До сих пор прогнозированием будущего мировой энергетики занимались в основном нефтегазовые компании и энергетические агентства, строящие свои выводы относительно перспектив развития на основе современного положения вещей. Теперь за дело взялись инженеры, перевернув все с головы на ноги: поставлена задача декарбонизации мировой энергосистемы и предложены возможные варианты ее решения. Финская консалтинговая и инжиниринговая компания Pöyry выпустила исследование под названием «Fully decarbonising Europe’s energy system by 2050», которое предполагает отказ от углеводородного сырья в европейской энергетической системе к середине века. Главный вывод — трансформация энергетики может и должна быть выгодна для потребителей.
Цель, поставленная авторами доклада, ведет к электрификации транспортной, энергетической и отопительной систем. Выполнение обязательств Парижского соглашения по изменению климата по ограничению глобального повышения температуры 1,5ºC требует декарбонизации этих секторов, а также значительных изменений в судоходстве и авиации, продовольственном сегменте, сельском хозяйстве и другом землепользовании. Эта цель является серьезной проблемой для всех заинтересованных сторон: директивных органов, общества, разработчиков новых технологий, и требует многомиллиардных инвестиций в течение следующих 30 лет.
Исследование рассмотрело два возможных пути к декарбонизированной Европе: 1) «Zero Carbon Gas» (нулевые выбросы углекислого газа), при котором биометан, водородная энергетика, CCS технологии (улавливание, утилизация и хранение углекислого газа) становятся экономически рентабельными техническими решениями; 2) вариант «All-Electric» (предполагающий тотальную электрификацию), при котором разрешено использование только электротранспорта и электрифицированных отопительных систем. Несмотря на существование других возможностей достижения цели, поставленной Парижским соглашением, сравнение этих двух вариантов является, по мнению авторов, наиболее поучительным для понимания проблем и рисков трансформации существующих энергосистем.
Вариант «Zero Carbon Gas» предполагает сохранение газовой отрасли, которая будет адаптирована к декарбонизированной энергосистеме, производя энергию с нулевым выбросом парниковых газов. В отопительных системах потребуется сочетание централизованного теплоснабжения с использованием CCS технологий по улавливанию, утилизации и хранению углекислого газа, гибридных тепловых насосов и автономных водородных котельных. Этот вариант трансформации потребует использования новых топлив и технологий, которые должны стать коммерческими и доступными. Сценарий предсказывает слабое и постепенное развитие водородной энергетики до 2030 г., а затем широкое развитие этого сегмента за счет формирования цепи поставок. Гибридные тепловые насосы используют электроэнергию в условиях высоких температур, биометан или водород при низких температурах.
Декарбонизация в транспортном секторе будет построена на сочетании электромобилей в пассажирском сегменте и транспортных средств с водородным двигателем в грузовом. По дорогам Европы в прогнозируемый период будут ездить примерно 100 млн машин на водороде и 330 млн электромобилей. Электрификация транспортного сектора и отопительных систем приведет к росту спроса на электроэнергию на 60% к 2050 г.
Основой будущей энергосистемы станет увеличение мощности солнечной и сухопутной ветроэнергетики на 150% по всей Европе. Подключаемые к европейскому сетевому интерконнектору мощности значительно вырастут, что обеспечит европейских потребителей доступной электроэнергией. Атомная энергетика будет сокращаться, поскольку на рынке будут востребованы другие решения, дешевле по сравнению с существующей выработкой энергии на АЭС. Возобновляемые источники энергии, как самый дешевый вид производства электроэнергии, будут доминировать в энергетической системе Европы к 2050 г.
Вариант «All-Electric» предполагает полную электрификацию европейской энергосистемы. Однако это приведет к необходимости создания новых мощностей АЭС и росту использования биомассы при производстве электроэнергии. Этот вариант предполагает полный переход на электроэнергию в транспортном сегменте, включая автомобили, грузовой транспорт и поезда. К середине века на дорогах европейских стран окажутся 432 млн электромобилей. Согласно оценкам Pöyry, этот сценарий приведет к росту спроса на электроэнергию на 180% в период 2020-2050 гг. На долю ВИЭ придется около 80% в производстве электричества. Мощности атомной энергетики вырастут в пять раз, главным образом во Франции, Великобритании, Польше и Чехии, где будет построено большинство новых АЭС (+190 ГВт в целом по всей Европе до 2050 г.). Объединяющий европейские страны электросетевой интерконнектор продолжит развиваться: подключенные к нему мощности вырастут в два раза до более чем 300 ГВт к 2050 г.
Однако при сравнении двух сценариев Pöyry выявила дополнительные расходы в 1,15 трлн евро в случае реализации «All-Electric», исключающего развитие водородной энергетики, применение биометана и CCS технологий. Рост издержек для потребителей в этом сценарии обусловлен высокими расходами на электроэнергию и биотопливо для отопительных систем, а также дополнительными затратами в сегменте атомной энергетики. Главное отличие новой энергетической революции заключается в том, что она основана на развитии технологий. Доступные для потребителей поставки дешевой энергии перестают зависеть от наличия ресурсов, в двадцать первом веке на первый план выходит поиск технических решений для их обеспечения.
Мария Кутузова