значительные за полвека изменения в энергобалансах ведущих стран мира (с момента внедрения атомной энергии), где инвестиции достигают сотни миллиардов долларов. Причем скорость трансформации невероятная, где с 2022 произошло ускорение.

К чему привел энергетический кризис 2022 в Европе? К ускоренному отказу от ископаемого вида сырья и новому витку внедрения альтернативной энергетики, где основной акцент делается на солнечной энергии из-за себестоимости и конструктивных особенности (скорости интеграции) в сравнении с ветрогенерацией. 

Далее в тексте альтернативная энергетика - солнечная, ветровая, геотермальная и прочая энергия, а возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – это гидроэнергетика + альтернативные источники.

В структуре генерации электроэнергии в Европе (все страны за исключением России и СНГ) из всех источников доля альтернативной энергии в 1990 была 0.6%, в 1995 – 0.93%, в 2000 – 1.76%, в 2005 – 3.85%, в 2010 – 7.72%, в 2015 – 15.7%, перед энергокризисом в 2021 – 23.4% и сильнейший рывок за все время до 29.7% к 2023.

Если исходить из планов электроэнергетических компаний и докладов по энергетической политике в Европе, целевой ориентир к 2030 составляет 40% генерации из альтернативных источников, но скорее все будет преодолен раньше. 

Доля ВИЭ в структуре совокупной электрогенерации в 1990 – 16.3% (эффект гидроэлектростанций), в 1995 – 18.2%, в 2000 – 18.8%, в 2005 – 18.3%, в 2010 – 23.8%, в 2015 – 31.7%, в 2021 – 39.6%, а в 2023 – 46.5%!

Атомная энергия является самой экологичной и эффективной с точки зрения КПД. ВИЭ + атомная энергия в странах Европы формировали 44.1% в 1990, спустя 5 лет – 48%, в 2000 – 47.8%, в 2005 – 46.3%, в 2010 – 49.1%, в 2015 – 56%, в 2021 – 61.4%, а в 2023 почти 2/3.

Без учета альтернативной энергетики, последние 15 лет было смещение в сторону генерации на ископаемом топливе (гидро и атом теряли долю, а газовые ТЭС наращивали), но с 2021 тенденция резко меняется.

Как Европа отказывается от ископаемого сырья и переходит на зеленую энергетику?

Сейчас потребность Европы в электроэнергии составляет 3800 ТВт·ч по сравнению с 4041 ТВт·ч в 2021 (близко к историческому максимуму 4087 ТВт·ч в 2008) – сказывается принудительное повышение энергоэффективности, вывод за европейский контур энергоемких предприятий и жесткие нормативы по потреблению энергии, которые действовали в 2022-2023.

Пропорция в электрогенерации Европы следующая: альтернативные источники 1131 ТВт·ч (29.7%), гидростанции – 639 ТВт·ч (16.8%), АЭС – 736 ТВт·ч (19.3%), угольные ТЭС – 530 ТВт·ч (13.9%), газовые ТЭС – 637 ТВт·ч (16.7%), с использованием нефти – 53 ТВт·ч (1.4%), прочее – 80 ТВт·ч (2.1%) - статистическая погрешности + тепло, получаемое из химических источников, сжигание твердых и промышленных отходов.

Генерация из альтернативных источников в 2018 обогнала газовые ТЭС, 2019 обогнала угольные ТЭС, а 2020 обогнала АЭС, уходя в отрыв, находясь на уверенном первом месте.

Нельзя довести ВИЭ до 100%, т.к. необходима балансирующая мощность, учитывая неравномерную генерацию энергии из ВИЭ и невозможность эффективной синхронизации с пиковыми периодами. ТЭС представляет гибкие резервные мощности и быстро замещает разрывы в генерации, если аккумуляторы или гидроаккумулирующие станции не справляются, а АЭС отсутствуют. 

Не менее интересна информация по доле альтернативных источников в генерации электроэнергии. 

Абсолютным лидером является Дания – 88% альтернативных источников в общей генерации vs 45.9% в 2013, а среди крупных стран у Великобритании – 45.4 vs 13.5% (самый стремительный прогресс), Германии – 49.2 vs 20.2%, Франция – 16.2 vs 4.7%, Италия – 28.3 vs 20.4%, Испания 41.3 vs 26%, Нидерланды – 47.5 vs 12%, Португалия – 45.1 vs 30.5%.

Стоит отдельно выделить Великобританию, которая нарастила выработку энергии из альтернативных источников на 7.6 п.п за два года с 2021, а Германия нарастила на 12.8 п.п – шоковая и сверхбыстрая интеграция зеленой энергетики!