Возможности и риски энергетического перехода

Неизбежность энергетического перехода — постепенного отказа от углеводородов в пользу «чистой» энергетики — уже признали даже самые закоренелые скептики. Компании и государства наперегонки строят планы по сокращению производства и потребления традиционных энергоносителей, наращивая инвестиции в солнечную и ветровую генерацию, водородные технологии и т. п. Однако безудержный энтузиазм ничуть не лучше избыточного скептицизма. О выгодах и рисках энергоперехода — в исследовании Института развития технологий ТЭК.

Сегодня о выгодах энергоперехода говорят исключительно в терминах борьбы с глобальным потеплением и сокращения парниковых выбросов. Между тем существуют риски, который успешно вытесняются из общественного сознания. Негативные технологические, социальные, геополитические, инвестиционные и даже экологические последствия энергоперехода в настоящий момент оцениваются далеко не в полном объеме и могут нивелировать его позитивные составляющие.

Один из самых известных экономистов мира, занимающий данной проблемой, Вацлав Смил (Vaclav Smil) из Университета Манитобы в Канаде, считает не решенные пока проблемы ветро- и солнечной генерации, включая обеспечение непрерывности или даже саму возможность их использования в разных частях планеты, сигналом, что энергетический переход не будет быстрым и «переход от энергии угля и нефти на энергию ветра и солнца[…] вопрос не нескольких десятилетий, а вопрос поколений».

Между тем авторы программ и планов, посвященных вопросам энергоперехода, оперируют именно десятилетиями, причем десятилетиями считанными.

Например, Евросоюз намерен перейти к нетто-нулевым выбросам СО2 к 2050 году. «Изменение климата и ухудшение состояния окружающей среды представляют собой серьезную угрозу для Европы и мира. Чтобы преодолеть эти вызовы, Европе нужна новая стратегия роста, которая превратит Союз в современную, ресурсоэффективную и конкурентоспособную экономику», — говорится в преамбуле к так называемой «Зеленой сделке» (Green Deal).

К обязательству выйти на нетто-нулевой уровень выбросов СО2 присоединяется все больше компаний. Сегодня в их число входят такие энергетические гиганты, как ВР, Shell, Equinor, Repsol. Недавно к ним присоединилась Total, заявившая об увеличении инвестиций в низкоуглеродную энергетику до 20% от общего объема капиталовложений «к 2030 году или ранее». Буквально на днях первой из компаний США о целях достижения нетто-нулевых выбросов в 2045–2055 гг. объявила ConocoPhilips.

Плюсы, которые несет в себе переход от сжигания угля, нефти и газа к получению энергии от солнца и ветра, несомненны. Даже если оставить в стороне проблему антропогенного влияния на процессы глобального потепления, реальность и масштабы которого по-прежнему вызывают вопросы. Никто не спорит с тем, что тепловые электростанции и транспорт на углеводородном топливе помимо СО2 выбрасывают в воздух и массу загрязняющих веществ. Которые, в отличие от изменения климата, приносят прямой и немедленный вред здоровью людей.

Добыча, переработка и транспортировка углеводородов также относятся к экологически вредным производствам. Современные технологии способны свести риск ущерба окружающей среде к минимуму, однако от случайностей застраховаться невозможно, а цена ошибки крайне высока. Это показывают примеры катастрофических событий, таких, как крушение танкера Exxon Valdez на Аляске, взрыв платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе или недавняя авария танкера Wakashio, севшего на мели и разломившегося на две части у побережья Маврикия.

Развитие технологий делает использование ветровой и особенно солнечной энергии экономически выгодными. Наконец, инвестиции в безуглеродные энергетические технологии могут стать локомотивом нового этапа технического развития, Пятой промышленной революции. Человечество впервые в своей истории окажется в ситуации, когда ему не грозит исчерпание энергоресурсов и сможет перенаправить силы на другие перспективные исследования.

Однако каждая инновация, а энергетический переход — инновация масштабов всего человечества, открывает новые колоссальные возможности, но также несет новые риски, не учитывать которые нельзя.

Сегодня одним из наиболее перспективных направлений развития энергетики ВИЭ считаются технологии накопления и хранения энергии. Мощные аккумуляторные батареи, по замыслу сторонников «зеленой» энергетики, смогут заменить резервные ТЭС в энергосистемах, построенных на энергии ветра и солнца. А их легкие и емкие собратья сделают электромобили более привлекательными и удобными в эксплуатации, чем бензиновые и дизельные авто.

При этом принято умалчивать об экологическом ущербе, сопровождающем добычу сырья для таких аккумуляторов. И не только для них. Всемирный банк говорит о 17 так называемых «материалах энергетического перехода» (Energy Transit Materials, ETM), критически важных для развития солнечной, ветровой, геотермальной энергетики, систем накопления энергии, электрического транспорта. Среди них не только редкие или редкоземельные, но и совершенно обычные медь и алюминий.

Для достижения целей Парижского соглашения — ограничения глобального потепления цифрой ниже 2С до 2050 года — потребуется, по прогнозам Всемирного банка, 3-3,5 млрд т этих материалов. При этом годовое потребление трех из них, графита, лития и кобальта, к 2050 должно будет увеличиться более чем на 450% от уровня 2018 года.

Литиево-ионные батарейки — ключевой элемент в борьбе за «чистую планету». В аккумуляторе Tesla Model S содержится примерно 12 кг лития, накопителям для возобновляемой энергии его нужно еще больше. Спрос на литий все растет, с 2016 по 2018 год его цена удвоилась.

Однако добыча этого металла наносит непоправимый вред природе. В Литиевом треугольнике в Южной Америке, который захватывает части Аргентины, Боливии и Чили, содержится больше половины мировых запасов лития. Это также одно из самых сухих мест на земле. Чтобы добыть литий, шахтеры сверлят дыры в соляных равнинах и выкачивают богатый металлом соляной раствор на поверхность. Затем они на несколько месяцев оставляют его испаряться, после чего полученная смесь магния, калия, бура и солей лития фильтруется и испаряется еще раз в бассейнах для отстаивания. Должно пройти от 12 до 18 месяцев, чтобы из этой смеси можно было извлечь карбонат лития. Это эффективный и сравнительно простой процесс, но он требует много воды — почти 2 млн литров воды на тонну лития. В чилийской пустыне Атакама добыча лития поглощает 65% всей воды региона.

Еще одним проблемным ЕТМ называют кобальт, цена которого выросла в четыре раза за последние два года. Лидером по производству кобальта является Демократическая Республика Конго (Центральная Африка), где для его добычи зачастую используется детский труд. Мировые производители аккумуляторов пытаются бороться с этими практиками и ищут пути отказа от кобальта или хотя бы минимизации его применения. Однако пока эти усилия не приносят заметного эффекта.

Всеми перечисленными недостатками не обладает еще одна перспективная технология — водородная энергетика. Водород можно бесконечно использовать в замкнутом цикле «электролиз воды — сжигание с получением водяного пара — электролиз воды». В случае, если для электролиза используется «чистая» энергия солнца или ветра, получается идеальная с экологической точки зрения картина.

Именно водород как средство накопления и передачи энергии специалисты по ВИЭ называют «топливом будущего». Однако его использование связано со значительными технологическими рисками.

Смесь водорода с воздухом («гремучий газ») столь же взрывоопасна, как и смесь воздуха и природного газа (метана).

Это значит, что вся инфраструктура, связанная с хранением и транспортировкой водорода, должна будет иметь значительный запас прочности для предотвращения утечек и разрушения с потенциально катастрофическими последствиями. А значит, для ее изготовления потребуется значительно больше стали, для производства которой потребуется значительно больше энергии (в том числе угля). Пока применение водорода ограничивается экспериментальными рамками, этими соображениями можно пренебречь.

Однако широкое распространение водородных технологий потребует крайне внимательного и осторожного подхода к потенциальным рискам.

Есть и другие «темные стороны» энергоперехода, о которых в последние годы на волне всеобщего энтузиазма не принято говорить. Например, насколько «экологично» производить электричество для «чистых» электромобилей на угольных электростанциях? Сколько выбросов производят те, кто производят сами электромобили, ветряки и солнечные батареи? И насколько экологична утилизация последних?

Переход от конной тяги к двигателям внутреннего сгорания занял десятилетия — по сути, всю первую половину прошлого века. Сложно ожидать, что переход к миру с минимальным использованием углеводородного топлива пройдет быстрее.

Разнятся как оценки ситуации, так и планируемая скорость реализации действенных мер. Причем разных точек зрения придерживаются и сами крупнейшие производители углеводородного сырья. Так, например, компания BP считает, что пик потребления нефти в мире уже пройден, в то время как ОПЕК или EIA полагают, что мы увидим его только в начале 2030-х годов.

Более того, единства во взглядах нет и в самой нефтяной отрасли. Если американские ExxonMobil и Chevron продолжают считать нефтедобычу своим приоритетом, то такие компании, как BP, Royal Dutch Shell, Equinor и другие европейские нефтегазовые компании планируют значительные инвестиции в месторождения газа и возобновляемые источники энергии, к чему их активно подталкивает давление инвесторов и финансистов.

Анализ финансовой корпорации BlackRock указывает на еще один важный фактор: сегодня 78% всех мировых запасов углеводородов владеют не частные, а государственные компании. При этом крупнейшие глобальные фонды пока в основном рассматривают планы по снижению инвестиций в акции или долговые инструменты корпораций, и до сих пор не обращали внимание на государственные долговые бумаги, которые в их инвестиционных портфелях составляют 17%. Однако по мере расширения внедрения принципов ESG ситуация может начать меняться.

Возможно поэтому до сих пор разнятся и меры, предпринимаемые правительствами разных стран. Парижское соглашение по климату в апреле 2016 года подписали 196 стран-членов ООН, однако выбросы в США в 2018 году выросли на 3,4%, Китай не смог ограничить рост выбросов метана в угольном секторе, а Канада остается страной с самым высоким уровнем выбросов парниковых газов на одного жителя среди всех стран G20. Во многом это связано со значительным размером инвестиций в мероприятия по реализации инициатив в рамках энергетического перехода и снижения выбросов, а также неравномерностью размера выбросов для разных стран и корпораций.

Расчеты показывают, что 51% выбросов парниковых газов приходится на долю всего двадцати пяти корпораций и государственных компаний, при этом 71% всех выбросов производят сто мировых компаний.

При этом объем инвестиций крупнейших нефтяных компаний в альтернативные источники энергии и технологии снижения углеродного следа остается крайне низким — ни в одной крупной нефтегазовой компании мира они, по данным Financial Times, не превысили 5% ежегодных капитальных затрат.

Что в итоге? Очевидна необходимость многое делать уже сегодня, не менее очевидно, что делать это нужно планомерно и взвешенно. Вопрос на ближайшие десятилетия не стоит в категориях — либо только углеводородная энергетика, либо только возобновляемые источники. Энергетический переход предполагает сосуществование и углеродной энергетики, и возобновляемых источников. Меняться будет пропорция и эффективность, а также инвестиционные приоритеты и фокус регулирования отрасли. Спрос на углеводородное сырье не исчезнет, но конкурентное положение страны нетто-экспортера энергоресурсов в парадигме 2050 будет становиться все менее привлекательным.

Идеальный вариант — выработать и реализовать глобальную стратегию, согласованную с национальными стратегиями каждой их стран. К созданию подобной стратегии постепенно двигаются сегодня международные организации, включая ООН, реализуя различные экологические инициативы и инициативы по борьбе с изменениями климата. Однако назвать сегодняшние договоренности полноценной завершенной стратегией пока сложно — слишком масштабную задачу предстоит решить и слишком разные стартовые условия у многих стран. Сложность проблемы требует широкого изучения, детального сценарного анализа, вовлечения специалистов самого разного профиля. В то же время энергетический переход дает возможности для создания долгосрочного конкурентного преимущества. Важно не упустить такую возможность.

Институт развития технологий ТЭК