Долгосрочные перспективы угольной энергетики в структуре прогнозного топливно-энергетического баланса

,

,

Введение . Растущая потребность в электроэнергии, обусловленная не только ростом численности населения, его благосостоянием, развитием энергетической инфраструктуры и ее доступностью, но также и стремительным развитием цифровой экономики, предопределяет необходимость поиска способов удовлетворения спроса на электроэнергию с учетом множества факторов.

Цифровую экономику необходимо рассматривать в качестве ключевого источника долгосрочного экономического роста. Потенциальный эффект от цифровизации народного хозяйства

России можно проследить по прогнозируемому росту валового внутреннего продукта (ВВП) уже в краткосрочном периоде в диапазоне 4,1–8,9 трлн руб. (в ценах 2015 г.), что составит 19–34 % общего увеличения ВВП1. Данный прогнозируемый экономический эффект предопределяет необходимость поиска путей удовлетворения растущей потребности в электропроизводстве, что требует учета текущих условий энергетического перехода и специфики структурных изменений в экономике, вызванных цифровизацией.

Одной из приоритетных национальных целей является обеспечение энергетической безопасности, которая предполагает «защищенность национальной экономики и граждан страны от внешних и внутренних угроз в энергетической сфере и тем самым обеспечивая суверенитет страны и надежность ее энергетического хозяйства»2. Большая доля энергоемких производств традиционна для структуры экономики России, которая на сегодняшний день продолжает расти.

Согласно сценарным прогнозам потребления первичных ТЭР (Макаров и др., 2024), потребление первичной энергии в России увеличится к 2050 г. на 13 % – по плановому, на 24 – по ускоренному и на 32 % – по интенсивному сценариям3.

Развитие цифровой экономики усиливает потребность в энергообеспечении, что достигается за счет активного внедрения информационно-коммуникационных технологий практически во все сферы деятельности человека, компании все в большем объеме используют технологии на базе искусственного интеллекта, происходит внедрение роботизации в производственные процессы, что непосредственно приводит к росту объема данных, требующих не только оперативной обработки, но и хранения, а это предопределяет необходимость развития цифровой инфраструктуры и создания современных мощных центров обработки данных (ЦОД), которые непосредственно формируют возрастающий спрос на электроэнергию.

Экспертное мнение исполнительного директора «Роснефти» И. Сечина, озвученное им в декабре 2024 г. на форуме в Дохе, подтверждает сформировавшийся мегатренд относительно существенного роста электропотребления, вызванного развитием ЦОД: «Экономический рост в развивающихся странах и развитие ЦОДов приведут к годовому приросту потребления энергии почти до 9 млн барр. н. э. в сутки при текущем мировом потреблении в 300 млн»4.

Объем рынка данных в мире растет в среднем на 20 % в год, рынок ЦОДов в зависимости от региона – на 10–20 %, иногда на 30 % в год. У отрасли высокий потенциал роста: мировой рынок коллокации с 2022 по 2030 гг. может вырасти в три раза5.

Структура энергопотребления ЦОД представлена в таблице 1.

Таблица 1 . Структура энергопотребления ЦОД⁶

Table 1 . Data Center Energy Consumption Structure

Компонент	Доля от общего потребления, %	Примечание
Серверы и хранилища	40–50	Зависит от плотности стоек и их загрузки
Охлаждение	30–40	Вентиляторы, чиллеры, холодные коридоры
Источники бесперебойного питания, трансформаторы	10–20	Потери при преобразовании и передаче
Свет, системы охраны	1–5	Несущественная доля, но необходимо учитывать

Примечание : электроснабжение ЦОД в России в основном происходит за счёт присоединения к Единой энергосистеме страны

В ходе стратегической сессии «Развитие электроэнергетики» М. Мишустин обозначил, что спрос на электричество в России за последние пять лет растет опережающими темпами, особенно в восточных и южных субъектах. Существенно меняется и сама структура его потребления. С одной стороны, происходит активное включение новых технологий, снижающих энергозатраты на единицу продукции в целом. С другой – осуществляется расширение таких энергоемких секторов, как электротранспорт, центры обработки данных1.

В условиях существенного роста электропотребления возникает необходимость обеспечения опережающих темпов развития электрогенерации, что в настоящее время представляет собой актуальную научно-практическую задачу. В контексте обозначенной проблемы топливноэнергетический баланс (ТЭБ) целесообразно рассматривать в качестве методологического инструмента, позволяющего посредством оптимизации структурообразующих элементов и отражения взаимосвязей между производством и потреблением топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) обеспечить качественно новый уровень стратегического планирования на долгосрочном временном горизонте.

Прогнозирование структуры ТЭБ выступает исходным этапом в цикле стратегического планирования, направленного на обеспечение опережающего роста электропроизводства относительно электропотребления. Данный подход позволяет систематизировать взаимосвязи между различными компонентами энергетической системы, оптимизировать структурные пропорции в распределении ТЭР и обеспечить методологическую основу для долгосрочного стратегического планирования.

Теоретическая значимость исследования заключается в разработке научного подхода, который формирует концептуальную основу для анализа взаимосвязей в энергетической системе, обеспечивает инструментарий для стратегического планирования энергетического развития и создает предпосылки для научно обоснованного прогнозирования структурных изменений в ТЭБ.

Практическая значимость предложенного подхода состоит в возможности его применения для разработки стратегий энергетического развития на долгосрочную перспективу, оптимизации структуры ТЭБ, обеспечения устойчивого развития энергетической системы в условиях роста электропотребления и повышения эффективности использования ТЭР.

Таким образом, прогнозирование структуры ТЭБ представляет собой методологически обоснованный подход к решению проблемы обеспечения опережающих темпов роста электропроизводства. Необходимо отметить, что речь идет о прогнозировании не от достигнутого (на основе экстраполяции выявленных тенденций), а на основе форсайт-технологии. Данный подход позволяет не только анализировать текущее состояние энергетической системы, но и разрабатывать стратегические решения, обеспечивающие ее устойчивое развитие на долгосрочную перспективу.

Методы и принципы исследования . В рамках настоящего исследования применялся системный подход, позволивший рассматривать ТЭБ как целостную динамическую систему, элементы которой находятся в сложных взаимосвязях и подвержены структурным изменениям. Методологической основой исследования выступил принцип оптимизации, направленный на выявление наиболее эффективных пропорций распределения ТЭР для обеспечения опережающего роста электропроизводства.

Исследование базируется на принципе прогнозной вариативности, предполагающем разработку сценарных вариантов развития энергетической системы на долгосрочную перспективу с учетом различных факторов влияния. В качестве ключевого метода использовался структурнодинамический анализ, позволяющий выявлять закономерности изменения компонентов ТЭБ и их взаимного влияния. Принцип адаптивности сложной системы реализуется через разработку алгоритмов, обеспечивающих последовательное достижение целевых показателей энергетического развития с учетом временных лагов и ресурсных ограничений.

Результаты . В контексте обеспечения опережающих темпов роста электропроизводства возникает необходимость рассмотрения альтернативных источников генерации, способных обеспечить стабильное и масштабируемое энергоснабжение. Одним из перспективных направлений в данном контексте является угольная генерация, которая, несмотря на существующие экологические вызовы, обладает значительным потенциалом для покрытия растущих энергетических потребностей ЦОД. Современные инновационные технологии в угольной энергетике, включая технологии чистого сжигания угля, улавливания и хранения углерода, а также глубокой переработки угольного сырья, позволяют существенно снизить экологическую нагрузку при сохранении высокой энергоэффективности. В условиях необходимости обеспечения бесперебойного и надежного энергоснабжения ЦОД, требующих значительных и стабильных энергетических мощностей, угольная генерация может рассматриваться как стратегически важный элемент энергетического баланса, особенно в регионах с развитой угольной промышленностью и ограниченными возможностями для быстрого наращивания мощностей на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

На сегодняшний день в нормативно-правовом поле ТЭБ рассматривается в его статической форме и представляет собой «документ, содержащий взаимосвязанные показатели количественного соответствия поставок энергетических ресурсов на территорию субъекта РФ или муниципального образования и их потребления, устанавливающий распределение энергетических ресурсов между системами теплоснабжения, потребителями, группами потребителей и позволяющий определить эффективность использования энергетических ресурсов»1. Для перевода его в инструмент стратегического планирования необходим переход к динамическому ТЭБ и научнообоснованному прогнозированию его структурообразующих элементов. Актуальность формирования единого динамического ТЭБ прослеживается в работах генерального директора Центра энергоэффективности – XXI век И.А. Башмакова (2024), а также В.В. Маркина (2008). Структурному анализу ТЭБ посвящены работы Е.Г. Гашо (Гашо, Чехранова, 2023), М.С. Гайворонской, А.С. Терентьевой (Гайворонская, Терентьева, 2025) и других ученых.

В условиях необходимости обеспечения растущего энергопотребления ЦОД, характеризующегося требовательностью к надежности и базовой нагрузке, возникает вопрос о выборе оптимальных источников энергоснабжения. Среди возможных вариантов обеспечения электроэнергией данной критической инфраструктуры, помимо использования угля, традиционно выступающего основой базовой генерации во многих энергосистемах мира, перспективным направлением представляется использование объектов локальной (распределенной) генерации, которые могут быть интегрированы непосредственно в инфраструктуру дата-центров или размещены в непосредственной близости от них.

Изменение структурообразующих элементов прогнозного ТЭБ в контексте электропроизводства, возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и чистых угольных технологий представлено на рис. 1.

Рис. 1 . Изменение структурообразующих элементов прогнозного ТЭБ: электропроизводство, ВИЭ и чистые угольные технологии²

Fig. 1 . Changes in the Structure-Forming Elements of the Forecast Fuel and Energy Balance: Electricity Generation, Renewable Energy Sources and Clean Coal Technologies

Необходимость учета экологической составляющей при планировании энергообеспечения цифровой инфраструктуры выдвигает на первый план задачу поиска технологических компромиссов и инновационных решений, которые позволили бы совместить экономические преимущества использования местных угольных ресурсов с требованиями снижения углеродного следа и соответствия стратегическим целям устойчивого развития.

Исходя из обозначенных экологических вызовов и необходимости поиска технологических компромиссов в рамках энергетического перехода, целесообразно рассмотреть опыт Китая, который демонстрирует комплексный подход к интеграции угольной генерации в современную энергетическую систему с учетом экологической составляющей. Китай, являясь мировым лидером как по объемам потребления угля, так и по масштабам внедрения ВИЭ, разработал и реализует стратегию развития так называемых «чистых угольных технологий», направленную на максимальное снижение экологического воздействия угольной энергетики при сохранении ее роли как стабилизирующей основы энергосистемы.

Китайский опыт представляет особый интерес для России в силу схожести структур энергобалансов, наличия значительных собственных угольных ресурсов и стоящих задач по обеспечению энергетической безопасности в условиях цифровой трансформации. Анализ китайской практики позволяет выделить ключевые технологические направления, такие как строительство современных угольных электростанций с повышенным коэффициентом полезного действия (КПД), внедрение систем улавливания, использования и хранения углерода (CCUS), когенерация и комплексная переработка угля, а также создание энерготехнологических кластеров, где угольная генерация сочетается с производствами с высокой добавленной стоимостью. Изучение данного опыта, его адаптация к российским условиям с учетом географических, экономических и инфраструктурных особенностей могут предоставить ценные данные для формирования сбалансированной стратегии энергообеспечения цифровой инфраструктуры, позволяющей минимизировать экологические риски без отказа от использования конкурентных преимуществ национальной ресурсной базы.

На протяжении пяти десятилетий Китай осуществляет системные научно-исследовательские работы, направленные на разработку и внедрение экологически чистых технологий угольной генерации электроэнергии. Данная долгосрочная стратегия обусловлена комплексом факторов, включая необходимость решения проблем загрязнения окружающей среды, оптимизации структуры топливно-энергетического баланса и повышения эффективности использования национальных угольных ресурсов. Параллельно с фундаментальными исследованиями был инициирован процесс технологических изменений, предполагающий внедрение инновационных методов производства электроэнергии, способных существенно сократить эмиссию загрязняющих веществ в процессе сжигания угля и одновременно повысить общий коэффициент полезного действия генерирующих установок.

В результате реализации указанной стратегии был достигнут значимый технологический и экологический эффект, выразившийся в получении эффективных технических решений для минимизации совокупных выбросов от угольных электростанций. Ключевым элементом данной методологии стало внедрение комплекса чистых угольных технологий, центральное место среди которых занимают системы улавливания, использования и хранения углерода (CCUS – Carbon Capture, Utilization and Storage). Эти технологии представляют собой интегрированный подход, позволяющий не только сократить прямые выбросы CO ₂ в атмосферу, но и создать дополнительную экономическую ценность за счет утилизации захваченного углерода в промышленных процессах или его безопасного геологического хранения. Таким образом, опыт Китая демонстрирует возможность совмещения задач энергетической безопасности, основанной на угольной генерации, с требованиями экологической устойчивости через последовательную технологическую модернизацию и внедрение инновационных решений в области снижения углеродного следа энергетического сектора.

В 1980-х гг. Китай начал изучать технологию IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) – производства электроэнергии на основе газификации твердого или жидкого топлива. Цель – извлечь максимальную энергию из сжигаемого топлива. В декабре 2012 г. была завершена и введена в эксплуатацию первая в Китае демонстрационная электростанция комбинированного цикла газификации угля Huaneng Tianjin IGCC Green Coal Power Project. Общая мощность электростанции составляет 265000 кВт. КПД выработки электроэнергии 48 %, КПД электроснабжения 41 %1. Таким образом, данный проект объединяет технологию IGCC с технологиями улавливания, транспортировки, утилизации и хранения углерода (CCUS).

Как отмечено в работе Д.А. Черноусова, Ч. Пана (2023) существует ряд других проблем в энергетическом сотрудничестве России и Китая. Несмотря на весь информационный фон, созданный вокруг активного развития двусторонних отношений в энергетике, фактическое развитие совместных предприятий идет с трудом. В целом, несмотря на большой потенциал, российско-китайские взаимоотношения в нефтегазовой, угольной и электроэнергетической отрасли складываются достаточно сложно. Первая причина – фактическое отсутствие производственно-инновационного и инвестиционного взаимодействия, включая структурно-технологическую кооперацию, обмен новейшими технологиями и разработками. Вторая причина – энергетическое взаимодействие осуществляется преимущественно в торгово-коммерческом формате на основе рыночного механизма ценообразования и принципов взаимовыгодности (Мастепанов, 2023).

Таким образом, анализ китайского опыта внедрения чистых угольных технологий и текущего состояния российской угольной генерации подчеркивает критическую необходимость учета данного аспекта при формировании прогнозного ТЭБ. Как отмечает А. Хохлов, руководитель направления «Электроэнергетика» Центра энергетики бизнес-школы «Сколково», Россия могла бы использовать этот опыт, проводя двойственную политику: стимулируя закрытие неэффективных и экологически опасных источников и одновременно создавая условия для глубокой модернизации угольной электроэнергетики с применением передовых, в том числе китайских, техноло-гий1. Этот подход является альтернативой повсеместному переводу станций на газ, который не всегда возможен и целесообразен.

Учет данного вектора развития при построении прогнозного ТЭБ становится необходим по нескольким причинам. Во-первых, он позволяет реалистично оценить потенциал угля как стабилизирующего источника энергии для базовой нагрузки, в том числе для энергоемких объектов цифровой инфраструктуры, в условиях энергоперехода. Во-вторых, он требует включения в баланс сценариев, связанных с масштабными инвестициями в модернизацию или строительство новых угольных мощностей, что напрямую влияет на прогнозы по капитальным затратам в ТЭК, структуру импорта оборудования и технологий, а также на динамику занятости в угледобывающих регионах. В-третьих, он обуславливает необходимость моделирования экологических последствий и корректировки баланса с учетом потенциального внедрения технологий CCUS и повышения эффективности, что влияет на прогнозы по выбросам и выполнению климатических обязательств.

Обсуждение . Объекты локальной генерации, в том числе гибридные системы на основе ВИЭ с накопителями, способны обеспечить высокую степень энергетической автономии и устойчивости дата-центров к сбоям в централизованных сетях. Такой подход предполагает не просто возврат к традиционной угольной энергетике или переход к распределенной генерации, а создание технологической системы, где угольная генерация нового поколения, основанная на принципах чистого сжигания в сочетании с локальными источниками, обеспечивает стабильную, гибкую и предсказуемую энергобазу для цифровой экономики. Данный вариант требует тщательного анализа с позиций экономической целесообразности, экологических требований энергетического перехода, требований к качеству и надежности энергоснабжения, а также долгосрочной стратегической устойчивости всей системы энергообеспечения критической цифровой инфраструктуры.

«Президент России В. Путин в октябре 2025 г. на Российской энергетической неделе (РЭН-2025) поручил правительству проработать варианты использования объектов угольной генерации для обеспечения потребностей дата-центров. Могут ли “запертые” угольные ресурсы стать источником снабжения объектов цифровой экономики и в каком объеме?».

При рассмотрении угля в качестве энергетической базы для ЦОД возникает стратегически важный аспект территориального размещения таких объектов. Целесообразным представляется строительство дата-центров в непосредственной близости от центров добычи угля. Данный подход «позволяет не только обеспечить дата-центры необходимой энергией, но и поддержать угольную отрасль, находящуюся в сложном положении: по данным Росстата, в январе – июле 2025 г. доля убыточных компаний в угольной отрасли превысила 65 %. Сектор испытывает значительные трудности из-за снижения цен на уголь на мировом рынке при одновременном повышении затрат на перевозку угля железнодорожным транспортом»2.

Повышенная нагрузка и рост расходов энергии требуют активизации усилий в поиске энергосберегающих технологий. На этом фоне в ближайшие годы может вырасти количество энергонезависимых ЦОДов, использующих альтернативные источники энергии и интегрируемых с технологиями искусственного интеллекта, как отмечают эксперты Сбера3.

В контексте энергоперехода, который предполагает постепенный отказ от ископаемого топлива в пользу низкоуглеродных и ВИЭ, угольная генерация подвергается все более критическому переосмыслению. Это связано не только с прямыми выбросами парниковых газов, но и с сопутствующими экологическими последствиями. Развитие цифровой экономики, позиционируемой как драйвер прогресса и эффективности, в комплексе с наиболее углеродоемким видом генерации создает репутационные и регуляторные риски, которые могут ограничить доступ российских цифровых услуг и продукции на международные рынки, где экологические критерии становятся неотъемлемой частью цепочек создания стоимости.

Необходимо также отметить, что реализация инвестиционных проектов как по строительству ЦОД, так и по внедрению инновационных технологий в генерирующие мощности сопряжена с существенными финансовыми трудностями. Проекты рассчитаны на длительный период и реализуются в основном с привлечением заемных средств, что в сложившихся неблагоприятных финансово-инвестиционных условиях может существенно замедлить достижение опережающего электропроизводства над электропотреблением.

Согласно аналитическим оценкам Министерства энергетики РФ, в условиях наблюдаемого роста стоимости заемного капитала его доля в структуре финансирования новых проектов по созданию генерирующих мощностей достигает 80 %1, из совокупных инвестиционных затрат формируются существенные финансовые ограничения для потенциальных инвесторов. Высокая стоимость привлекаемых средств негативно влияет на ключевые показатели экономической эффективности проектов, такие как чистый дисконтированный доход и срок окупаемости. В результате энергетические компании сталкиваются с объективными трудностями в обеспечении рентабельности планируемых вложений, что закономерно приводит к их отказу от участия в инвестиционных проектах. Эта тенденция находит практическое подтверждение в несостоявшихся конкурсах в ряде регионов, где отсутствие заявок от инвесторов вынуждает органы власти прибегать к административному назначению исполнителей критически важных проектов2.

Заключение . Обеспечение растущих потребностей в электроэнергии, обусловленных развитием цифровой экономики и, в частности, экспоненциальным ростом энергопотребления ЦОД, требует разработки комплексных и технологически обоснованных стратегий. Одним из возможных путей частичного закрытия данного растущего спроса может стать использование угля в качестве энергетической базы, но не в его традиционном виде, а в рамках концепции «чистого угля», подразумевающей применение передовых технологий генерации. Данный подход, как демонстрирует опыт Китая, позволяет совместить надежность и предсказуемость угольной генерации, критически важные для энергообеспечения ЦОД, с требованиями экологической повестки и энергетического перехода.

Ключевым инструментом для оценки реализуемости, масштабов и последствий данного пути выступает прогнозный ТЭБ. Интеграция сценария развития «чистой» угольной генерации в структуру прогнозного ТЭБ позволяет количественно оценить его влияние на несколько взаимосвязанных аспектов:

• –    определить потенциальный вклад модернизированной угольной энергетики в покрытие базовой нагрузки, создаваемой цифровой инфраструктурой;

• –    смоделировать последствия для общей структуры топливного баланса страны, включая эффект высвобождения более ценных энергоресурсов (прежде всего, природного газа) для других секторов экономики или экспорта;

• –    произвести оценку необходимых инвестиционных потоков, требований к импорту технологий и оборудования, а также влияния на региональное развитие и занятость в угледобывающих регионах;

• –    количественно учесть экологический фактор, спрогнозировав динамику выбросов при различных уровнях внедрения чистых технологий и соотнеся ее с национальными климатическими обязательствами.

Таким образом, взаимосвязь между стратегической задачей энергообеспечения цифровой экономики, обусловленной развитием ЦОД, политикой внедрения чистых угольных технологий и формированием прогнозного ТЭБ приобретает характер системной зависимости. Изменения в одном сегменте (например, рост энергопотребления ЦОД) вызывают необходимость корректировок в других (оптимизация структуры генерации, технологическая модернизация угольного сегмента), что в совокупности требует адекватного отражения в методологии построения прогнозного ТЭБ. Прогнозный баланс в этой системе выступает не только как инструмент учета, но и как интегральная модель, объединяющая технологические, экономические и экологические составляющие развития энергетического комплекса в условиях цифровой трансформации и глобального энергоперехода. Вместе с тем существуют исследования в региональном аспекте, показывающие, что декарбонизация не окажет существенного влияния на потребление угля. Например, работа Н.В. Павлова, Л.Н. Такайшвили, А.Е. Ивановой (Павлов и др., 2022), касающаяся изучения роли угля в топливно-энергетическом балансе Республики Саха (Якутия).

Без создания эффективной системы государственного планирования, стимулирования и контроля достижение целевых параметров прогнозного ТЭБ останется декларативной целью, не подкрепленной реальными механизмами ее достижения.

Государственное регулирование для развития тренда глубокой модернизации угольной генерации на основе чистых технологий и ее интеграции в прогнозный ТЭБ должно быть выстроено как многоуровневая система мер, сочетающая прямые и косвенные инструменты. Она может включать следующие ключевые направления, отраженные на рис. 2.

I          Создание государственной информационной системы мониторинга

I            эффективности и экологичности угольной генерации, данные из которой

I                     будут напрямую поступать в модель прогнозного ТЭБ

Рис. 2 . Варианты мер в рамках государственного регулирования развития тренда глубокой модернизации угольной генерации на основе чистых технологий

Fig. 2 . Options for Measures in the Framework of State Regulation of the Development of the Trend of Deep Modernization of Coal Generation Based on Clean Technologies

Необходимо создать комплекс стимулов и условий для технологического обновления отрасли, минимизируя при этом рыночные и инвестиционные риски. Ключевые направления государственного регулирования могут включать фискальные и финансовые механизмы, а также инфраструктурную поддержку.

Ключевым критерием эффективности всей системы государственного регулирования должен служить учет прогнозной структуры ТЭБ. Все реализуемые меры необходимо разрабатывать и корректировать на основе целевых показателей прогнозного ТЭБ, а результаты – постоянно сверять. Такой подход позволит сместить акценты в восприятии ТЭБ как статического информационного документа в сторону эффективного инструмента стратегического планирования, где государственное регулирование и динамика ТЭБ находятся в состоянии непрерывной обратной связи, обеспечивая согласованность краткосрочных инструментов с долгосрочными стратегическими целями энергетической безопасности, энергетического перехода и обеспечения развития цифровой экономики.