В современных условиях, особенно в свете продолжающегося глобального энергетического кризиса начала 2020-х, концепция «войны за ресурсы и пути их транспортировки» как части теории экономической безопасности остается доминантой мировой политики и наглядно иллюстрируется событиями начала XXI в. в Ираке, Ливии, Алжире, Йемене, Сирии, Венесуэле и др. Не в последнюю очередь это находит отражение и в санкционно-репрессивных мерах глобального Запада против России.

Энергетические переходы, их классификация и особенности

Как было отмечено выше, за XIX–XX вв. в мировой энергетике можно выделить три этапа развития, каждый из которых вызвал соответствующие изменения промышленной и социальной структуры, а также политических воззрений и идеологий. Смену каждого этапа новым принято называть энергетическим переходом, определяющим значительные качественные изменения мировой энергетической системы^[14].

Термин «энергетический переход» впервые был использован в США после нефтяного кризиса 1973 г. После второго «нефтяного шока» 1979 г. содержание термина «энергопереход» стали связывать с приоритетным использованием ВИЭ^[15]. Популяризацию термина «энергопереход» связывают с именем канадско-чешского исследователя Вацлава Смила^[16].

В истории человечества выделяют четыре энергоперехода:

1. Первый энергопереход – от биомассы (дрова, древесный уголь, бытовые и сельскохозяйственные отходы, др.) к углю (доля угля в выработке первичной энергии в 1840 г. – 5 %, в 1900 г. – 50 %);

2. Второй энергопереход – увеличение доли нефти в выработке первичной энергии (1915 г. – 3 %, 1975 г. – 45 %);

3. Третий энергопереход – расширение использования газа (1930 г. – 3 %, 2017 г. – 23 %);

4. Четвертый энергопереход – переход к ВИЭ: энергии ветра, Солнца, приливов и т. д. (2017 г. – 3 %).

Предпосылки для четвертого энергоперехода были заложены еще в 1980–1990 гг. Было очевидно, что антропогенное влияние на климат из-за использования углеродных энергоресурсов в масштабах планеты становится критическим, а неравномерность распределения традиционных энергоресурсов несет в себе угрозу энергетической безопасности развитых стран. Тем не менее только в XXI в. технологии позволили достичь приемлемых и конкурентных уровней КПД ВИЭ и сделать их действительно реальной альтернативой источникам традиционным.

В свете начавшегося в 2022 г. мирового энергетического кризиса тенденции четвертого энергоперехода становятся разнонаправленными и неоднозначными. Так, МЭА отмечает к ноябрю 2022 г. многократный относительно предыдущих лет рост инвестиций в возобновляемую энергетику (до уровня в $1,15 трлн) и прогнозирует их объем к 2030 г. на уровне, превышающем $2 трлн в год (см. рис. 2).

Рис. 2.

Государственные расходы на поддержку инвестиций в экологически чистую энергию и в краткосрочные меры по обеспечению доступности энергии для потребителей, $ млрд

Источник: МЭА.

МЭА в своем отчете от декабря 2022 г.^[17] прогнозирует кардинальное изменение структуры баланса производства электроэнергии. Согласно прогнозу ВИЭ в начале 2025 г. станут основным источником электроэнергии на планете. Флагманами в данном направлении, как ожидается, будут Китай, ЕС, США и Индия, которые должным образом проводят реформы рынка и нормативного регулирования.

Следует учитывать, что 95 % указанных МЭА объемов инвестиций в возобновляемую и низкоуглеродную энергетику будут принадлежать развитым странам, в первую очередь США и странам ЕС. Таким образом, в современных условиях можно констатировать растущую дифференциацию между переходящим на безуглеродную энергетику глобальным Севером и увеличивающим объем использования традиционных энергоресурсов глобальным Югом (см. рис. 3).

Рис. 3.

Инвестиции в возобновляемую энергетику в развитых и развивающихся странах по состоянию на ноябрь 2022 г., $ млрд

Источник: МЭА.

МЭА прогнозирует увеличение абсолютных объемов использования традиционных источников энергии, таких как газ, нефть и уголь, на период до 2030 г. (при снижении их доли в общем производстве). При этом агентство прогнозирует пик потребления нефти в абсолютных значениях в 2030 г.

В целом, с учетом продолжающегося энергоперехода, в предстоящие 30 лет в энергетике ожидаются различные, в том числе крупные, технологические прорывы, но новая технологическая революция маловероятна^[18]. Направления некоторых таких технологических прорывов уже заложены: развитие и совершенствование технологий использования ВИЭ, газификация угля, промышленная добыча газовых гидратов и др. Данный вектор развития, обеспечивающий как снижение «экологической нагрузки», так и расширение ресурсной базы (в том числе возобновляемой), сможет на долгий период сдвинуть пики добычи традиционных энергоресурсов и одновременно снизить волатильность цен на энергию и замедлить их повышение.

Отдельно стоит отметить прорывные технологии – например, накопители энергии и топливные элементы новых типов, позволяющие использовать такие виды энергоносителей, как метан и водород (в настоящее время слабо востребованные). Ожидается, что, придав импульс развитию мобильной энергетики и «зеленого» транспорта, эти технологии поспособствуют существенному смещению приоритетов между централизованным и децентрализованным энергоснабжением, повышая энергетическую мобильность и предоставляя человечеству расширенные возможности для освоения новых территорий.

Общество и энергетика переживают очередную структурную перестройку. Современный глобальный энергетический кризис существенным образом влияет на три группы факторов, характеризующих технологический, демографический и социальный тренды глобального развития.

Технологический тренд воздействует на эффективность использования энергии, начиная от добычи и использования первичных энергоресурсов до производства, поставки и потребления вторичной энергии.

Демографический тренд влияет на общий объем спроса на энергетических рынках (при этом нельзя забывать, что в последние годы наблюдается тенденция к замедлению общего прироста населения, а в развитых странах зачастую и к его убыли).

Социальный тренд воздействует на качественный рост потребности людей в новой продукции, технологиях, информации, предметах личного пользования и т. д.

Компетентный прогноз ожидаемого состава и масштабов применения новых энергетических технологий в период до 2050 г. в свое время дало МЭА^[19]. Утверждается, что восемь классов технологий (более 120 наименований) преобразования энергии и девять классов (почти 170 видов) технологий использования энергии способны решить стоящие перед энергетикой задачи по меньшей мере до 2030 г.

Основной упор в своем докладе и перечне технологий МЭА делает на расширение использования ВИЭ, повышение их доступности и распространения с общим трендом на внедрение технологий четвертого энергоперехода.

Отдельно стоит отметить уникальную роль России в таких условиях. Помимо колоссальных запасов традиционных углеводородных источников энергии, Россия, в отличие от большинства стран Запада, имеет значительный ресурс неиспользованного гидропотенциала, что может стать ключом к обеспечению энергоперехода и снижению карбонового следа в нашей стране. Если в странах ЕС, США, Японии и других развитых государствах гидропотенциал используется на 60–80 %, то в России в настоящее время этот показатель составляет около 20 %.

Традиционные источники энергии

Под традиционными источниками энергии в большинстве исследований понимают углеводородные ресурсы, на протяжении последних 150 лет составлявшие основу топливно-энергетических балансов большинства стран мира. К ним относят уголь, нефть и природный газ.

Свойства данных энергетических ресурсов – высокая энергоотдача, невозобновляемость, технологическая развитость методов разведки, добычи, транспортировки, дальнейшей переработки и использования в энергетике, локализованность регионов добычи, наличие сопутствующих выбросов парниковых газов и других загрязняющих веществ в процессе переработки и сжигания.

Использовать уголь в качестве топлива начали еще на заре современной человеческой цивилизации. Добыча, пусть и примитивная, ископаемого каменного угля велась в Древнем Китае и античной Греции. Источники свидетельствуют, что углем отапливались многие древнеримские виллы, что подтверждают и результаты археологических раскопок на территории Помпей. Само название «антрацит» произошло от греческого слова «антракс» (anthrax), или «горящий камень», – так характеризовал уголь в 315 г. до н. э. ученик Аристотеля Теофраст.

С закатом Римской империи про каменный уголь почти забыли, используя для отопления и выплавки металла только древесный. Однако с повсеместным развитием металлургии и совершенствованием технологий запасы промышленной древесины резко сокращались, и к середине XVII в. человечество вновь обратилось к ископаемому углю как к базовому энергоресурсу.

Чуть ранее, в ХVI в. ученые впервые начали задумываться о происхождении данного минерала. Средневековый врач и алхимик Парацельс (Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, 1493–1541) рассматривал уголь как сырье минерального происхождения, называя его «камни, измененные действием вулканического огня». Немецкий ученый-минералог Георг Агрикола (1490–1555) считал, что уголь – это отвердевшая нефть.

В XVII в. на территории многих европейских государств начинается целенаправленная разведка и разработка месторождений каменного угля, использование которого в качестве топлива на протяжении XVIII–XIX вв. постоянно росло, чему способствовало распространение паровых машин, а затем – появление технологий преобразования тепловой энергии в электрическую.

Эра угля продолжалась до изобретения двигателя внутреннего сгорания, после чего уголь был вытеснен из автомобильного, водного и железнодорожного транспорта.

С середины XX в. основными потребителями угля выступали теплоэнергетика, металлургия, а в удаленных районах и некоторых развивающихся странах – жилищно-бытовой сектор.

Если рассмотреть подробно достоинства и недостатки генерации электрической и тепловой энергии на угле, то к очевидным достоинствам можно отнести следующие:

1. Огромные мировые запасы. Только разведанных запасов угля при сохранении текущего уровня потребления хватит на 300–400 лет, их суммарный объем превышает 1 трлн тонн.

2. Уголь – один из самых надежных и независимых видов топлива (наряду с газом и мазутом). Предсказуемость добычи и транспортировки, независимость от сезонности и погодных условий делают его незаменимым в качестве резервного источника энергии.

3. Сравнительная дешевизна. Генерация энергии на угле при нынешнем уровне развития технологий в полтора-два раза дешевле, чем при использовании ВИЭ.

4. Взаимозаменяемость. Современный уровень развития технологий позволяет осуществлять перевод угольных теплоэлектростанций на биотопливо, газ и другие виды топлива со сравнительно минимальными вложениями, при этом сохранив действующую локацию и основные фонды и обеспечив непрерывность поставок энергии потребителям.

5. Энергобезопасность. Уголь в силу широкого распространения позволяет многим государствам и регионам обеспечивать энергетическую независимость от поставок более дефицитных видов топлива при генерации электрической и тепловой энергии.

6. Сравнительная легкость и безопасность хранения.

7. Химический состав позволяет использовать уголь не только для генерации энергии. Сам уголь и его побочные продукты используют при производстве фенола, углеродного волокна, металлического кремния, креозотового масла, нафталина, аспирина, мыла, красителей, шампуней, зубных паст и тканей. Активированный уголь применяют для производства фильтров для воды, очистителей воздуха и аппаратов для почечного диализа.