Переход на электричество экономит импортёрам $400 млрд в год и снижает зависимость от нефти и газа

Изображение: rawpixel.com/Magnific

Международное энергетическое агентство представило анализ, в котором исследуется потенциал более широкой электрификации, оцениваются её преимущества и изучаются барьеры для дальнейшего развития. Специальный доклад подготовлен в рамках стратегического партнёрства между председателем COP31 и МЭА. Как отметил исполнительный директор организации Д-р Фатих Бироль, перебои в энергетических потоках из-за конфликта на Ближнем Востоке вызвали второй крупный шок предложения в этом десятилетии, снова подчёркивая уязвимость, возникающую при зависимости от импортируемого топлива. В то же время рекордные температуры во многих частях мира подчёркивают всю сложность решения проблемы изменения климата. На этом фоне именно электрификация, по словам главы МЭА, может сыграть ключевую роль, помогая странам ответить на оба вызова — укрепляя энергетическую безопасность и одновременно стимулируя усилия по сокращению выбросов. Как отмечается в отчёте, спрос на электричество растёт в два раза быстрее общего энергопотребления. Электрические технологии в 2-5 раз эффективнее своих традиционных аналогов на ископаемом топливе, что делает их экономически выгодными для потребителей даже при более высокой стоимости за кВт·ч. При этом масштабный переход на электроэнергию позволяет крупнейшим странам-импортёрам кардинально снизить зависимость от внешних поставок нефти и газа (сократив импорт нефти на 15 млн баррелей в сутки к 2035 году), защитить экономики от географических шоков и совокупности экономить свыше $400 млрд в год на топливных счетах.

Быстрый рост и возрастающая экономическая значимость электроэнергии имеют важнейшее значение для экономической конкурентоспособности, энергетической безопасности и смягчения последствий изменения климата, отметили аналитики МЭА. Её центральная и всё более важная роль в энергосистемах и экономике означает, что мир вступил в Эру электроэнергии. Спрос на электроэнергию увеличивался более чем на 3 % в год с 2015 по 2025 год — в два раза быстрее, чем рост общего спроса на энергию. Это следствие растущего спроса на охлаждение, бытовую технику, промышленные товары, цифровые услуги и искусственный интеллект. Это также отражает стремительное расширение электрификации транспорта: на долю электромобилей пришлась почти четверть (25 %) продаж новых автомобилей в 2025 году по сравнению с менее чем 1 % в 2015 году. Последствия конфликта на Ближнем Востоке могут ещё больше подстегнуть спрос на электрические технологии.

Сегодня на долю электроэнергии приходится около 23 % от общего конечного энергопотребления. Электрические технологии отличаются высокой эффективностью преобразования конечной энергии в полезные энергетические услуги, такие как перемещение (мобильность), освещение, отопление и охлаждение. Например, электромобиль в два-четыре раза эффективнее автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. По этой причине на электроэнергию приходится значительно большая доля полезных энергетических услуг, которыми фактически пользуются потребители. Кроме того, электроэнергия непропорционально обеспечивает энергией высокотехнологичные и высокодоходные секторы, такие как передовое производство, цифровые услуги и искусственный интеллект. В результате электроэнергия питает экономическую деятельность, на которую приходится почти половина ВВП.

Около 40 % от общего объёма первичной энергии используется в качестве сырья для производства электроэнергии: сюда входят уголь и природный газ; возобновляемые ресурсы, такие как гидроэнергия, энергия ветра и солнца; а также атомная энергия. Производство электроэнергии путём сжигания топлива — в первую очередь ископаемого — сопряжено со значительными потерями в виде сбросного тепла (обычно в пределах 50-65 %). Дополнительные потери происходят при преобразовании конечной энергии в полезную энергию. Например, около трёх четвертей энергии, потребляемой в транспортном секторе (в основном нефти), теряется в виде бросовой энергии. Электрические технологии значительно более эффективны, поэтому электроэнергия играет огромную роль в предоставлении полезных энергетических услуг, выгоду от которых получают потребители.

Доля электроэнергии в общем конечном энергопотреблении по секторам и регионам, 2000-2025 гг.

Источник: МЭА
Примечание. Доля электроэнергии в общем конечном энергопотреблении выросла с 17 % в 2000 году до 23 % в 2025 году; причём уровень электрификации существенно различается по секторам и регионам.

Уровень электрификации существенно различается по секторам и странам, отмечается в докладе. В зданиях (жилом и коммерческом секторе) уровень электрификации высок и быстро рос, увеличившись примерно с 25 % в 2000 году до почти 40 % в 2025 году. Это обусловлено прежде всего стремительным ростом количества бытовой техники и кондиционеров, работающих почти исключительно от электричества.

В промышленном секторе показатели электрификации быстро увеличивались с 2010 года за счёт электрификации неэнергоёмких отраслей, а также за счёт более быстрого роста уже электрифицированных секторов, таких как передовое производство. В транспортном секторе электроэнергия исторически играла ограниченную роль за пределами железнодорожного транспорта. Однако всё более активное внедрение дорожных электромобилей привело к тому, что доля электроэнергии в энергопотреблении транспорта выросла с 1 % в 2015 году до почти 2 % в 2025 году, а её доля в полезных энергетических услугах поднялась до 4 %, что отражает преимущества в эффективности. Низкий уровень электрификации транспорта связан с тем, что, несмотря на быстрый рост продаж, электромобили по-прежнему составляют лишь небольшую долю в огромном парке автотранспортных средств. Это также отражает сложности, связанные с электрификацией дальних авиаперевозок и судоходства.

Электрификация открывает значительные промышленные возможности, и доходы секторов, связанных с электрификацией, обеспечивают пятую часть роста мировых промышленных доходов с 2020 года. Более половины этих доходов поступает компаниям, штаб-квартиры которых находятся за пределами Китая, что подчёркивает: промышленное лидерство в сфере электрификации более диверсифицировано, чем принято считать. Риски обусловлены высокой концентрацией и узкими местами в цепочках поставок в отдельных областях, в частности при поставках критически важного минерального сырья. Однако после развёртывания многие технологии электрификации обеспечивают долговечное внутреннее энергоснабжение, снижая постоянную потребность в импорте.

Электрификация конечного потребления: раскрытие потенциала

Уровень электрификации растёт во всех трёх секторах конечного потребления в Сценарии высокой электрификации (High Electrification Scenario — HES), увеличиваясь в совокупности до 35 % к 2035 году по сравнению с сегодняшним днём. Транспортный сектор в настоящее время электрифицирован значительно меньше, чем сектор зданий и промышленность, и в нём наблюдается наибольший относительный рост: уровень электрификации в сценарии HES увеличивается с 2 % сегодня до 13 % к 2035 году. В секторе зданий электрификация происходит главным образом за счёт внедрения тепловых насосов в регионах со значительными потребностями в отоплении. Кроме того, электрификации приготовления пищи способствует распространение индукционных плит. В промышленности электрические технологии уже сегодня конкурентоспособны для целого ряда применений во многих странах, включая производство низко- и среднетемпературного тепла в неэнергоёмких отраслях и выработку механической энергии. Сценарий HES предусматривает значительно более широкое внедрение этих технологий.

Существует значительный экономически эффективный потенциал электрификации на основе сегодняшней стоимости технологий, цен на энергоносители и финансовых условий. Около половины потребления топлива в жилом секторе и половины автомобильного транспорта, работающего на нефтепродуктах, можно было бы конкурентоспособно электрифицировать, равно как и почти 40 % низко- и среднетемпературного тепла в промышленности, получаемого за счёт ископаемого топлива. Если бы экономически конкурентоспособный потенциал электрификации был реализован в полной мере, мировой уровень электрификации достиг бы 33 % по сравнению с 23 % в 2025 году, — подчеркнули авторы отчёта.

Конкурентоспособный потенциал электрификации каждого региона определяется структурой энергопотребления, отражающей такие факторы, как уровень индустриализации, обеспеченность транспортными средствами и средняя температура. На него также влияют региональные экономические условия, включая цены на топливо, стоимость оборудования и доступ к финансированию. Полное использование сегодняшнего экономически конкурентоспособного потенциала приводит к уровню электрификации, превышающему текущие показатели во всех регионах: прирост варьируется от примерно 5 процентных пунктов на Ближнем Востоке до почти 15 процентных пунктов в Европе и Индии.

Для производства, транспортировки и распределения электроэнергии требуется крупная и дорогостоящая инфраструктура. В результате этих факторов электроэнергия практически всегда стоит дороже в расчёте на единицу конечного энергопотребления, чем такие виды топлива, как природный газ или бензин. Однако технологии, потребляющие электроэнергию, часто существенно более эффективны, чем их традиционные аналоги. Тепловой насос использует подводимую энергию для извлечения ещё большего количества энергии из окружающего воздуха, что означает, что отношение полученной полезной энергии к потреблённой превышает единицу (обычно от трёх до пяти). Напротив, газовый котёл преобразует химическую энергию исходного топлива в тепло с коэффициентом полезного действия меньше единицы.

Результатом этого взаимодействия является то, что электроэнергия часто обходится дороже других видов топлива в расчёте на единицу конечной энергии (кВт·ч), но оказывается более эффективной с точки зрения предоставления полезных энергетических услуг потребителям на каждый поставленный кВт·ч. В среднем по миру $100, потраченные на электроэнергию, позволяют электромобилю проехать в 3 раза дальше, чем автомобилю с ДВС, заправленному бензином на $100. Аналогичным образом, $100, потраченные на электроэнергию для теплового насоса, обеспечивают в среднем 42 дня отопления по сравнению со $100 за топливо для газовых котлов, обеспечивающими лишь 30 дней отопления.

Выводы этого доклада подчёркивают масштаб возможностей электрификации. Благодаря впечатляющим достижениям в области технологий и расширению нормативно-правовых рамок, доклад показывает, что реализация сегодняшнего экономически эффективного потенциала электрификации позволит миру вплотную приблизиться к цели по достижению 35 %-ной доли электроэнергии в мировом энергопотреблении к 2035 году. Более решительные действия по достижению этой цели могут поддержать энергетическую безопасность за счёт сокращения импорта, однако лица, принимающие решения, должны также обращать внимание на новые риски энергетической безопасности, в том числе в цепочках поставок критически важного минерального сырья и энергетических технологий, — приводятся слова главы МЭА Фатиха Бироля.

Уровень электрификации по секторам и региональным группам, сценарии STEPS и HES, 2025 и 2035 гг.

Источник: МЭА
Примечание. AE = развитые экономики; EMDE = страны с формирующимся рынком и развивающиеся страны; STEPS = Сценарий заявленной политики (Stated Policies Scenario); HES = Сценарий высокой электрификации (High Electrification Scenario). В сценарии HES все секторы и регионы быстро электрифицируются к 2035 году, причём наиболее быстрый рост наблюдается в транспортном секторе и в других странах EMDE, за исключением Китая.

Последствия электрификации: преимущества и компромиссы

В сценарии HES к 2035 году у крупных регионов-импортёров топлива наблюдается значительное сокращение импорта. В сценарии HES страны-импортёры сокращают импорт нефти в 2035 году на 15 млн б/с по сравнению с сегодняшним уровнем, в основном в результате электрификации транспорта. Кроме того, электрификация зданий и промышленности позволяет избежать ежегодного импорта природного газа в объёме 120 млрд куб. м к 2035 году. Предотвращённый ежегодный импорт угля в размере 100 млн тонн угольного эквивалента пропорционально меньше, чем импорт нефти и газа, поскольку большая часть конечного спроса на уголь сосредоточена в промышленных сферах, некоторые из которых трудно электрифицировать.

В сценарии HES сокращение импорта позволяет развитым экономикам и Китаю сэкономить $300 млрд в год к 2035 году в ценах импорта 2025 года, а другим странам с формирующимся рынком и развивающимся экономикам — более $100 млрд. Эта экономия эквивалентна почти 30 % и более чем 25 % соответственно от расходов этих двух групп регионов на импорт топлива в 2025 году. Наибольшее сокращение достигается за счёт снижения затрат на импорт нефти.

Электрификация требует существенных первоначальных инвестиций, однако они могут быть компенсированы более низкими затратами на топливо. Некоторые инвестиции в электрификацию могут потребовать государственной поддержки для снижения первоначальных затрат или облегчения доступа к недорогому капиталу. В сценарии HES более низкие эксплуатационные расходы на электрические технологии означают, что счета за электроэнергию и топливо по всему миру в 2035 году будут ниже, чем сегодня, — отметили авторы отчёта.

Электрификация снижает общие выбросы углекислого газа в энергетическом секторе во всех случаях, проанализированных в докладе МЭА. В сочетании с ускоренным переходом на источники с низким уровнем выбросов сценарий HES снижает выбросы от конечного потребления на 40 % к 2035 году, а общие выбросы в энергетическом секторе — более чем вдвое по сравнению с уровнем 2025 года. Однако для этого требуется существенное расширение масштабов производства электроэнергии с низким уровнем выбросов.