«До конца XX века существовала цивилизация огня»
«Ускоренный рост сегмента электромобилей будет происходить еще и потому, что его двигают ИТ-компании. Илон Маск – во многом «айтишник»».
Рынок энергетики меняется на глазах
- Беспрецедентная волна существенного расширения применения электроэнергии, фактически «вторая электрификация», которая сейчас разворачивается во всем мире, на мой взгляд, отлично вписывается в процесс формирования новой парадигмы мировой энергетической структуры, назовем ее фотонно-электронно-водородной. Почему настолько глобально надо смотреть на эти процессы? Основным источником энергии, и в первую очередь для всего транспорта, больше века являлась нефть. Именно двигатели внутреннего сгорания стимулировали глобальное потребление «черного золота». В настоящее время порядка 65% глобального нефтяного рынка – это транспорт (не только автомобили с 49%, но и авиация, суда, частично железные дороги – неэлектрифицированный сегмент). Нефть была главным стратегическим ресурсом в XX веке. И, безусловно, до сих пор остается в центре множества глобальных решений. Но сейчас происходит глубочайшая, тектоническая трансформация энергетических рынков. И этот тренд уже не получится повернуть вспять.
«Нефтяная» экономика – это экономика поиска новых месторождений, ресурсов и договоренностей, постоянного взаимодействия стран друг с другом. Сегодня есть интересные работы, которые рассматривают генезис цивилизации с позиций комплексного освоения различных форм энергии: в них ход человеческой истории рассматривается как поиск контроля над все большими запасами и потоками концентрированной энергии в разных формах, над ее трансформацией от длинных технологических цепочек к все более энергоэффективным и коротким. В этом смысле знания и технологии лишь способ, а экономика – скорость и масштаб. В случае нехватки сырьевой ресурс всегда начинает резко подниматься в цене, что фундаментально влияет на все экономические процессы, потому что в основе производства любого товара и услуги всегда лежит энергетика. А если начинает дорожать энергия – начинает пробуксовывать экономика. Эти процессы происходили весь ХХ век. Вся геополитика, понятно, тоже была «завязана» с нефтяным комплексом, с ТЭК в целом.
Но в XXI веке человечество получило возможность сменить парадигму, и все благодаря новым технологиям. Раньше искали нефть, газ, уголь, теперь появились солнечные батареи – по сути, полупроводниковые пленочные структуры, которые можно многократно реплицировать. И за счет этого получать новую экономику, в которой все зависит от инноваций. Это же фантастика: тонкая пластинка, на нее падает солнечный свет, а в результате в сеть выдается электроэнергия! Технологии фотовольтаики известны давно, но долгое время они оставались чрезвычайно дорогими. Впрочем, так было и с компьютерами: еще в начале 1990-х годов ученые мужи заявляли, что частоты, скажем, в 100 МГц практически нельзя достичь. А потом буквально за какие-то пять лет произошел качественный рывок, в результате практически все ограничения были сняты. Так случилось и с солнечной энергетикой.
В середине 1970-х ведущий советский ученый, академик Петр Капица выступал с докладом «Энергия и физика» на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР. И убедительно говорил, что солнечная энергетика не может рассматриваться как масштабная альтернатива традиционной, потому что капитальные затраты на ее производство слишком высоки, и на тот период даже не видно было путей по их снижению. Но только в прошлом 2020 году в мире было введено около 120 ГВт СЭС, это половина всей мощности ЕЭС России, а мы входим в первую пятерку крупнейших стран по установленным энергомощностям. Это, конечно, огромные объемы, причем солнечная энергия упала в цене на 87% за последние десятилетие, практически десятикратно
Электроэнергетический рынок сейчас растет за счет прихода совершенно новых классов инвесторов. И это не только крупные олигополистические компании-операторы, а уже и ритейлеры, например, шведская IKEA, которая размешает фотоэлектрические панели на крышах своих ТРЦ. Или частный домовладелец, выступающий в роли энергопросью́мера.
Второй фактор изменений – очень быстрый рост Китая, в последующем Индии. Быстро растущие экономики крупнейших по количеству населения стран – это глобальные игроки, прекрасно понимающие, что все основные крупнейшие месторождения уже были открыты и поделены в XX веке. Покупка нефти при растущей цене ставит их в уязвимое положение. Какие у них альтернативы? Искать ресурсы на своей территории или интенсифицировать новые направления производства энергии, не из углеводородов. К тому же энергетика, например, в Китае росла последние десятилетия и продолжает расти сверхбыстрыми темпами. В нашей стране в начале XX века был реализован план ГОЭЛРО, который отличался стремительными темпами роста, но у Китая аналогичный план в начале XXI века вышел еще более масштабным. При этом в основном энергетика там базировалась на угле, фактически 50% общемирового потребления угля в настоящее время приходится на один Китай. В результате он в своих густонаселенных мегаполисах получил весь экологический букет, свойственный угольной генерации.
Солнечная энергетика – это «энергетика пленки»
Электрическая энергия – самый эффективный вид энергии. Она мгновенно переходит в любой из других видов. Вы можете получить механическую работу за сотни, тысячи километров от объекта генерации, вы можете перевести его в свет, тепло, да во что угодно. И самое главное, этот вид подвержен высочайшей автоматизации, а устройства, работающие под воздействием электричества, обладают очень высоким КПД. Другими словами, расширяя спектр внедрения и применения электрической энергии, можно в разы нарастить производительность труда, создать условия для качественно нового уровня жизни, новой среды.
Понятное дело, что электроэнергия не берется из ниоткуда. До конца XX века существовала цивилизация огня, с передачей эстафеты от нефти к природному газу, от тяжелых углеводородов к более легким. Несколько утрируя, можно сказать, мы от людей каменного века со всеми нашими сверхтехнологиями, на самом деле, ушли не далеко. Они сжигали топливо у себя в пещере, мы сжигаем на ТЭЦ, выбрасываем диоксид углерода в окружающую среду и получаем тепло, электричество, механическую работу и т.д. Но эта цивилизация огня бесконечно продолжаться не может. СО2 словно соль в составе супа, стоит немного пересолить и есть станет невозможно; так и здесь, получаем парниковый эффект. Знаете, индейцы в Австралии тотально выжигали территории лесов, с целью проведения загонной охоты за дичью, то есть вели направленное разрушение природной среды. В результате – трагичное и драматическое уничтожение мегафауны, превращения влажных лесов в саванны и безжизненные пустыни. Или, например, существует теория, что на острове Пасхи ставили огромные каменные изваяния, вырубая лес – в результате там не осталось ни одного дерева. Можно найти аналогии и в современной модели углеводородной энергетики. Похоже, это поезд, разгоняющийся в одном направлении, и в определенный момент стало понятно, что либо он сойдет с рельс, либо экономика начнет буксовать и рушиться, либо случится экологическая катастрофа.
Безусловно, углеводородное топливо на транспорте и в энергетике не исчезнет в одночасье, но все-таки теперь появилась возможность получать электроэнергию с помощью ВИЭ. Возьмем угольную технологическую цепочку: на старте это шахта, потом обогатительная фабрика, затем железнодорожные перевозки, топливоприготовление на ТЭС, сжигание, золоотвал. Огромное количество инженеров на каждом участке решают узкие задачи. Солнечная энергетика – это «энергетика пленки». Тысяча умных голов постоянно улучшают технологию ее создания, десять тысяч роботов обрабатывает эти идеи. В итоге – экспоненциальный рост, схожий с ростом вычислительных мощностей, сроки удвоения – примерно два-три года.
Традиционная энергетика априори начинает сжиматься, как шагреневая кожа, хотим мы этого или нет. А за счет Парижского климатического соглашения процесс декарбонизации экономик стал глобальным и еще более быстрым. Фактически на конец 2020 года о достижении углеродной нейтральности к 2050-2060 годам заявили более 110 стран.
Еще в 2015 год фундамент мировой энергетики делился так: 48% – это тепловые решения, отопление, примерно треть – это транспорт, и примерно 20% – это электрическая энергия. Свыше 80% в топливной структуре занимали различные типы углеводородного сырья. На транспорт приходилось 32% этих ресурсов, и основным источником являлась нефть. Уголь на 90% используется только в производстве электрической энергии. А газ – и в производстве электрической энергии, и в промышленности, и в теплоснабжении (примерно по трети в каждой). Это топливо масштабно так и не «зашло» в транспорт, хотя является очень хорошим источником энергии, наиболее экологичным из всех видов углеводородов и, в отличие от нефти, и не требующим переработки. Электрическая энергия на транспорте тоже не применялась, потому что за весь ХХ век не было найдено эффективных способов ее хранения. Создать накопитель для электротранспорта, удовлетворяющий по цене и энергоемкости, до последнего времени не удавалось. И транспорт в ХХ веке смог стать автономным только благодаря ДВС.
Но в настоящее время ситуация изменилась, за последнее десятилетие произошел фундаментальный прорыв в технологиях производства литий-ионных аккумуляторов. Запасаемая удельная энергия позволяет создавать электромобили, способные преодолевать на однократном заряде дистанции в сотни километров, лучшие серийные образцы уже сегодня могут проехать 600-700 км. Опять же стоимость этих «батареек» за десятилетие снизилась фактически десятикратно. В 2015 году порядка 50% стоимости электромобиля приходилось на аккумулятор, однако к 2025 году его цена упадет до 25%.
И так что мы видим сейчас? Глобальные сдвиги как в потреблении, так и в производстве электроэнергии, которые стимулируются как технологическими прорывами, так и экологическими, и климатическими задачами. Кроме того, если в ХХ веке всем рулили две самые крупные финансовые группы в мире: банкиры с их процентной ставкой, и энергетики, нефтегазовые концерны, то сейчас к ним добавился ИТ-сектор. Айтишников раньше просто не было, никто не понимал еще в 1970-х, что это за «фруктовая компания» Apple. Сложно было даже представить, как эти ребята перевернут мир. А сегодня есть оценки, что уже к середине 2030-х основные фонды ИТ-индустрии превысят основные консолидированные фонды всех остальных производственных секторов вместе взятых, хотя в подобное и сложно поверить.
Поэтому ускоренный рост сегмента электромобилей будет происходить еще и потому, что его двигают ИТ-компании. Илон Маск – во многом «айтишник». В какой-то момент ИТ-сектор понял, что рынок компьютерами уже насыщен. Перешли к ноутбукам, планшетам, смартфонам, но снова уперлись в потолок. Куда двигаться? Сегмент транспорта – наиболее оптимальный выбор. Автомобиль – тот же гаджет, через который можно продавать разные услуги, как в том же смартфоне. Плюс – это огромный рынок, порядка 100 млн авто в год производится в мире. И это очень высокотехнологичный сегмент, открытый к инновациям: большие массивы информации или, как принято говорить, подлинные SmartDate. Только представьте – дрон-электромобиль несется со скоростью выше сотни км/час, и разработанные самообучающиеся алгоритмы должны не только с высоким разрешением получать потоковое видео и распознавать образы, но и принимать мгновенные решения по его управлению. Фактически для ИТ-индустрии это вершина технологического айсберга, возможность покорить Эверест, а в не далеком будущем – бескрайний рынок в два миллиарда электротранспортных средств в мире. К тому же с помощью ставки на ВИЭ и технологии хранения энергии ИТ-компании снижают свою зависимость от классической энергетики. Поэтому ИТ-сектор – это одни из флагманов новой энергетической парадигмы, и очень крупный игрок на формирующемся электромобильном рынке.
Следующий вопрос – репликация, удешевления технологий и объемов производства. Чем более технологичен продукт, тем меньше в нем элементов, он более эргономичный, компактный, более легкий. В электромобили всего 3,5 тыс. запчастей, в обычном автомобиле с ДВС – в десять раз больше. Это не учитывая технологию литья пресс-форм корпусов электрокаров из алюминия под высоким давлением, когда количество деталей может быть сокращено еще практически на порядок. Значит, в случае с электромобилем можно будет сократить и количество вендоров, и большую часть прибыли оставлять на производстве, внутри автоконцерна! Неудивительно, что при всей сложности реиндустриализации автопроизводители заинтересованы в развитии индустрии электромобилей.
Если до «ковида» считалось, что Европа подойдет к 30% продаж электромобилей в общем объеме продаж только к 2030 году, то буквально за год все переформатировалось. Во время пандемии мир не только прошел турбулентность локдаунов, он пережил глубочайший спад в потреблении углеводородов, когда стоимость нефти показывала отрицательные котировки. Вслед за которыми обрушилась акции крупнейших энергетических компаний, что в свою очередь заставило их переобуться в воздухе и начать скупать акции компаний или энергомощности из сектора «зеленой» энергетики. Как результат, сегодня более десятка крупнейших углеводородных компаний мира, среди которых Royal Dutch Shell, Equinor, BP, TotalEnergies и другие, частично перекрашиваются и заявляют об амбиционных планах трансформации через 15-30 лет в безуглеродные компании. Подобное несколько лет назад было сложно представить.
Аналогичная волна по ускорению развития экологичных транспортных средств охватывает мир. В текущем году в Европе уровень продаж электромобилей достиг 20%, и аналитические агентства в срочном порядке пересматривают прогнозы, рисуя уровень продаж в 70% к 2030-му. Есть, безусловно, и страны лидеры, например, в 2010 году в Норвегии было продано порядка 1,4% электромобилей, в текущем году – уже около 56% и еще 30% подключаемых гибридов (электромобиль с малым запасом хода, плюс ДВС), 8% классических гибридов, типа Toyota Prius, и 8% автомобилей с ДВС. Вот вам картина изменений, сучившихся всего за 11 лет в богатой углеводородами северной европейской стране.
Итак, напомню: треть потребления всех мировых энергоресурсов – это транспорт. За счет его гибридизации эта доля может сократиться вдвое. За счет внедрения электротранспорта – еще в два раза. Либо 32% углеводородов, либо плюс 7% электроэнергетики – все для того, чтобы перейти в новую зону комфорта. Потребление в зоне электрической энергии вырастет, но фундаментально снизится потребление нефти. Производимая нефть будет использоваться по рациональному назначению, для получения новых видов полимерных, композитных материалов, в том числе корпусов для электромобилей. В заключении хочется сказать, что будущее распахивает двери только лучшим идеям и технологиям, а история отделяет зерно от плевел. На мой взгляд, мы фактически уже вошли в это электромобильное будущее с фотонно-электронно-водородной энергетикой и комплексным развитием природоподобных технологий
«РусГидро» расширяет сеть своих ЭЗС на Дальнем Востоке и собирается связать не только города ДФО друг с другом, но и Владивосток… с Москвой! Развитие инфраструктуры пока что опережает рынок, но без нее он и не вырастет.
Одобренная правительством Энергетическая стратегия до 2035 года на фоне коронакризиса оказалась сильно оторванна от быстро изменившейся реальности. Но, когда все закончится, пересматривать придется все долгосрочные прогнозы.