Введение

 

Энергетический сектор во всем мире вступил в эпоху зеленой трансформации. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – прежде всего солнце и ветер – каждый год бьют рекорды по вводу новых мощностей. Всё большее число стран и компаний объявляют цели по декарбонизации, осознавая острую необходимость борьбы с изменением климата. Эти усилия уже приносят заметные плоды: например, в 2023 году доля электроэнергии, выработанной из возобновляемых источников, впервые превысила 30% в глобальном масштабе. Впечатляет и тот факт, что прирост генерации за последние годы почти полностью обеспечивается за счет ВИЭ – на них пришлось около 83% новых генерирующих мощностей в 2022 году. Ниже мы рассмотрим, каково текущее состояние мировой электроэнергетики на основе возобновляемых, какие достижения и проблемы наблюдаются сегодня, и каким прогнозируется энергобаланс планеты в ближайшие годы.

 

Текущая ситуация: рост доли возобновляемой генерации

 

Статистика последних лет свидетельствует о стремительном увеличении роли возобновляемой энергетики. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2023 году возобновляемые источники (гидро-, ветро-, солнечная и другие) обеспечили около 30% общемирового производства электроэнергии. Для сравнения, десятилетие назад этот показатель был порядка 20%, а двадцать лет назад – менее 15%. Таким образом, за довольно короткий срок ВИЭ из дополнения превратились в один из основных столпов энергетики. Более того, ожидается, что уже к началу 2025 года по объему выработки электроэнергии возобновляемые источники обойдут угольные электростанции, став крупнейшим источником генерации в мире.

 

Главными движущими силами этого сдвига стали ветровая и солнечная энергетика. Их установленная мощность растёт экспоненциально. Солнечная фотоэлектрическая энергетика особенно выделяется: по прогнозам, около 80% новых мощностей до 2030 года придется именно на солнечные панели. Китай играет здесь ведущую роль – на него, благодаря амбициозной государственной политике и огромному производственному потенциалу, будет приходиться порядка 60% прироста возобновляемых мощностей к 2030 году. В 2023 году Китай установил рекордные объемы солнечных электростанций и ветряков, что сделало его и крупнейшим производителем оборудования, и крупнейшим рынком для ВИЭ. Европа и США также наращивают темпы: несмотря на экономические сложности, ЕС в 2022-2023 гг. вводил в среднем ~50 ГВт солнечных и ветровых мощностей ежегодно, а США в 2023 году впервые ввели более 25 ГВт солнечной генерации за год. Индия демонстрирует высокие темпы относительного роста (в %), хотя в абсолютных величинах её вклад пока меньше китайского.

 

Необходимо подчеркнуть, что возобновляемая энергетика охватывает также гидроэнергетику, биоэнергетику и другие источники. Гидроэлектростанции исторически являются крупнейшим источником ВИЭ – около половины всей возобновляемой генерации в мире (примерно 15% от общей выработки электричества) приходится именно на них. Однако новые ГЭС строятся сравнительно медленно, и основной прирост последних лет связан именно с новыми ВИЭ – ветром и солнцем. Совокупная установленная мощность солнечных электростанций в мире перевалила за 1000 ГВт (1 ТВт) в 2022 году, а ветровых – приближается к этой отметке. Согласно отчету Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA), к концу 2022 года возобновляемые источники составляли уже 40% от общей установленной мощности электростанций на планете. При этом инвестиции в ВИЭ в 2022 году достигли рекордных $1,3 трлн, что более чем в три раза превышает инвестиции в новые ископаемые генерации.

 

Факторы роста: технологии и экономика

 

Почему же переход на ВИЭ происходит столь быстро? Один из ключевых факторов – удешевление технологий. За последнее десятилетие стоимость установки солнечных панелей и ветровых турбин упала на 60-80%, сделав их наиболее дешевым способом генерации электроэнергии во многих регионах. В 2020-х годах солярная энергетика стала конкурентоспособной без субсидий: по оценке МЭА, сегодня строительство новой солнечной электростанции зачастую обходится дешевле, чем эксплуатация существующей угольной (с точки зрения себестоимости 1 кВт·ч). В результате правительства и частные инвесторы видят в ВИЭ не только экологическую, но и экономическую выгоду.

 

Другим фактором является государственная политика и международные инициативы. После подписания Парижского соглашения 2015 года большинство стран мира разработали стратегии по наращиванию доли чистой энергии. Например, ЕС поставил цель достичь 45% возобновляемой энергии в электроэнергии к 2030 году (в рамках программы “Fit for 55”), Китай стремится довести суммарную мощность солнечных и ветровых станций до 1200 ГВт к 2030 году, Индия нацелилась на 500 ГВт ВИЭ к 2030 году и т.д. Кроме того, на климатическом саммите COP28 обсуждалась глобальная цель – утроить установленную мощность возобновляемой генерации к 2030 году (по сравнению с 2020 г.). Согласно свежему докладу МЭА “Renewables 2024”, мир движется к этой цели: прогнозируется, что в 2022-2030 гг. будет добавлено около 5500 ГВт новых мощностей ВИЭ, что почти равно суммарной мощности энергосистем США, Китая, ЕС и Индии сегодня. Это примерно рост в 2,7 раза от текущего уровня, то есть “почти тройной” рост, требуемый для сценария достижения климатических целей.

 

Огромную роль в ускорении перехода сыграли частные инвестиции и инновации. Производство солнечных панелей и ветряных турбин масштабировалось, особенно в Китае, создав эффект снижения издержек от масштаба. Появляются и новые технологии: например, плавучие оффшорные ветропарки позволяют использовать энергию ветра в глубоководных районах, агровольтаика сочетает солнечные панели с сельским хозяйством, а накопители энергии (аккумуляторные и гидроаккумулирующие системы) помогают решать проблему переменности генерации. Стоит отметить и прогресс в области ядерной энергетики: хотя АЭС не относятся к ВИЭ, некоторые страны (Франция, Великобритания и др.) планируют строить новые реакторы как часть безуглеродного энергобаланса. Тем не менее, подавляющая часть новых безуглеродных мощностей – это именно ВИЭ.

 

Проблемы и ограничения

 

Несмотря на впечатляющие успехи, перед возобновляемой энергетикой стоят серьёзные вызовы. Один из них – необходимость модернизации и расширения электрических сетей. В ряде стран уже сейчас возникают ситуации, когда строительство новых ВИЭ-станций опережает развитие сетевой инфраструктуры, из-за чего не весь произведенный зелёный ток может быть использован. МЭА оценивает, что к 2030 году объём возобновляемых мощностей, не задействованных из-за сетевых ограничений, может достичь 1700 ГВт без соответствующих инвестиций в сети. Решение этой проблемы требует ускоренного процесса выдачи разрешений на строительство ЛЭП, внедрения “умных” сетей и систем хранения энергии. Эксперты подчёркивают критическую важность сокращения бюрократических проволочек: ускорение процедур согласования новых линий электропередач и ВИЭ-объектов стало одной из приоритетных задач энергетической политики в Европе и США.

 

Другая проблема – неравномерность прогресса по регионам. Большая часть инвестиций в чистую энергетику направляется в развитые страны и Китай, тогда как развивающиеся экономики (особенно в Африке) получают лишь малую долю. В 2022 году на Африку пришлось лишь около 1% нового введения мощностей ВИЭ. Это чревато тем, что энергетический переход будет асимметричным: богатые страны перейдут на чистую энергию, а бедные рискуют остаться зависимыми от ископаемого топлива. Международные организации призывают усилить поддержку развивающихся стран – в виде инвестиций, передачи технологий, льготных кредитов – чтобы обеспечить глобальный характер энергетического перехода.

 

Также, по мере роста доли возобновляемой генерации, встает задача балансировки энергосистемы. Солнце и ветер – перемежающиеся источники, их выработка зависит от погоды и времени суток. Для обеспечения стабильного энергоснабжения требуются решения: газовые “балансирующие” мощности на переходный период, системы аккумулирования энергии (от бытовых батарей до промышленных мегабатарей и гидроаккумулирующих станций), а также методы управления спросом (DSM). Развитие станций хранения энергии идет быстрыми темпами: по данным Ember, мировая мощность установленных батарей крупных энергосистем выросла с 86 ГВт в 2023 году до ~155 ГВт в 2024 (почти двукратное увеличение за год). Но для полностью возобновляемой энергетики к 2040-2050 гг. потребуются уже десятки тысяч ГВт ёмкости накопителей, что остается серьезным технологическим вызовом.

 

Наконец, сырьевые риски. Производство солнечных панелей и ветрогенераторов требует значительных объемов металлов и материалов: от кремния, лития и меди до редкоземельных элементов. Скачок спроса на эти материалы может приводить к росту цен и даже дефициту. Уже в 2022 году наблюдалось удорожание фотомодулей из-за выросших цен на поликремний и логистических проблем, что несколько замедлило снижение стоимости солнечной энергии. В долгосрочной перспективе необходимо развитие программ переработки (рециклинга) компонентов ВИЭ и диверсификация поставок сырья, чтобы сделать возобновляемую энергетику устойчивой и не зависящей от узких мест в цепочках поставок.

 

Перспективы: взгляд на 2030 год и дальше

 

Несмотря на упомянутые трудности, прогнозы для возобновляемой энергетики к концу десятилетия в целом оптимистичны. Согласно докладу МЭА “Renewables 2024”, если нынешние тенденции сохранятся, возобновляемые источники будут вырабатывать около 50% электроэнергии в мире к 2030 году. Это колоссальный сдвиг, учитывая, что еще в 2020 году их доля была порядка 28%. Такой рост возможен благодаря вводу более 400-500 ГВт новых ВИЭ-мощностей ежегодно на протяжении 2024-2030 годов. В одном только 2023 году, несмотря на сложную геополитическую обстановку, мир добавил около 295 ГВт возобновляемой мощности– это новый рекорд. Чтобы достичь целей по климату, темпы должны еще ускориться, но текущее движение уже близко к требуемой траектории.

 

Регионально картина будет складываться следующим образом: Китай продолжит лидировать по абсолютному приросту, вводя сотни гигаватт ВИЭ каждый год и оставаясь центром производства солнечных панелей (хотя себестоимость их производства в Китае в 2-3 раза ниже, чем в США и Европе, что создает конкуренцию). Европейский союз стремится значительно нарастить долю ВИЭ в своем энергобалансе – ожидается, что к 2030 г. порядка 45-50% электроэнергии в ЕС будет производиться из ВИЭ (для сравнения, ~32% в 2023 г.). Особенно высоких результатов добиваются отдельные страны: например, Германия планирует получать 80% электроэнергии из ВИЭ уже к 2030 г., а Франция – 40% (с учётом её большой доли атомной генерации). США благодаря Закону о снижении инфляции (IRA) инвестируют сотни миллиардов долларов в чистую энергетику и грозят также выйти на передовые позиции по темпам роста солнечно-ветровых мощностей в ближайшие годы. Индия может превзойти свои цели, учитывая текущие темпы: уже сейчас более 40% её установленной мощности – безуглеродная (включая гидро и атом), и солнечная энергетика там дешевле угольной на новых торгах.

 

К 2030 году мы, вероятно, увидим более сбалансированную и устойчивую энергосистему. Возобновляемые источники будут генерировать львиную долю электричества в многих странах, а оставшуюся часть – преимущественно атомные и газовые электростанции, работающие как резерв. В удачном сценарии, мир сможет к 2030 г. почти втрое увеличить мощности ВИЭ (с ~3 ТВт в 2020 до ~9-10 ТВт в 2030), приблизившись к поставленной глобальной цели. Это откроет дорогу к дальнейшей декарбонизации – после 2030 г. основные усилия будут сосредоточены на хранении энергии, водородных технологиях (использование избыточной возобновляемой энергии для производства зеленого водорода) и электрификации тех секторов, которые пока сильно зависят от ископаемого топлива (авиация, судоходство, тяжелая промышленность).

 

Таким образом, будущее электроэнергии – за возобновляемыми источниками. Уже в ближайшее десятилетие они станут доминирующими в энергетическом балансе многих стран. Переход к чистой энергии сулит не только сокращение выбросов СО₂, но и такие “побочные эффекты”, как улучшение качества воздуха, создание миллионов новых рабочих мест в сфере зеленой экономики и усиление энергетической независимости (благодаря локальной выработке энергии). Каждая новая турбина и каждая солнечная панель приближают нас к цели – устойчивой энергосистеме, способной удовлетворить растущие потребности человечества, не истощая при этом ресурсы планеты и не загрязняя окружающую среду. Мир уже сделал решительный шаг по этому пути и, судя по всему, будет наращивать темп.