Тенденции и ключевые направления развития мирового топливно-энергетического комплекса в условиях долгосрочного энергетического перехода

Интенсивный рост масштабов мировой экономики в период последнего 100-летия непрерывно сопровождается увеличением объемов потребления топливно-энергетических ресурсов. Топливно-энергетический потенциал любой территории, такой как континент, страна либо регион, может одновременно оказывать как стимулирующее, так и ограничивающее воздействие на процессы социально-экономического развития такой территории. Возможности добычи топливно-энергетических ресурсов (далее -ТЭР) в рамках любого отдельного территориального образования либо дешевая доставка ТЭР являются ключевым фактором для создания производственно-экономических центров, создания промышленных предприятий, строительства электростанций, размещения городских агломераций. В случае ограниченного топливно-энергетического потенциала территориального образования исключается возможность для создания и развития энергоемкой промышленности, обеспечения агломераций электрической и тепловой энергией, что делает территорию зависимой от импорта дорогостоящего топлива и исключает возможности для конкурентоспособного экономического роста. Интенсивное развитие мировой экономики, рост общемирового спроса на потребление всех видов товаров и услуг, высокие темпы процессов глобализации постоянно формируют новые вызовы для мирового топливно-энергетического комплекса, определяющие необходимость опе- режающего удовлетворения ежегодно растущего спроса на энергопотребление.

Описание исследования

На рисунке 1 представлены диаграммы некоторых ключевых показателей развития мировой экономики за период 1965 - 2021 гг. Если среднегодовой темп прироста численности населения в мире за исследуемые 57 лет составляет 1,5%, то среднегодовые темпы прироста объемов мирового валового внутреннего продукта (по ППС) составляют в среднем 2,4%, что подчеркивает преобладание опережающих факторов, влияющих на развитие мировой экономики по сравнению с процессами естественного прироста населения. Динамика мирового потребления энергетических ресурсов и электрической энергии совпадает с показателями ежегодного прироста мирового ВВП. Среднегодовой темп прироста потребления энергетических ресурсов в среднем составляет 2,4%, а электрической энергии -4,2%. Таким образом, темпы прироста глобального спроса на энергопотребление равны либо существенно опережают показатели мирового ВВП. Это подчеркивает сохранение преобладания промышленной составляющей в модели развития мировой экономики, требующей постоянной подпитки энергетическими ресурсами, обеспечивающими деятельность технологических процессов промышленных центров, транспортных узлов и городских агломераций.

На основе исследования динамики мирового энергопотребления можно констатировать, что в 1984 году объем мирового

Мировой ВВП по ППС (правая шкала) ^“Численность населения (левая шкала)

Потребление электроэнергии (левая шкала) ^“Общее первичное потребление ТЭР (правая шкала)

Рис. 1. Некоторые ключевые показатели развития мировой экономики за период 1965-2021 гг. [1; 2]

потребления первичной энергии был в 2 раза меньше аналогичных показателей, зафиксированных в 2021 году. А мировые показатели потребления электрической энергии за период с 1999 по 2021 годы были фактически удвоены.

По оценкам различных экспертов, в период ближайших 30-50 лет динамика темпов прироста мировой экономики, а следовательно, и показателей общемирового прироста спроса на ТЭР сохранит такой же уровень интенсивности [3; 18; 19]. Таким образом, к 2050 году объем мирового потребления первичной энергии может превысить 1000 ЭДж в год, а объемы годового потребления электроэнергии могут превысить 90 трлн кВтч.

Рост масштабов мирового потребления ТЭР сопровождается постоянным изменением структуры первичных энергоносителей, участвующих в производстве конечной энергии. Как следует из рисунка 2, если в 1960 году доля угля в структуре мирового энергобаланса занимала 37%, то в 2021 году данный показатель составляет 25%. И наоборот, если в 1960 году доля потребления природного газа в структуре мирового энергобаланса составляла 11%, то в 2021 году данный показатель занимает 23% от мирового объема энергопотребления.

Как следует из диаграммы, за исследуемый 61 год в структуре мирового топливно-энергетического комплекса начали участвовать новые виды первичной энергии, а именно возобновляемые источники энергии (далее - ВИЭ). Если доля ВИЭ в 1990 году составляла 0,4% от объема мирового энергопотребления, то в 2021 году доля мировых потребляемых энергоресурсов на 6,3% состоит из энергии, выработанной на основе ВИЭ. Указанные тенденции изменения структуры мирового энергобаланса

Рис. 2. Изменение структуры первичных ТЭР в мировом энергобалансе за период 1960-2021 гг. [4]

свидетельствуют о дальнейших сдвигах в мировом ТЭК, а также о постоянных дина-мично-развивающихся процессах в мировой энергетике.

На рост спроса на потребление ТЭР в мире в первую очередь оказывает влияние постоянное увеличение масштабов экономической деятельности, увеличение количества промышленных предприятий, рост численности городского населения, развитие транспортной инфраструктуры, а также увеличение благосостояния людей. На рисунке 3 представлены диаграммы, отражающие количество людей, имеющих доступ к электричеству на различных мировых континентах и в странах мира за период 2000-2019 гг. Если в 2000 году в Восточной, Южной, Центральной и Западной Африке, Индии количество людей, не имеющих доступ к электричеству, превышал 65%, то уже в 2019 году данный показатель сократился до 55%, что является весьма существенной тенденцией, подчеркивающий дальнейший рост спроса на потребление энергоресурсов в мировом масштабе.

Рис. 3. Количество людей, имеющих доступ к электричеству в различных мировых континентах и странах мира за период 2000-2019 гг. [13]

На рисунке 4 представлены диаграммы, отражающие динамику потребления первичной энергии на душу населения в некоторых странах мира и мировых континентах за период 1965-2021 гг. Динамика изменения подушевого энергопотребления на различных территориях не является одинаковой. Диаграмма отражает прирост подушевого энергопотребления в странах Азии, Африки и Южной Америки, что подчеркивает наличие процессов постоянно- го экономического развития. В странах Европы, Северной Америки и Океании показатели подушевого энергопотребления показывают снижение с середины 2000-х годов, что подчеркивает действие политики области повышения энергетической эффективности экономики, использование современных технологий в области энергосбережения, переход на использование более экономичной структуры потребляемого топлива.

Африка

ООО

ООО

50 000

Южная Америка

50 000

45 000

40 000

35 000

30 000

25 000

20 000

15 000

10 000

5 000

Европейский Союз

5 000

4 500

4 000

3 500

3 000

2 500

2 000

1 500

1 000

18 000

16 000

14 000

12 000

10 000

8 000

6 000

4 000

2 000

80 000

25 000

20 000

50 000

40 000

30 000

40 000

30 000

Мир

Китай

20 000

70 000

60 000

15 000

10 000

20 000

10 000

Россия

5 000

О

35 000

30 000

25 000

20 000

15 000

10 000

5 000

О

60 000

50 000

40 000

30 000

20 000

10 000

Северная Америка

20 000

10 000

Океания

20 000

18 000

16 000

14 000

12 000

10 000

8 000

6 000

4 000

2 000

Азия

80 000

Рис. 4. Динамика потребления первичной энергии на душу населения в некоторых странах мира и мировых континентах за период 1965-2021 гг. (кВтч/чел.) [14]

Характеристики энергопотребления стран мира различаются не только общими масштабами потребления ТЭР, но и структурой первичных энегроносителей, используемых для производства конечной энергии. На рисунке 5 представлены ди- аграммы масштабов, динамики и структуры потребления энергетических ресурсов различными странами мира в 2020 году (динамика изменения энергопотребления представлена за период 2000-2020 гг.).

Рис. 5. Масштабы, динамика и структура потребления ТЭР различными странами мира в 2020 году (динамика изменения энергопотребления представлена за период 2000-2020 гг.) [5]

Как следует из рисунка, общие объемы энергопотребления стран мира имеют существенные различия, кратно отличающие объемы энергопотребления между отдельными странами. Для примера: масштабы энергопотребления в Германии в 12 раз меньше энергопотребления Китая, но в 3 раза больше масштабов энергопотребления в Объединенных Арабских Эмиратах.

Динамика изменения объемов энергопотребления в различных странах мира также не является одинаковой. За период 2000-2020 гг. в различных странах мира изменение спроса на энергопотребление было как положительным, так и отрицательным. Если за исследуемые 20 лет рост спроса на потребление энергии в Китае составил 243%, в Индии и Иране - 139%, в Саудовской Аравии - 120%, то в Великобритании за этот период наблюдается спад в потреблении энергоресурсов на 28%, в Японии спад составил 24%, во Франции - 21%. Также одними из существенных различий в энергетических характеристиках между странами мира является структура ТЭР, обеспечивающих конечное энергопотребление. Как следует из рисунка 5, несмотря на то, что нефть присутствует в структуре энергопотребления абсолютно всех стран мира, ее доля в объеме энергобаланса стран является различной. Для примера: если в Саудовской Аравии нефть занимает 62% в общей структуре первичного энергопотребления страны, в Таиланде - 47%, в Южной Корее - 42%, то в Китае доля нефти составляет 20% от общих энергозатрат, в ЮАР -21%. То же самое можно сказать про долю потребления природного газа либо угля в структуре энергобаланса стран мира, которая также может иметь существенные различия.

Различие структуры энергетического баланса в странах мира связана с влиянием множества факторов. Представим наиболее значимые из них:

• -    природно-ресурсные факторы - факто-

• ры, связанные с внутренними возможностями стран мира на добычу первичных ТЭР в рамках территорий присутствия;

• -    экономические - факторы, связанные с изменением цен на добываемые, закупаемые и экспортируемые топливно-энергетические ресурсы странами мира;

• -    экологические - факторы, связанные с экологическими ограничениями и возможностями использования тех или иных ТЭР в каждой стране мира;

• -    технологические - факторы, связанные с развитием технологий переработки и использования различных видов ТЭР, в том числе на основе возобновляемых источников энергии;

• -    структурные - факторы, связанные с особенностью спроса на потребление ТЭР со стороны отраслевой принадлежности потребителей, действующей внутри каждой страны мира;

• -    нормативно-правовые - факторы, связанные с особенностями нормативно-правовой базы в области энергопотребления и внутренней энергетической политикой каждой страны мира;

• -    факторы альтернативного замещения -возможности замещения одних видов потребляемых ТЭР на другие (для примера: возможность замещения потребления нефти природным газом, замещения потребления угля возобновляемыми источниками энергии и пр.).

Как известно, важнейшими особенностями используемых ТЭР являются универсальность и взаимозаменяемость. Универсальность ТЭР заключается в использовании энергии во всех сферах человеческой деятельности, во всех отраслях экономики. Взаимозаменяемость ТЭР выражается в возможности замещения потребления одних видов ТЭР другими. Эволюция развития человечества, влияние вышеописанных факторов, влияющих на различные структуры энергетического баланса в странах мира в динамике, приводит к процессам, называемым "энергетический переход"

• [15] . На рисунке 6 представлена диаграмма долгосрочного энергетического перехода потребления ТЭР на примере Канады за период 1800-2010 гг. Как следует из диаграммы, если еще в XIX веке основным источником мирового топлива была древесина, то с развитием возможностей увеличения объемов добычи угля, а также транспортировки угля на большие расстояния, а также совершенствованием технологий использования угля и ростом его потребления, начало происходить постепенное замещение структуры потребляемых ТЭР. В современных экономических условиях также существуют процессы энергетических переходов, прежде всего связанных с развитием политики в области экологичности и повышения энергетической эффективности.

В условиях долгосрочного энергетического перехода выявляются тенденции посте- пенного замещения дорогостоящих и неэкологичных топливно-энергетических ресурсов более дешевыми и наносящими минимальный вред окружающей среде. Среди энергетических ресурсов, получающих нарастающее распространение в мире, можно выделить возобновляемые источники энергии, действующие на основе энергии ветра, энергии солнца, гидроэнергетику, геотермальную энергетику и пр. При этом традиционные ТЭР в структуре энергетического баланса продолжает сохранять значительную долю, что подчеркивает сохранение низкого уровня энергетической эффективности в отдельных странах, в том числе в России.

Заключение

В современных экономических условиях одной из существенных составляющих в структуре мирового энергетического баланса занимает тепловая энергия, которая ис-

Рис. 6. Долгосрочный энергетический переход потребления ТЭР на примере Канады за период 1800-2010 гг. [6]

пользуется для теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, а также промышленных объектов. Российская Федерация потребляет более 38% мировых объемов производимой тепловой энергии, которая производится при помощи природного газа, мазута и прочих нефтепродуктов, угля и других первичных ТЭР [16]. Процессы долгосрочного энергетического перехода, безусловно, касаются и ТЭК России, что выражается в постепенном вводе технологий ВИЭ, замещении выработки угольных электростанций электрической энергией, вырабатываемой на газовых установках. При этом политика энергетического перехода должна непосредственно отражаться на структуре энергетических ресурсов, используемых в производстве тепловой энергии. Более 40% тепловой энергии в России производится на основе угля и мазута, что отражается, во-первых, на ценах на отпускаемую тепловую энергию, во-вторых, на уровне экологической загрязненности территорий, в которых располагаются источники производства тепла. Тепловая энергия является как побочным продуктом производства электрической энергии, так и производится непосредственно котельными установками, специализирующимися на производстве тепловой энергии.

При этом тепловая энергия может производиться на основе систем электрического теплоснабжения (электрических ко- тельных). Электрические котельные могут вырабатывать тепловую энергию на основе потребления электричества без промежуточных этапов переработки ТЭР. Электрические котельные могут использовать электрическую энергию, которая, в свою очередь, производится на основе различных ТЭР, в том числе возобновляемых источников энергии, что также будет стимулировать процесс реализации энергетического перехода в России. Среди преимуществ электрического теплоснабжения отмечается возможность комбинированной работы электрических котлов в системе производства тепловой энергии вместе с теплоисточниками, действующими на основе потребления традиционного углеводородного сырья. Замещение первичных ТЭР, на основе которых производится тепловая энергия, энергией электрической, имеет существенный потенциал для повышения энергетической эффективности и экологичности в России. Закупка электрической энергии для работы электрических котлов в условиях рынка электроэнергии (мощности) России открывает возможности для повышения эффективности работы региональных объединенных энергосистем и Единой энергетической системы России за счет выравнивания спроса на потребление электрической энергии [17]. Детальное исследование перспективности электрического комбинированного теплоснабжения в России будет изложено в дальнейших авторских исследованиях.