Страновая дифференциация и нефть как ключевой энергоноситель: как менялась индустрия
Энергетика — основа индустриального цикла развития, который человечество проживает последние 100—150 лет. Глобальное энергопотребление постоянно растет: если в начале 1900-х годов оно достигало 16 тыс. ТВт·ч, то сейчас цифра в 10 раз больше — около 160 тыс. ТВт·ч. Интересно, что график роста энергопотребления в мире при этом абсолютно комплементарен графику роста численности населения и даже повторяет его в основных переломах.
Параллельно с индустриальным развитием менялись ключевые энергоносители. В эпоху первой промышленной революции традиционную биомассу — дерево — заменил уголь. В 1800-х годах на него приходилось 1,5% в энергобалансе мира (около 100 ТВт·ч), к 1900-м годам — уже около 5-6 тыс. ТВт·ч, энергопотребление на основе угля выросло в 57 раз. Вторая промышленная революция на рубеже XIX и XX веков сделала флагманским энергоносителем нефть. В 1900-х годах на нее точно так же приходилось 1,5% в энергобалансе мира (около 200 ТВт·ч), тогда как через 100 лет — 42,3 ТВт·ч, что говорит о росте энергопотребления на основе нефти примерно в 200 раз.
Одним из ключевых следствий развития энергетики на «нефтяном» этапе стала серьезная страновая дифференциация. Государства разделились на два блока: энергетически бедные (с точки зрения подушевого потребления и совокупной мощности производства) и энергетически богатые. По уровню энергопроизводства вторые опережают первых в 100 раз, по уровню энергопотребления на человека — в 10 раз. Они же и становятся основными эмиссионерами СО2 в мире.
От дефицитной углеродной к неограниченной альтернативной энергии: что придет на смену нефти
Исторически сложившееся устройство сферы энергетики устарело, а использование традиционных энергоносителей загоняет человечество в тупик.
В частности потому, что в современной сборке индустрии в трансформационных переходах из одного типа энергии в другой образуются огромные потери. Основные — на уровне генерации, они достигают 50—60% и связаны с предельным КПД машин, которые занимаются выработкой и переработкой электрической энергии. Потери в сетях составляют 10-15%, в системе ЖКХ — от 15 до 40%. Закрыть их в старом технологическом пакете невозможно.
Кроме того, использование традиционных энергоносителей и наращивание уровня потребления приводит к экологическим проблемам и истощению ресурсов Земли. По данным проекта Global Footprint Network, если усреднить сегодняшний показатель потребления по миру, то человечеству уже нужно 0,75 дополнительной планеты.
При этом если экстраполировать прошлый опыт мирового электропотребления на будущее, то в начале 2100-х годов цифры должны вырасти до 900 млн ТВт·ч — уже на возобновляемых источниках энергии, которые в 2014 году занимали 1,5% в мировом энергобалансе и давали около 2,2 тыс. ТВт·ч. Ключевой вопрос — за счет каких технологий и методов можно достичь этого показателя, необходимого для дальнейшего развития глобальной экономики?
Здесь формируется крест нефти как ключевого энергоносителя. Углеводородную энергетическую эпоху отличает:
- дефицитность, ограниченность ресурса;
- большая эмиссия СО2;
- централизованная система распределения;
- фокус на генерации и потреблении энергии;
- добыча с использованием машин с низкоэффективным КПД.
На смену эпохе нефти приходит энергетика возобновляемых источников энергии. Их характеризует:
- неограниченность ресурса (постоянная мощность солнечного излучения, достигающего Земли, — около 174 ПВт энергии);
- устойчивость;
- фокус на сохранении и накоплении энергии;
- распределенная система;
- добыча с использованием микроэлектроники и постепенное удешевление процесса параллельно увеличению объема генерации: уже сейчас наблюдается экспоненциальное падение цены выработки киловатта в альтернативных источниках.
Основой для слома индустрии становится переход от автомобилей с традиционным топливом, которое сейчас занимает около 60% в структуре потребления нефти, к электроавтомобилям. А его обязательными условиями, по мнению экспертов, — выпуск на конвейере автомобиля, способного проходить на одной зарядке около 500 км, и выход производителя такого транспорта на операционную безубыточность.
Получается, что индустрия энергетики — одна из первых, где происходит трансформационный переход. В 2012 году с конвейера сошел автомобиль Tesla Model S, а по итогам 2019 года компания Tesla впервые показала прибыль. В течение этого же семилетнего переходного периода все ключевые производители объявили, что электроавтомобили становятся для них приоритетом №1 на будущее (кроме Toyota, которая сделала это только в 2022 году). По прогнозам аналитиков, уже к 2025—2026 годам больше половины продаваемых в мире машин будут электрическими.
Параллельно крупнейшие энергетические компании начинают инвестировать в альтернативную энергетику и избавляться от нефтяных активов. Ключевые игроки эпохи прошлого энергоперехода теряют свои позиции, как, например, компания General Electric, которая сейчас фактически находится на излете своего технологического и экономического цикла, а ее капитализация с начала 2000-х годов упала в 10 раз.
На смену этим компаниям приходят другие игроки энергетического сектора, появляются проекты, которые инвестируют в продукты нового энергетического портфеля. Они нужны, чтобы сформировать ресурс для дальнейшего рывка экономики и в целом развития человека как вида, в том числе преодоления монопланетарности. Именно здесь появляется пространство для стратегических предпринимательских ходов.
Задача бизнеса — помочь миру преодолеть границы старого технологического уклада
Предприниматель Артем Денисов, сооснователь проектов Quadro Electric Technologies, VOLTS Battery и ZEVS, считает, что 2022 год для энергетики в России — непростой, создающий много новых вызовов, но потому и интересный: «Цены на энергоресурсы в большей части мира растут, из-за чего технологии новой энергетики становятся более экономическими востребованными и потенциально окупаемыми. Это открывает перед бизнесом интересные перспективы».
По его словам, задача предпринимателей — искать нестандартные бизнес-модели в индустрии энергетики, которые помогут человечеству совершить энергопереход и найти новую точку роста, а не оставят его заложником старого технологического уклада. «Наша с партнерами гипотеза состоит в том, что нужно делать ставку на инновационный инжиниринг. Комбинировать технологии возобновляемых источников энергии с разными системами накопления — не только литий-ионными, но и водородными. И все-таки строить стабильную небольшую генерацию, такую как атомные и гидроэлектростанции», — уверен эксперт.
Перестраивать энергетическую систему надо постепенно
По словам предпринимателя Максима Перельмутера, выпускника программы «СКОЛКОВО Практикум», перестраивать существующую, пусть уже и отчасти неэффективную энергетическую систему надо постепенно.
Нужно выделить технологический полигон, где можно было бы экспериментировать, „обкатывать“ новые идеи — в части генерации, накопления энергии, управления спросом, — объясняет он. — Дальше — переносить успешные решения в особую энергетическую зону, где рамки законодательства чуть более гибкие. И только потом, когда станет понятно, что проект работает, он безопасен для энергосистемы, его можно масштабировать на уровень региона и всей страны.
Такой алгоритм сейчас проверяется в рамках проекта реализации инновационного вектора энергетической политики в Республике Татарстан.
