Тенденции развития мирового топливно-энергетического комплекса в современных экономических условиях

Развитие мирового экономического пространства за период последних 100 лет непрерывно сопровождается ростом спроса на потребление топливно-энергетических ресурсов [2]. Потребление топливно-энергетических ресурсов (далее - ТЭР) напрямую задействовано в процессах переработки сырья на абсолютно всех этапах производства продукции, используется во всех видах транспорта, топливно-энергетические ресурсы используются в жилищно-коммунальном секторе и быту, обеспечивают жизнеобеспечение экономики в период осенне-зимнего сезона. На рисунке 1 представлена диаграмма динамики мирового потребления энергоресурсов за период 18002017 гг. и мирового валового внутреннего продукта за период 1800-2017 гг. Как следует из диаграммы, рост мирового потребления ТЭР непрерывно связан с ростом мирового ВВП, что подчеркивает взаимное влияние данных процессов друг на друга. Без потребления ТЭР невозможно развитие экономики стран мира, отраслей промышленности и повышения благосостояния населения. Отрасли ТЭР играют существенную роль в процессе развития мировой эко- номики и одновременно являются как движущими, так и сдерживающими факторами ее развития.

Как следует из диаграммы, темп роста динамики потребления ТЭР во всем мире можно разделить на четыре основных этапа:

• 1.    Период 1800-1907 гг., в рамках которого наблюдается темп роста мировых ТЭР в размере 2% ежегодно. Выявленный период характеризуется началом использования первичных ТЭР, таких как древесное топливо и уголь в бытовых и промышленных масштабах.

• 2.    Период 1908-1945 гг., в рамках которого наблюдается темп роста мировых ТЭР в размере 2,5% ежегодно. Выявленный период характеризуется зарождением и развитием эпохи мировой индустриализации, которая сопровождается развитием мировой промышленности, формирующих спрос в потреблении ТЭР, что также привело к возникновению отдельных отраслей мирового топливно-энергетического комплекса.

• 3.    Период 1946-2010 гг., в рамках которого наблюдается темп роста мировых ТЭР в размере более 3% ежегодно. Выявленный период характеризуется формировани-

  
  
  

• 4.    Период 2010-2017 гг., в рамках которого наблюдается снижение темпа роста мировых ТЭР до 2% ежегодно. При этом выявленный период характеризуется началом эпохи замещения традиционных первичных углеродных ТЭР потреблением возобновляемых источников энергии (ВИЭ)[5].

Мировое потребление энергии в ТВт*ч (левая шкала)

Рисунок 1. Динамика мирового потребления энергоресурсов за период 1800-2017 гг. и мирового ВВП за период 1800-2017 гг. [7]

ем эпохи развития природного газа, из-за возможности транспортировки на дальние расстояния существенно расширяющего масштабы потребления ТЭР, увеличением интенсивности развития нефтяной промышленности, а также опережающим развитием экономик большинства стран мира.

Описание исследования

Основными ТЭР, потребляемыми в мире, являются нефть, природный газ, уголь, атомная энергия, гидроэнергия, а также возобнов- ляемые энергетические ресурсы, такие как солнечная энергия, ветровая энергия, энергия биотоплива и пр. Масштабы потребления топливно-энергетических ресурсов определили создание отдельных отраслей промышленности, обеспечивающих экономику топливно-энергетическими ресурсами, называемыми топливно-энергетический комплекс.

Топливно-энергетический комплекс базовая структурная составляющая экономики любой страны мира, обеспечивающая потребности всех секторов экономики топливно-энергетическими ресурсами [4]. Эффективное использование потенциала топливно-энергетического комплекса формирует основу для устойчивого роста экономики любой страны мира, обеспечивает развитие промышленного производства, является базой для развития территорий и повышения уровня благосостояния населения. Вне зависимости от размеров, климатического положения и отраслевой специфики экономики страны опережающее развитие топливноэнергетического комплекса является фундаментом для успешного технологического и социально-экономического роста [3].

Топливно-энергетический комплекс (далее - ТЭК) представляет собой сложную систему, объединяющую совокупность процессов, производств, отраслей по добыче, переработке, преобразованию, транспортировке, распределению как первичных, так и конечных энергоносителей. Рост масштабов потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в странах мира со временем привел к тому, что деятельность, связанная с обращением отдельных видов топливно-энергетических ресурсов, структурировалась в отдельные отрасли экономики. Среди отраслей топливно-энергетического комплекса можно выделить электроэнергетику, газовую промышленность, нефтяную промышленность, угольную промышленность, химическую промышленность. Топливно-энергетический комплекс выполняет межотраслевые функции, что проявляется в одновременном тесном взаимодействии с различными отраслями экономики, в том числе высокотехнологичными: машиностроением, обрабатывающей промышленностью, электронной промышленностью, атомной промышленностью, транспортом и другими отраслями, потребляющими топливноэнергетические ресурсы [6].

Отрасли ТЭР являются одними из наиболее интенсивно растущих в мире. Как следует из диаграммы рисунка 2, за период последних 40 лет совокупный спрос на потребление первичных ТЭР возрос на величину, превышающую совокупный объем роста потребления энергоресурсов за всю историю существования человечества предшествующего периода, прирост составил 228. Выявленная динамика определяет дальнейшие перспективы для развития мирового ТЭК, что представляет несомненный интерес для исследования его структуры и тенденций развития.

Изменение характеристик потребления мировых ТЭР выражается не только в росте общего спроса на потребление первичных энергоресурсов, но и изменение структуры их потребления. На рисунке 2 представлены диаграммы характеристик изменения структуры мирового спроса на потребление первичных энергетических ресурсов за 1965 - 2016 гг.

Из представленной диаграммы следует, что характеристики спроса на потребление энергоресурсов в рамках исследуемых периодов характеризуются не только ростом спроса на их потребление, но и изменением структуры топливно-энергетических ресурсов, формирующих спрос. Основными ТЭР, потребляемыми в мире за период 1965 - 2016 гг., являются нефть, природный газ и уголь, при этом за исследуемый период доля каждого в общей структуре покрытия спроса изменяется. Если в 1965 году доля потребления нефти составляла 39% в общемировом энергобалансе, то в 2016 году этот показатель, несмотря на общий спрос на потреблении энергоресурсов, уже составил 31%. Потребление нефти было замещено более экологичным природным газом, доля потребления которого в общем энергобалансе, наоборот, увеличилась с 16% до 26%. Также, как следует из диаграммы, структура покрытия спроса на потребление энергоресурсов покрывается прочими источниками энергии, такими как атомная энергетика, гидроэнергетика, солнечная энергетика, ветровая энергетика и пр. Как следует из диаграммы рисунка 2, если доля неуглеводородных источников энергии в мировом энергобалансе в 1965 году составляла менее 3%, то в 2016 году - уже более 7%. Как будет описано ниже, неуглеродные источники энергии будут постепенно замещаться более дешевыми и менее экологичными, что в ближайшем будущем приведет к смене устоявшегося уклада структуры функционирования мировой отрасли ТЭК.

Рисунок 2. Характеристики изменения структуры мирового спроса на потребление первичных энергетических ресурсов за 1965 - 2016 гг. [9]

На рисунке 3 представлена структурная схема обращения энергетических ресурсов в рамках топливно-энергетического комплекса любой страны мира, демонстрирующая распределение потребляемых топливно-энергетических ресурсов от процесса их добычи до распределения конечным потребителям. Все первичные топливно-энергетические ресурсы добываются и перерабатываются на предприятиях добычи, основными из которых являются нефтяные и газовые месторождения, угольные разрезы и шахты. Далее сырье направляется на нефтеперерабатывающие заводы, газовые заводы, аглофабрики, на которых производится подготовка топлива для его дальнейшей транспортировки и потребления. Эти процессы также выполняются предприятиями, которые относятся к отраслям топливноэнергетического комплекса. Энергетические ресурсы в общем делятся на три основные категории: невозобновляемые (НЭР), возобновляемые (ВИЭ) и ядерная энергия. Внутри категорий НЭР и ВИЭ энергетические ресурсы также делятся на несколько типов, таких как нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы, торф, древесина, гидроэнергия, биотопливо, которые также могут делиться на подтипы. Энергетические ресурсы потребляются различными источниками вторичной энергии, которые могут распределяться как в зависимости от типа используемых энергоресурсов, так и в зависимости от типа производимой вторичной энергии.

Среди основных видов потребляемой вторичной энергии можно выделить электрическую энергию и тепловую энергию. Также существует вторичная энергия, относимая к категории прочей, примером которой можно представить энергию, используемую на нужды горячего водоснабжения, а также использование энергоресурсов на неэнергетическое использование. Как будет показано далее, структура потребления первичных и вторичных энергетических ресурсов как в мировых масштабах, так и в рамках отдельных стран мира, структура потребления энергоресурсов может существенно различаться. На схеме также представлены основные группы потребителей вторичных энергетических ресурсов, количество которых еще в большей степени усложняет структуру обращения топливноэнергетических ресурсов. Структура групп потребителей топливно-энергетических ресурсов в странах мира может существенно различаться, что также будет показано ниже. Учитывая влияние отраслей ТЭК на функционирование экономик всех стран мира, исследование структуры и характера функционирования топливно-энергетических комплексов, а также повышение эффективности их деятельности представляет чрезвычайный интерес для всего современного человечества.

На рисунке 4 представлены диаграммы-динамики валовых показателей мирового потребления различных видов энергетических ресурсов за период 1965-2018 гг. Как следует из диаграмм, за исследуемый период показатели динамики роста спроса абсолютно всех энергетических ресурсов показали существенный рост. Однако общая динамика роста спроса и динамика изменения спроса внутри периодов существенно различаются. Если показатели роста спроса на валовое потребление энергоресурсов за исследуемый период составили 374%, то динамика роста спроса на нефть составила 297%, природный газ -610%, электроэнергию - 598%. Исследование структуры изменения спроса на энергоресурсы также позволяет выявить неравномерность изменения.

Для примера: динамика роста потребления нефти значительно снизилась после мировых энергетических кризисов 1970-х годов, динамика потребления угля демонстрирует значительный спад после 2010 года, рост потребления гидроэнергии и остальных ВИЭ, наоборот, демонстрирует значительное ускорение в период после 2000 года.

Атомные электростанции

Тепловые электростанции (ТЭС)

Малые электростанции (МиниТЭЦ)

Котельные

Гидроэлектростанции (ГЭС)

Плотинные ГЭС

Приплотинные ГЭС

Паровые

Водогрейные

Деривационные ГЭС

Газотурбины (ГТЭС)

Смешаные

Гидроаккумулирующие ГАЭС

Паротурбины (ПТЭС)

Индивидуальные котлы

Дизельные электростанции

Газопршневые электростанции

Грозовая энергетика

Газовые колонки

Электростанции на биотопливе

Геотермальные электростанции (ГеоТЭС)

Солнечные электростанции (СЭС)

Ветровые электростанции (ВЭУ)

Волновые электростанции (ВЭС)

Приливные электростанции (ПЭС)

Осноыные группы потребителей энергии

Строительство

Торговля

Транспорт

Население

Прочее

Рыбоводство

Автомобильный

Сельское хозчйство

Потери при транспортировке

Промышленность

Уголь

Нефть

Каменный уголь

Бурый уголь

Горючие сланцы, торф, древесина

Природный газ

Магистральный природный газ Сжиженый природный газ (СПГ) Попутный нефтяной газ

Гидро-энегргия

Энергия атома

Биотопливо

Альтернативная энергетика

Магистральный природный газ Сжиженый природный газ (СПГ) Попутный нефтяной газ

Биогаз

Котлотурбинные (ТЭЦ и КЭС)

Газотурбинные

Парогазовые установки (ПГУ)

Поршневые электростанции

Комбинированные

Металлургия

Машиностроение

Лесная

Целюлозно-

-бумажная

Легкая, пищевая

Городское

Сельское

С центральным/ индивидуальным отоплением

С электрическими/ газовыми плитами

Топливно-энегретический комплекс (ТЭК)

Автомобильный

Железнодорожный

Водный

Воздушный

Дизельное топливо

Мазут

Керосин

Биодизель

Жилищное строительство

Дорожное строителтстео

Строительство промышленного и специального назначения

Невозобновляемые энергетические ресурсы (НЭР)

Источники вторичной знрегии

Виды потребляемой энергии

Первичные топливно-энергетические ресурсы

Электрическая энегрия

Возобновляемые энергетические ресурсы (ВИЭ)

Оптовая торговля

Розничная торговля

Хранение

Рыбоводство

Животноводство

Фермерское хозяйство

Потери при транспортировке

Потери при хранении

Отдельные виды потребителей

Топливно-энергетические ресурсы

Стационарные АЭС

Плавучие АЭС

Тепловая энегрия

Прочее использование

Ядерная энергетика

Рисунок 3. Структурная схема обращения энергетических ресурсов в рамках топливно-энергетического комплекса [2]

Среди факторов, влияющих на изменение динамики роста спроса на потребление энергетических ресурсов в глобальном экономическом пространстве, можно выделить следящие:

• -    опережающая динамика роста спроса на потребление энергоресурсов в рамках отдельных мировых континентов;

• -    ограниченные запасы топливно-энергетических ресурсов в рамках отдельных территориальных образований;

• -    рост стоимости отдельных видов топливно-энергетических ресурсов;

• -    открытие новых месторождений топливно-энергетических ресурсов;

• -    развитие новых технологий добычи энергоресурсов;

• -    развитие технологий альтернативной энергетики;

• -    изменение технологий, потребляющих первичные энергоресурсы;

• -    введение экологических ограничений;

• -    введение законодательных механизмов снижения выбросов СО²;

Влияние вышеописанных факторов приводит к энергетическим переходам в рамках мировых топливно-энергетических комплексов, которые представляют собой изменение структуры потребления топливно-энергетических ресурсов. На рисунке 5 представлена диаграмма, описывающая долгосрочный энергетический переход потребления топливно-энергетических ресурсов на примере Канады за период 18002010 гг. Как следует из диаграммы, эпоха использования мышечной силы человека и животных, а также потребления древесного топлива постепенно сменилась потреблением угля, с постепенным переходом на преимущественное потребление нефти, которая далее замещается потреблением природного газа.

В современном мире одними из ключевых факторов, оказывающих влияние на процессы энергетического перехода, являются введение ограничений на выбросы СО2, рост мировых цен на нефть и нефте- продукты, а также развитие технологий солнечной генерации и ветрогенерации.

В качестве ограничительных мер, обеспечивающих снижение выбросов СО2 можно представить реализацию программы Киотского протокола, а также реализацию политики повышения энергетической эффективности и внедрение возобновляемых источников энергии [1]. Также очередным шагом к снижению общемировых выбросов СО2 стало принятие в 2015 году Парижского соглашения, которое было подписано более чем 190 странами, входящими в ООН, в ходе Конференции по климату в Париже. Оно регулирует меры по постепенному сокращению выбросов углекислого газа в атмосферу во всем мире, начиная с 2020 года [8].

На диаграммах рисунка 6 представлены диаграммы цен на поставку некоторых видов энергетических ресурсов в рамках ключевых мировых хабов за период 1987-2018 гг. Как следует из диаграмм, в период с 1987 по 2008 годы мировые цены на энергоресурсы демонстрировали интенсивный рост. После 2008 года, в период мирового финансового кризиса, рыночные цены снизились.

После недолгого спада, в период 20092014 годы, мировые цены на энергоресурсы выровнялись до докризисного уровня, однако в 2014 году из-за увеличения добычи нефти в США и Канаде, а также замедления темпов мирового спроса на нефть, который прежде всего формировался в азиатском регионе, произошло падение цен на нефть на мировых рынках, спад которых составил 45%. Указанные события привели к снижению биржевых цен на природный газ и уголь в рамках крупнейших мировых хабов. По состоянию на 2018 год наблюдается постепенный рост мировых цен на энергетические ресурсы и постепенное приближение к ценовым показателям докризисных периодов.

На рисунке 7 представлена диаграмма динамики изменения тарифов на конечные потребляемые энергоресурсы для стран, входящих в Организацию экономического

Общее потребление энергоресурсов

Потребление природного энергии

Потребление гидроэлектроэнергии

Потребление электроэнергии

Рисунок 4. Динамика валовых показателей мирового потребления различных топливно-энергетических ресурсов [9]

Рисунок 5. Долгосрочный энергетический переход потребления энергетических ресурсов на примере Канады за период 1800-2010 гг. [9]

Рисунок 6. Цены на поставку некоторых видов энергетических ресурсов в рамках ключевых мировых хабов за период 1987-2018 гг. [9]

сотрудничества и развития (ОЭСР), в процентах к базовому периоду 2010 года за 1997-2016 гг. Как следует из диаграммы, после 2008 года цены на все потребляемые конечными потребителями вторичные энергетические ресурсы вслед за мировыми ценами показали динамику снижения, которая, следовательно, в скором будущем вернется на докризисный уровень.

При этом рост цен на энергетические ресурсы на мировых энергетических рынках стимулирует страны мира, в первую очередь зависимые от импорта энергоресурсов, к внедрению альтернативных источников энергоснабжения, о которых будет сказано ниже.

На рисунке 8 представлены диаграммы динамики изменения потребления энергетических ресурсов в рамках мировых континентов за период 1990-2017 гг. Опережение динамики роста спроса на потребление электроэнергии над динамикой роста потребления ТЭР во всех континентах подчеркивает постепенное замещение потребляемых энергоресурсов электрической энергией.

Заключение

Таким образом, именно электроэнергетика является наиболее значимой отраслью топливно-энергетического комплекса любой страны мира. Электрическая энергия является универсальным энергоносителем, способным в своей конечной форме без значительных затрат с большой скоростью передаваться на большие расстояния непосредственно потребителям электроэнергии. Преимущества использования электрической энергии привели к ее применению во всех сферах жизнедеятельности человечества. Современные технологии все больше и больше получают зависимость от потребления электрической энергии с постепенным исключением углеводородного сырья на уровне конечного энергопотребления. На основании этого тенденция развития мирового топливно-энергетического комплекса последующих нескольких десятилетий будет формироваться на базе потребления топливно-энергетических ресурсов все боль-

rvOOOiOHrsim^'in^DrxcoaiOiHfNm'yin^D CTtCTtCnOOOOOOOOOO^^^^^^^ aiaicnooooooooooooooooo HHHrsJrsJrsJMNrJNrJr^(\JcsJr*J(NNrJNN

Рисунок 7. Динамика изменения тарифов на конечные потребляемые энергоресурсы для стран ОЭСР в процентах к базовому периоду 2010 года за 1997-2016 гг. [10]

Рисунок 8. Динамика изменения потребления энергетических ресурсов в рамках мировых континентов за период 1990-2017 гг.[10]

ше и больше на нужды именно электрической энергии. Таким образом, одним из наиболее перспективных направлений научных исследований является вопрос повышения эффективности потребления электрической энергии промышленными комплексами и крупными потребителями электрической энергии.