По сравнению с предшествовавшими энергопереходами отличительная особенность четвертого заключается в том, что он происходит в иных политических и технологических условиях. Предыдущие энергетические переходы характеризовались увеличением потребностей человечества в энергии, а выбор нового источника генерации в этом случае определялся в первую очередь его экономическими и технологическими преимуществами. Более того, завершившийся энергопереход никогда на приводил к исчезновению спроса на доминирующий энергоноситель-предшественник. Теперь же возникает риск, что многим странам, чьи экономики не считаются развитыми, придется на неопределенный период времени поступиться темпами экономического роста ради достижения целей «устойчивого развития». При этом эффективность новых источников энергии отходит на второй план.
По видам использованной первичной энергии в структуре электрогенерации выделяют четыре группы:
1. Тепловая энергия, получаемая при сжигании ископаемого топлива (уголь, газ, нефть, горючие сланцы и др.).
2. Гидроэнергия, включая гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС).
3. Ядерная энергия.
4. Энергия на основе нВИЭ. К ней прежде всего относятся энергия ветра, лучистая энергия Солнца, энергия приливов и энергия внутреннего тепла Земли (геотермальная энергия).
Рис. 5
Сравнительная структура суммарной установленной мощности электростанций различных типов (1992/2021)
Рассмотрим в динамике мировую структуру электроэнергетики по видам первичной энергии, исходя из изменений доли установленных мощностей и фактической выработки электроэнергии (см. рис. 5 и 6).
Значительное изменение в структуре мощностей электростанций различных типов началось около 10 лет назад. Стимулом для данного процесса послужили два резонансных события: авария на АЭС «Фукусима-1» (2011) и принятие Парижского соглашения по климату (2015), предусматривающего достижение углеродной нейтральности в качестве цели энергетической политики стран. В результате общемировую тенденцию можно охарактеризовать как планомерное снижение доли установленных мощностей всех видов генерации за исключением нВИЭ. Этот процесс происходит неравномерно как для разных регионов мира, так и для каждого из типов электростанций. Особенно резкое снижение доли установленных мощностей отмечается в ядерной энергетике: с 11,7 до 5 %, то есть сокращение удельного веса АЭС составило 53 %. Существенно уменьшение и доли ГЭС: с 21 до 15,3 % (сокращение на 28 %); доля тепловой электростанции (ТЭС) снизилась с 64,7 до 57,5 % (сокращение более чем на 11 %). Симптоматично, что в борьбе за углеродную нейтральность максимальные сокращения доли мощностей наблюдаются как раз в подотраслях низкоуглеродной генерации (АЭС и ГЭС).
Рис. 6
Сравнительная структура выработки электроэнергии в мире по видам первичной энергии (2004/2022)
Соответствующие изменения коснулись и структуры выработки электроэнергии. На рисунке 6 представлено сопоставление структур производства электроэнергии в 2004 и 2022 гг. Основные тенденции: значительное уменьшение доли производства ядерной энергетики и многократный рост выработки на электростанциях, опирающихся на нВИЭ. Изменение структуры выработки подтверждает не просто анонсирование, а фактическое начало четвертого энергоперехода.
Тепловые и гидроэлектростанции возникли практически одновременно на рубеже 1870–1880-х гг. Считается, что проект первой тепловой мини-электростанции, работающей на угле, был реализован немецким инженером Зигмундом Шуккертом в 1878 г. при строительстве замка Линдерхоф. В 1882 г. ТЭС большей мощности, известную как «Перл Стрит», запускает в Нью-Йорке Томас Эдисон; в 1883-м первая ТЭС появляется в Санкт-Петербурге.
С момента появления тепловые генерации надолго заняли в энергетике лидирующие позиции. В дальнейшем добавлялись лишь новые виды топлива и менялось их соотношение. Уголь и торф уступили место нефти, нефть с 1970-х гг. стала сдавать позиции в конкурентной борьбе с газом. Но окончательного отказа от «менее прогрессивного» в пользу «более прогрессивного» в глобальном масштабе не происходило. Вплоть до того, что, например, в начале XXI в. наметился «реванш» угля, чья доля в мировом энергобалансе вновь начала расти. Широкая доступность и относительная дешевизна данного вида топлива способствовали повышению спроса на него со стороны развивающихся стран.
Активное продвижение зеленой повестки в перспективе создает серьезную проблему для тепловой энергетики в целом, но для угольных генераций в особенности. Поскольку использование угля как топлива характеризуется максимальной эмиссией диоксида углерода в атмосферу.
Впрочем, пока курс на отказ от ТЭС сколько-нибудь заметен в основном в странах Западной и Южной Европы. Для большей же части мира тепловая энергетика остается главным видом генерации. На ее долю приходится около 56 % суммарной установленной мощности электростанций. И более 60 % вырабатываемой электроэнергии.