Перспективы развития мировой электроэнергетики до 2035 года

В период с 2007 по 2035 г. объем производства электроэнергии в мире будет расти в среднем на 2,3% в год. Причем производство электроэнергии растет быстрее, чем других видов энергоносителей — жидкого топлива, природного газа и угля. В период с 1990 по 2007 г. рост производства электроэнергии опережал рост потребления — 1,9 и 1,3% в год соответственно. В период до 2035 г. рост потребности в электроэнергии будет опережать потребность в других энергоносителях (рис. 1).

Производство электроэнергии в мире возрастет на 87% — с 18,8 трлн кВт•ч в 2007 г. до 25,0 трлн кВт•ч в 2020 г. и до 35,2 кВт•ч в 2035 г. (табл. 1).

Несмотря на то, что недавний экономический спад привел к снижению темпов роста потребления электроэнергии в 2008 г. и отсутствию увеличения спроса на электроэнергию в 2009 г., в соответствии с результатами анализа, проведенного в рамках настоящей работы, ожидается рост потребления электроэнергии. К 2015 г. энергопотребление будет следовать тенденции, сформировавшейся в период, предшествовавший началу экономического спада.

Влияние рецессии на энергопотребление наиболее отчетливо видно в секторе промышленности. Изменения в экономической ситуации меньше влияют на потребность в электричестве, даже в период рецессии, в строительном секторе (строительство жилых и промышленных объектов), поскольку люди продолжают пользоваться электричеством для обогрева и охлаждения помещений, приготовления пищи, освещения, нагревания воды, питания холодильников и т.п.

Ожидаемый рост энергопотребления в странах, являющихся членами ОЭСР, где рынки электроэнергии уже сформировались и сложилась структура ее потребления, будет ниже, чем в странах, не являющихся членами ОЭСР, в которых имеет место неудовлетворенный спрос на электроэнергию. Характерно, что электрификация регионов, которые не были подключены к сети электроснабжения, оказывает существенное влияние на тенденции роста потребления электроэнергии. По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), в 2008 г. 22% населения земного шара — около 1,5 млрд чел., — не имело доступа к электричеству. Например, африканская территория в области Сахары находится в наихудшем положении: более 71% населения в настоящее время не имеют доступа к электросети. Однако при интенсивном экономическом росте и наличии целенаправленных правительственных программ электрификация может быть осуществлена быстрыми темпами. Так, во Вьетнаме за счет реализации правительственной программы электрификации сельской местности доступ к электросетям увеличился с 51% в 1996 г. до 95% к концу 2008 года.

Страны, не входящие в ОЭСР, в 2007 г . использовали 46% всей электроэнергии, поставленной потребителям в мире. Их доля потребления имеет тенденцию к увеличению. В 2035 г . эти страны будут использовать 61% всей потребляемой в мире электроэнергии, в то время как доля стран, входящих в ОЭСР, снизится до 39% (рис. 2).

Общее производство электроэнергии в странах, не являющихся членами ОЭСР, будет расти в среднем на 3,35% в год. Лидером в этом процессе является Азия (включая Китай и Индию) со среднегодовым ростом 4,1% в период с 2007 г. по 2035 г. (рис. 3).

В контрасте с этой тенденцией производство электроэнергии в странах, входящих в ОЭСР, в период с 2007 по 2035 г. будет расти в среднем только на 1,1% в год.

В данном обзоре не рассматриваются вопросы выброса в атмосферу углеводородов или формирования цен. Однако общее рассмотрение проводится с учетом усилий, предпринимаемых в национальных масштабах, таких, как план Евросоюза «20-20-20». Принимаются во внимание политика стран-членов этого союза в отношении атомной электроэнергетики, цели Китая по использованию энергии ветра, национальная программа Индии по развитию производства электроэнергии за счет использования энергии солнца — National Solar Mission.

В соответствии с настоящим прогнозом общий объем производства электроэнергии к 2030 г. оказался на 0,3% ниже уровня, который был дан в анализе, сделанном в прошлом году. По сравнению с прогнозом IEO2009 изменились составляющие производства электроэнергии. Так, объем производства электроэнергии за счет сжигания жидкого топлива уменьшился на 11%. При этом в настоящем прогнозе производство электроэнергии за счет сжигания природного газа и угля выше на 5%. Производство электроэнергии, генерируемой АЭС, больше на 9%, а электроэнергии, производимой за счет использования возобновляемых источников, — на 10%.

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Набор первичных источников топлива, используемых во всем мире для производства электроэнергии, существенно изменился за последние четыре десятилетия. Уголь продолжает оставаться наиболее широко используемым видом топлива. При этом существенно возросло в 70-е и 80-е годы прошлого столетия производство электроэнергии на атомных электростанциях. В 80-х и 90-х годах двадцатого века быстрыми темпами росло производство электроэнергии за счет сжигания природного газа. Использование нефти как энергоносителя постоянно снижалось с середины 70-х годов, когда начался быстрый рост цен на нефтепродукты.

Высокие цены на полезные ископаемые в сочетании с проблемами, связанными с последствиями влияния эмиссии парниковых газов на окружающую среду, возродили интерес к использованию альтернатив природным ископаемым, особенно к ядерному топливу и возобновляемым источникам энергии. В соответствии с прогнозом МЭА долгосрочные перспективы, как для атомных, так и для возобновляемых источников энергии, улучшаются. Так, уголь и природный газ будут вторым и третьим по значению источником энергии для генерации электричества.

При этом перспективы для угля могут существенно измениться вследствие изменений политических курсов правительств или в соответствии с международными соглашениями, которые направлены на снижение или ограничение выбросов в атмосферу парниковых газов.

УГОЛЬ

Этот энергоноситель продолжает оставаться наиболее используемым источником энергии для производства электричества во всем мире.

В 2007 г. электростанции, работающие на угле, обеспечили поставку потребителям более 42% мирового объема произведенной электроэнергии; в 2035 г. доля угля незначительно уменьшится — до 43%. Сохраняющиеся на высоком уровне цены на нефть и природный газ являются причиной того, что производство электроэнергии с использованием угля является экономически более привлекательным, особенно в государствах с большими ресурсами этого топлива, например, в Китае и Индии.

Мировое производство электроэнергии с использованием угля в период с 2007 по 2035 г. возрастет приблизительно в два раза — с 7,9 до 15 трлн кВт•ч соответственно.

Прогноз развития производства электроэнергии за счет сжигания угля может существенно измениться в соответствии с изменением политики государств или с международными соглашениями, направленными на уменьшение эмиссии углекислого газа. Электроэнергетический сектор во многих странах предлагает некоторые экономически эффективные пути уменьшения эмиссии СО2. Уголь во всем мире, с одной стороны, является наиболее широко используемым источником энергии для генерации электричества, а с другой — его сжигание дает наибольший уровень эмиссии углекислого газа. Сегодня существуют несколько альтернативных технологий производства электроэнергии, внедренных или находящихся в стадии разработки, которые обеспечивают или полное отсутствие эмиссии СО2, или существенное снижение ее уровня. Использование этих технологий не требует дорогостоящих широкомасштабных изменений в инфраструктуре распределения электроэнергии или оборудования, в котором используется электричество.

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

В период с 2007 по 2035 г. ожидается рост производства электроэнергии за счет использования природного газа на 2,1% в год. Объем производства электроэнергии на основе газа во всем мире возрастет с 3,9 трлн кВт•ч в 2007 г. до 6,8 трлн в 2035 г., но общий объем производства электроэнергии за счет использования природного газа даже в 2035 г. будет ниже 50% объема электроэнергии, генерируемой за счет сжигания угля. Сегодня рассматривается вариант технологии комбинированного сжигания природного газа и угля, который является привлекательным для новых электростанций за счет эффективного использования топлива, удобства в эксплуатации, относительно небольшого времени проектирования и строительства, незначительного уровня эмиссии углекислого газа и небольших капиталовложений.

ЖИДКОЕ ТОПЛИВО И ДРУГИЕ НЕФТЕПРОДУКТЫ

С учетом предположения, что мировая цена на нефть вернется к относительно высокому уровню и достигнет величины 133 долл./барр. в 2035 г., можно считать, что жидкое топливо является единственным источником для генерации электроэнергии, использование которого не увеличивается в мире. Ожидается, что большинство государств отреагируют на повышение цен на нефть снижением или полным отказом от использования нефти для производства электроэнергии и переходом к использованию более экономичных источников, включая уголь и ядерное топливо. Объем производства электроэнергии за счет использования жидкого топлива будет сокращаться на 0,4% в год — с 0,9 трлн кВт•ч в 2007 г. до 0,8 трлн в 2035 г. (рис. 4).

Незначительное увеличение производства электроэнергии за счет использования жидкого топлива в последние годы рассматриваемого периода, особенно на Среднем Востоке, уравновешивается спадом производства в других регионах.

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Производство электроэнергии на атомных электростанциях возрастет с 2,6 трлн кВт•ч в 2007 г. до 4,5 трлн в 2035 г. При этом проблемы, связанные с повышением цен на топливные энергоносители, обеспечением безопасности и необходимостью бороться с эмиссией СО₂, стимулируют разработку новых электростанций, работающих на ядерном топливе. Высокие цены на топливные энергоносители являются причиной того, что атомная энергетика становится экономически конкурентоспособной по сравнению с производством электроэнергии за счет использования угля, природного газа и жидкого топлива, несмотря на большие капитальные затраты, связанные с наращиванием мощности ядерной энергетики. Кроме того, на многих действующих АЭС отмечалась более высокая степень использования генерируемых мощностей, и ожидается, что большая часть АЭС в странах-членах ОЭСР и странах Евразии, не входящих в ОЭСР, будет модернизирована с целью продления срока их эксплуатации.

В мире атомная электроэнергетика привлекает все большее внимание при решении проблем диверсификации энергоносителей и обеспечения альтернатив сжигаемому топливу для снижения эмиссии углекислого газа. Однако сегодня существует значительная неопределенность в перспективах развития атомной энергетики. К факторам, которые могут повлиять на будущее этой отрасли, относятся безопасность, хранение радиоактивных отходов, увеличение стоимости строительных работ и риск инвестиций. Большое значение также имеет озабоченность тем, что на центрифугах, используемых для обогащения урана для мирных целей, может быть произведен и оружейный уран. Все эти проблемы продолжают беспокоить общественность во многих странах, что может сдерживать разработку новых ядерных реакторов. В соответствии с данным анализом уровень производства электроэнергии на предприятиях атомной энергетики будет на 9% выше, чем в прошлогоднем прогнозе.

На региональном уровне наиболее интенсивный рост атомной энергетики прогнозируется в странах Азии, которые не являются членами ОЭСР (рис. 5). Здесь ожидается рост производства электроэнергии в среднем на 7,7% в год в период 2007—2035 гг., включая рост на 8,4% в год в Китае и 9,5% — в Индии. Китай является лидером в этой области, на его долю в 2009 г. приходилось 43% всех строящихся в мире АЭС, и ожидается, что за рассматриваемый период в этой стране будет введена в строй большая часть всех АЭС, которые будут построены в мире за это время. К 2035 г. на предприятиях атомной энергетики будет производиться 66 ГВт мощности. За пределами Азии атомная энергетика наиболее быстрыми темпами будет развиваться в Центральной и Южной Америке — в среднем на 4,3% в год. Прогноз по развитию атомной энергетики в европейских странах, являющихся членами ОЭСР, существенно изменился по сравнению с прогнозом IEO2009 из-за того, что многие страны в этом регионе изменили свою антиядерную политику.

В целом, во всем мире производство электроэнергии на АЭС будет расти на 2% в год. Для учета влияния неопределенностей на результаты долгосрочного прогнозирования развития атомной энергетики использовался двухэтапный подход. В краткосрочной перспективе (до 2020 г.) прогноз базировался в основном на анализе текущего состояния атомной энергетики и политических инициатив правительств разных стран. Принимая во внимание время, необходимое для получения разрешения на строительство АЭС и ввод их в эксплуатацию, аналитики пришли к заключению, что проекты по строительству АЭС будут реализованы в краткосрочной перспективе. Прогнозы на период после 2020 г. основываются на анонсированных планах на национальных и региональных уровнях с учетом различных проблем, связанных с разработкой предприятий атомной энергетики, включая экономические и геополитические аспекты, прогресс в технологиях, политику в отношении защиты окружающей среды и доступность урана.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Общий объем производства электроэнергии за счет возобновляемых ресурсов растет ежегодно на 3%, и его доля в мировом производстве электроэнергии увеличится с 18% в 2007 г. до 23% в 2035 г. Почти 80% роста приходится на гидро- и ветроэнергетику. Вклад ветроэнергетики в общее производство электроэнергии особенно быстро вырос за последнее десятилетие — с 18 ГВт установленной мощности в конце 2000 г. до 159 ГВт в конце 2009 г. Такая тенденция сохранится и в будущем. Из 4,5 трлн кВт•ч, которые приходятся на долю возобновляемой энергетики в рассматриваемый период, 2,4 трлн (54%) относится к гидроэнергетике и 1,2 трлн (26%) приходится на ветроэнергетику (табл. 2).

Несмотря на то, что возобновляемые источники энергии положительно характеризуются с точки зрения экологии и безопасности, они, за исключением гидроэнергетики, в рассматриваемый период не могут экономически конкурировать с ископаемым топливом. Солнечная энергия, например, является одной из «ниш» возобновляемой энергии, но экономически выгодным ее использование может быть только там, где цены на электроэнергию особенно высоки, или там, где есть поддержка правительства. Часто правительственная политика или стимулирование со стороны государства являются основной мотивацией в создании предприятий, генерирующих электричество за счет возобновляемых источников энергии.

Доступ к энергии ветра и солнца носит прерывистый характер, и генерация электричества на основе ее использования возможна только тогда, когда есть доступ к этим природным ресурсам. Для действующих установок стоимость производства электроэнергии, при условии доступа к энергии ветра и солнца, намного ниже, чем стоимость производства электроэнергии с использованием общепринятых источников энергии. Однако очень высока стоимость строительства. Неравномерность доступа к энергии ветра и солнца может еще больше понизить экономическую конкурентоспособность этих природных ресурсов, поскольку они не управляются оператором и могут быть недоступны именно тогда, когда необходимость в них максимальна. Использование эффективных методов и установок для хранения электроэнергии и широкая географическая доступность энергии ветра и солнца могут решить многие проблемы, связанные с прерывистым характером доступа к этим видам энергии в будущем.

В странах — членах ОЭСР большая часть экономически доступных гидроэлектрических ресурсов уже освоена. Исключение составляют Канада и Турция, где запланировано несколько широкомасштабных проектов строительства гидроэлектростанций. Во многих странах, являющихся членами ОЭСР, в особенности в Европе, правительства проводят политику поддержки строительства предприятий, генерирующих электричество за счет использования энергии возобновляемых источников. К мерам поддержки относятся стимулирующие тарифы (так называемые feed-in tariffs), налоговые льготы и квоты на долю рынка электроэнергии.

В странах, не являющихся членами ОЭСР, можно ожидать, что производство электроэнергии за счет использования гидроресурсов внесет основной вклад в рост производства электроэнергии за счет возобновляемых источников. Интенсивный рост гидроэнергетики, и прежде всего строительство электростанций средней и большой мощности, ожидается в Китае, Индии, Бразилии, ряде стран Южной Азии, включая Малайзию и Вьетнам. В странах, не входящих в ОЭСР, также ожидается развитие ветроэнергетики. Большая часть значительного увеличения производства электроэнергии за счет использования энергии ветра приходится на долю Китая.

В настоящий прогноз относительно использования возобновляемых источников энергии включены только те их виды, которые имеют реальное значение для рынка. Некоммерческие источники энергии, такие, как биомасса или отходы животноводства, не рассматривались, поскольку нет достоверных данных по их использованию. Производство электроэнергии за счет возобновляемых источников, осуществляемое автономными установками, не подключенными к сети электроснабжения, также не рассмотрено в настоящем прогнозе.

Источник:
International Energy Outlook 2010, Chapter 5. Electricity, U.S. Energy Information Administration (EIA)
www.eia.doe.gov

Продолжение в №3 (6), 2011 г.

Перевод Святослава ЮРЬЕВА