Энергетический переход: разные пути к нулевым выбросам — BloombergNEF

Компания BloombergNEF (BNEF) опубликовала очередной выпуск своего основного ежегодного доклада New Energy Outlook с долгосрочными сценариями развития мировой энергетики до 2050 года.

Новая работа сильно отличается от предыдущих. Во-первых, BNEF впервые рассматривает три сценария — «зелёный», «серый» и «красный». Они все ведут к климатической нейтральности, но по-разному. В красном сценарии декарбонизация обеспечивается в первую очередь с помощью атомной энергетики. Во-вторых, авторы намного повысили (по сравнению с прежними годами) размер установленной мощности солнечных и ветровых электростанций, необходимой для достижения климатической нейтральности в глобальном масштабе, а также объёмы вырабатываемой / потребляемой электроэнергии в такой будущей энергосистеме. Скажем, в «зелёном» сценарии выработка электроэнергии должна превысить 120 тысяч ТВт*ч.

Различие сценариев изображено на рисунке:

Зелёный сценарий, описывающий траекторию достижения климатической нейтральности с помощью мощного развития ВИЭ, а также серый сценарий, где сохраняется газовая и угольная генерация, для чего требуется масштабное внедрение технологий улавливания и хранения углерода (CCS) интересно сравнить с недавним докладом МЭА «Нулевой баланс выбросов к 2050 году: план для глобальной энергетической системы». 

Ежегодные инвестиции в энергетический сектор, включая инфраструктуру, необходимо увеличить более чем вдвое, чтобы достичь нулевого баланса выбросов в глобальном масштабе, считает BNEF. Если сегодня они составляют примерно 1,7 триллиона долларов США в год, то в течение следующих трех десятилетий нужно вкладывать примерно 3,1-5,8 триллиона в год в среднем.

Возобновляемые источники энергии и электрификация являются основой перехода, их развитие должно быть ускорено немедленно, отмечают авторы, а водород, улавливание углерода и новые модульные атомные реакторы являются новыми инструментами, которые следует внедрять как можно скорее.

К 2050 году во всех сценариях доля электричества к конечном потреблении энергии повышается до 49% с нынешних 19%, но вырабатывается это электричество разными способами.

BNEF подсчитала «углеродные бюджеты» для разных секторов экономики и отмечает, что быстрее всего необходимо декарбонизировать электроэнергетику [что напрашивается само собой]. К 2030 году выбросы в секторе нужно снизить на 57% (от уровня 2019 года), а к 2040 году на 89% (см. верхний график).

Для достижения нулевого баланса выбросов к середине века по «зелёному сценарию» потребуется:

• Вводить 505 ГВт (гигаватт) ветровых электростанций ежегодно к 2030 году (в 5,2 раза больше, чем в 2020 году), а за тридцать лет до 2050 года 816 ГВт в год в среднем;
• Вводить к 2030 году 455 ГВт солнечных фотоэлектрических электростанций ежегодно (в 3,2 раза больше, чем в 2020 году), а за тридцать лет до 2050 года 632 ГВт в год в среднем;
• Вводить 245 гигаватт-часов батарей (систем накопления энергии) ежегодно к 2030 году (в 26 раз больше, чем в 2020 году);
• Продавать 35 миллионов электромобилей ежегодно к 2030 году (в 11 раз больше, чем в 2020 году);
• Ежегодно до 2030 года вводить 18 миллионов тепловых насосов;
• Снизить к 2030 году выработку угольной электроэнергии на 72% по сравнению с уровнем 2019 года и вывести из эксплуатации 1417 гигаватт (примерно 70%) угольных мощностей к тому же сроку;
• и т.д.

Как мы видим, задачи серьёзные. Если сценарные условия для солнечной энергетики выглядят вполне реалистично (455 ГВт в год к 2030 год и 632 ГВт в год в среднем за весь период до 2050 года), то указанные темпы роста для ветровой энергетики выглядят маловероятными.

На следующем графике показана структура выработки электроэнергии в 2050 году в трёх рассматриваемых сценариях:

Обратите внимание, впервые BNEF приводит сценарий (красный) с доминированием атомной энергетики, которая производит 56% электричества в 2050 г. Для этого потребуется увеличить её мощности в 19 раз до 7080 ГВт. Исходя из нынешних тенденций развития сектора, это маловероятно. Например, МАГАТЭ в своём оптимистичном сценарии «видит» всего 715 ГВт атомных электростанций к 2050 году.

В зависимости от сценария кардинально отличаются будущие потребности человечества в водороде. Наибольший спрос на него (1318 млн тонн в год к 2050 году) прогнозируется в зелёном сценарии, а наименьший (190 млн тонн в год к 2050 году) в сером.

«Энергетический переход отличается неопределенностью», — отмечает Маттиас Киммел, глава отдела экономики энергетики BNEF. «Вот почему мы в этом году смоделировали три различных пути к нулевым выбросам. Водород, ядерная энергия и улавливание углерода могут сыграть важную роль в достижении миром нулевых показателей выбросов, и каждая из этих технологий требует дальнейшего развития и вывода на рынок в ближайшее десятилетие, чтобы они смогли реализовать свой потенциал».