И того и другого и … можно без эмоций? К дискуссии о ВИЭ и атомной энергетике

В последнее время дискуссия между сторонниками и противниками ВИЭ в СМИ и Интернете достигла невиданного накала на фоне серьезных проблем с энергоснабжением, вызванных аномальными холодами в Европе и США. Например, в российских СМИ активно критикуется энергетическая политика в странах Евросоюза и США, основанная на использовании ВИЭ, которая привела к тяжелым последствиям в энергоснабжении (что на самом деле не так).

Другой объект многолетней критики — атомная энергетика. Общественное мнение западноевропейских стран требует от политиков отказа от атомной энергетики в пользу возобновляемой. Это давление выразилось в принятии государственных и межгосударственных программ, ориентированных прежде всего на развитие солнечной и ветровой энергетики, а также на использование водорода.

Самое удивительное, что зачастую приверженцы той или иной точки зрения проходят мимо сути спора — не задаются вопросом, а почему в тех или иных случаях делается ставка на ВИЭ, нефть, газ или АЭС? В результате часто приходится наблюдать за экспертами, которые с озабоченным лицом сетуют на низкую долю ВИЭ в энергетическом балансе РФ в сравнении с высокими показателями развития данного вида энергетики в странах Европы. При этом делается вывод о российском отставании и упущенных возможностях. Проблема, однако, в другом — ВИЭ действительно, помимо ряда других преимуществ, дают возможность кардинально снизить нагрузку на окружающую среду. Однако, если целью развития национальной энергетики ставится решение экологических и климатических проблем, например, достижение к определенному сроку безуглеродного энергообеспечения, как это уже сделали многие развитые страны и Китай, тогда необходимо развивать ВИЭ в сочетании (внимание!) с другими низкоуглеродными видами энергии — атомной и природным газом. Подчеркнем, это вовсе не противоречит идеологии и сути «энергетики 4.0» или «энергетики перехода».

ВИЭ являются наиболее привлекательными технологиями производства электроэнергии для обеспечения устойчивого безуглеродного развития в мире. При этом возникает ряд проблем технологического и экономического характера, которые возможно преодолеть только на основе системного подхода с использованием дополнительных технологий, принципиально новых подходов к управлению и регулированию энергетическими рынками и сложными энергетическими системами (в том числе, при переходе от преимущественно централизованных к преимущественно распределённым системам). Это, в свою очередь, требует дополнительных затрат на развитие энергетической инфраструктуры. В складывающихся условиях у атомной энергетики есть очень неплохие перспективы для развития как в странах с развитой экономикой, так и в развивающихся странах. Она может выступить в качестве дополнения к энергетике на основе ВИЭ. Россия, являясь одним из лидеров в области атомной энергетики, обладает рядом конкурентных преимуществ в условиях ужесточения требований и взятых на себя обязательств в области защиты окружающей среды и борьбы с изменениями климата.

В спорах рождается истина?

На протяжении нескольких последних лет в мире ведется широкая полемика (и не только внутри экспертного сообщества) по поводу приоритетов развития энергетики как на уровне отдельных стран, регионов, так и на мировом уровне. Причем на Западе наблюдается не просто дискуссия инженеров, экономистов, энергетиков и инвесторов — образовалось целое экспертное движение, которое доносит определенную точку зрения до общества, а затем оказывает влияние на государственную политику. В развивающихся странах наблюдается несколько иная картина — государство принимает решения более независимо от общественного мнения, но, тем не менее, дискуссии ведутся не менее жаркие. В ходе этих дискуссий между сторонниками того или иного пути развития энергетики уже успели выработаться устойчивые стереотипы: поддержка ВИЭ и распределенной энергетики —поле активности либералов, а традиционная энергетика (централизованно управляемая) — это любимое детище консерваторов [1].

В последнее время дискуссия между сторонниками и противниками ВИЭ в СМИ и Интернете достигла невиданного накала на фоне серьезных проблем с энергоснабжением, вызванных аномальными холодами в Европе и США. Например, в российских СМИ активно критикуется энергетическая политика в странах Евросоюза и США, основанная на использовании ВИЭ, которая привела к тяжелым последствиям в энергоснабжении (что на самом деле не так).

Пол Дорман:
Реальность такова, что рынок сказал «нет» атомной энергетике и «да» ВИЭ

Другой объект многолетней критики — атомная энергетика. Общественное мнение западноевропейских стран требует от политиков отказа от атомной энергетики в пользу возобновляемой. Это давление выразилось в принятии государственных и межгосударственных программ, ориентированных прежде всего на развитие солнечной и ветровой энергетики, а также на использование водорода.

Самое удивительное, что зачастую приверженцы той или иной точки зрения проходят мимо сути спора — не задаются вопросом, а почему в тех или иных случаях делается ставка на ВИЭ, нефть, газ или АЭС? В результате часто приходится наблюдать за экспертами, которые с озабоченным лицом сетуют на низкую долю ВИЭ в энергетическом балансе РФ в сравнении с высокими показателями развития данного вида энергетики в странах Европы. При этом делается вывод о российском отставании и упущенных возможностях. Проблема, однако, в другом — ВИЭ действительно, помимо ряда других преимуществ, дают возможность кардинально снизить нагрузку на окружающую среду. Однако, если целью развития национальной энергетики ставится решение экологических и климатических проблем, например, достижение к определенному сроку безуглеродного энергообеспечения, как это уже сделали многие развитые страны и Китай, тогда необходимо развивать ВИЭ в сочетании (внимание!) с другими низкоуглеродными видами энергии — атомной и природным газом. Подчеркнем, это вовсе не противоречит идеологии и сути «энергетики 4.0» или «энергетики перехода».

Энергетика и экономическое развитие

Возобновляемые источники электроэнергии оказались устойчивыми и надежными во время кризиса, связанного с COVID-19, и, как и следовало ожидать, во всех последних «респектабельных» прогнозах ожидается их устойчивый рост той или иной степени интенсивности [2].

ВИЭ обеспечат 80% покрытия роста мирового спроса на электроэнергию в течение следующего десятилетия и уже к 2025 году превзойдут уголь в качестве основного источника электроэнергии. Наиболее сильный рост ожидается в Китае, где прогнозируется увеличение производства электроэнергии из возобновляемых источников почти на 1500 ТВтч к 2030 году, что эквивалентно всей электроэнергии, произведенной во Франции, Германии и Италии [3].

В течение следующего десятилетия первенство в инвестициях при сооружении новых мощностей в электроэнергетике переходит от угольных к солнечным и ветровым станциям. Солнечные электростанции (СЭС) будут сооружаться более интенсивно по сравнению с другими генерационными установками, чему способствуют короткие сроки строительства, снижающиеся капитальные затраты и возможности, которые они предлагают для сокращения загрязнения окружающей среды. Безопасность цепочек поставок и наличие участков для размещения СЭС станут критичными факторами по мере развития солнечной энергетики. Вместе с тем в большинстве случаев больше не будет необходима прямая финансовая поддержка государства, хотя вспомогательные меры поддержки для стабилизации финансовых балансов по-прежнему будут играть существенную роль в ускорении развертывания мощностей и снижении затрат на реализацию новых проектов в солнечной энергетике.

Константин Суховерхов:
«Зелёная сделка» ЕС — угроза для России?

С 2010 по 2019 гг. средние затраты на производство солнечных станций упали на 80%. Кроме того, они пользуются теми или иными формами государственной поддержки в более чем 130 странах. Поддержка сделала возможным дешевое финансирование солнечной энергетики, и это сыграло большую роль в достижении рекордно низких цен.

Аналогичным образом прогнозируется значительный рост ветровой энергетики. За последнее десятилетие затраты на производство данного вида энергии снизились в среднем по миру примерно на 40%. Ветровая энергетика пользуется государственной поддержкой примерно в 130 странах, более 70 из которых намерены развивать шельфовые проекты. Совершенствование технологий и льготные условия финансирования позволят снизить затраты на морскую ветроэнергетику примерно до 50 долларов за мегаватт-час (МВтч) в следующие пять лет, что примерно вдвое меньше стоимости недавно завершенных проектов ВЭС.

Ядерная энергетика в последнее время продолжает свой рост в мире за счет Китая после завершения строительства первых очередей реакторов EPR и AP1000 в 2018 г., а первый реактор Hualong-1 планируется ввести в эксплуатацию к концу 2020 года.

Атомная энергия обеспечивала около 10% производства электроэнергии в 2019 г. и стала в мировом энергобалансе вторым по величине источником энергии с низким уровнем выбросов после гидроэнергетики. Ядерная энергетика внесла свой вклад в обеспечение надежности энергоснабжения: большинство реакторов продолжали работу на протяжении всей первой волны пандемии, несмотря на более низкие, чем обычно, уровни спроса. За счет АЭС стало возможным обеспечить определенную гибкость систем электроснабжения, а также в ряде стран снизить зависимость от импортируемого ископаемого топлива [4].

Ожидается, что к 2023 г. выработка электроэнергии на АЭС в мире вернется к докризисному уровню по мере восстановления на нее спроса, а к 2030 году, в зависимости от сценарных условий развития, вырастет на 15–30%, хотя ее доля в энергетическом балансе несколько снизится на фоне проявления различных тенденций в двух группах стран. В развивающихся странах с 2019 по 2030 гг. объем производства электроэнергии на АЭС увеличится на две трети, что повысит ее долю в суммарном производстве электроэнергии до 6%. В начале 2020 г. в стадии строительства находились АЭС общей мощностью 42 ГВт (из 62 ГВт). В 2030 г. мощность ядерной энергетики вырастет со 110 ГВт до 180 ГВт. Китай находится на пути к тому, чтобы стать лидером в области атомной энергетики к 2030 году, обогнав Соединенные Штаты и Европейский союз. На начало 2020 г. в Китае находились в эксплуатации 48 ядерных реакторов, 11 — в стадии строительства. КНР — одно из немногих государств, которое в соответствии с Парижским соглашением включило ядерную энергетику наряду с возобновляемыми источниками энергии в свою национальную программу по снижению выбросов. Те программы развития АЭС, которые осуществляются в России, Индии и на Ближнем Востоке, также могут способствовать расширению значения ядерной энергетики в мире [5] .

Алексей Чихачев:
Климатический поворот Пятой Республики

В странах с развитой экономикой атомная энергетика была крупнейшим источником электроэнергии в 2019 г., но в период с 2019 по 2030 гг. ее производство должно сократиться на 10% по мере старения парка реакторов и ввиду ограничений на строительство новых проектов. В течение следующего десятилетия выведено из эксплуатации более 70 ГВт на действующих в настоящее время АЭС. Продление сроков службы может обеспечить наличие около 120 ГВт, которые в противном случае будут закрыты к 2030 г. К началу 2020 г. строилось около 20 ГВт новых мощностей АЭС в Финляндии, Франции, Японии, Южной Корее, Словакии, Турции, Великобритании и Соединенных Штатах. В остальном прогнозируемые дополнительные мощности в странах с развитой экономикой ограничены.

В Европейском союзе к 2030 г. суммарная мощность АЭС снизится на 20%, при этом наибольшее сокращение произойдет в Германии (полное закрытие АЭС в этой стране будет достигнуто к 2022 г.), Бельгии, Испании и Франции. В Соединенных Штатах к 2030 г. установленная мощность АЭС снизится на 10%, несмотря на завершение строительства двух реакторов AP 1000 и предоставление пятью штатами США финансовых средств жизнеобеспечения в виде кредитов компаниям с нулевым уровнем выбросов. В Японии установленная мощность АЭС снизится с 33 ГВт в 2019 г. до 30 ГВт в 2030 г. Даже в странах, заинтересованных в развитии атомной энергетики, существует риск того, что от нее откажутся в скором времени в результате чрезвычайно сложных рыночных условий и рисков, связанных с новыми капиталовложениями. Есть высокая вероятность того, что это произойдет, несмотря на возможное признание атомной энергии «чистой» энергией и на то, что АЭС являются наиболее экономически эффективным источником электроэнергии с низким уровнем выбросов.

В целом по миру в 2021 г. инвестиции в возобновляемые источники энергии и атомную энергетику достигнут докризисного уровня, а к 2030 году ожидается их неуклонный рост до 420 млрд долл. В следующем десятилетии ВИЭ и ядерная энергетика совокупно составят до 80% общих инвестиций в производство электроэнергии.

Михаил Бутусов:
К вопросу об энергетической безопасности

Особенности развития атомной энергетики в России и мире

Атомная энергия — технологически проверенный источник электроэнергии со значительным потенциалом для внесения вклада в сокращение выбросов углерода. Она обладает множеством уникальных свойств, которые делают ее жизнеспособным вариантом для многих правительств по всему миру. Например, атомная энергия не только хороша тем, что является источником электроэнергии с нулевым выбросом углерода, но и тем, что может быть управляемой — она не зависит от погодных условий, что делает ее совместимой с ВИЭ. Кроме того, атомная энергетика вырабатывает больше энергии, чем другие источники энергии с нулевым выбросом углерода на единицу площади (требует меньше места для размещения).

Однако технологии использования атомной энергии требуют больших капиталовложений. На капитальные затраты может приходиться до 80% стоимости энергии от новой атомной станции. Поэтому снижение стоимости строительства станции (включая оборудование, строительные материалы и рабочую силу) имеет решающее значение для обеспечения конкурентоспособности ядерной энергетики.

Помимо высоких капитальных затрат, есть и другие проблемы — перспектива значительного увеличения сроков строительства и перерасходов бюджетов, а также неопределенность в отношении цен на электроэнергию в течение всего срока службы АЭС в эпоху все более дешевых возобновляемых источников энергии и достижений в технологии хранения энергии. Это побудило потребителей и других заинтересованных игроков (от налогоплательщиков до национальных правительств) тщательно проанализировать свое отношение к АЭС. Более того, ядерная авария на АЭС «Фукусима-1» в 2011 г. вызвала политические и социальные споры в отношении ядерной энергетики на некоторых рынках.

Вместе с тем, по оценкам ИНЭИ РАН, даже несмотря на то, что некоторые страны отказались от развития ядерной энергетики в будущем в пользу использования ВИЭ, к 2040 году мировое производство электроэнергии с помощью АЭС увеличится.

Ряд экспертов считает желательным, целесообразным и даже необходимым использовать атомную энергетику в сочетании с ВИЭ для достижения глобальных целей безуглеродного развития. Цели, поставленные в межгосударственных соглашениях по сокращению воздействия на окружающую среду при росте экономики, численности населения и складывающихся тенденциях технологического развития, могут оказаться недостижимыми при отказе от использования АЭС. Помимо этого, ряд специалистов считает интересными проекты совместного использования АЭС (базисные нагрузки) и ВИЭ (переменные нагрузки).

Весьма интересным для долгосрочного развития представляется новое направление разработок в атомной энергетике — создание мини-атомных реакторов и их последующая эксплуатация. Разработкой таких реакторов занимается ряд стран. Наибольших успехов добились Россия, США и Франция. Эти технологии особенно интересны для небольших стран или изолированных и удаленных регионов (в России уже строится такая мини-АЭС в Якутии).

Петр Кортунов:
Проекты Росатома на Ближнем Востоке: перспективы развития и потенциальные вызовы (2020 г.)

Учитывая технологическое лидерство России в ядерной сфере, именно атомная энергетика могла бы сыграть ведущую роль в низкоуглеродной технологической реструктуризации электроэнергетики в нашей стране. Переход к легководным реакторам нового поколения ВВЭР-ТОИ уже начался, и направление использования быстрых реакторов будет развиваться все более быстрыми темпами, ускоряя переход ядерной энергетики к смешанному, а затем и замкнутому топливному циклу. Кроме того, новые типы АЭС будут отличаться не только повышенной безопасностью и экономичностью, но и более низкой капиталоемкостью. Таким образом, удельные капитальные вложения энергоблоков ВВЭР-ТОИ предполагается снизить на 15% относительно текущего уровня; целевые спецификации для энергоблоков с реакторами на быстрых нейтронах будут еще на 15% ниже по сравнению с ВВЭР-ТОИ. Переход к технологиям замкнутого ядерного топливного цикла также позволит примерно в 2 раза снизить затраты на топливо при производстве электроэнергии на АЭС.

Введение платы за выбросы парниковых газов даже на уровне 600 руб. / Т СО2 существенно повышает конкурентоспособность безуглеродных энергетических технологий и приведет к увеличению мощности АЭС на 10% в 2050 г. по сравнению с базовым вариантом без платы за выбросы. Это составляет около 31% установленной мощности в ЕЭС России.

В России, где 2/3 территории — это удаленные и изолированные регионы с проблемами энергоснабжения, для новых технологий атомной энергии есть обширная сфера применения. Совершенно ясно, что для большой территории с низкой плотностью населения проблема развития энергетики не может решиться крупным сетевым строительством. Атомные станции малой мощности — один из самых реальных выходов из ситуации в данном вопросе.

Выводы

Проведенный анализ показывает, что ВИЭ являются наиболее привлекательными технологиями производства электроэнергии для обеспечения устойчивого безуглеродного развития в мире. При этом возникает ряд проблем технологического и экономического характера, которые возможно преодолеть только на основе системного подхода с использованием дополнительных технологий, принципиально новых подходов к управлению и регулированию энергетическими рынками и сложными энергетическими системами (в том числе, при переходе от преимущественно централизованных к преимущественно распределённым системам). Это, в свою очередь, требует дополнительных затрат на развитие энергетической инфраструктуры. В складывающихся условиях у атомной энергетики есть очень неплохие перспективы для развития как в странах с развитой экономикой, так и в развивающихся странах. Она может выступить в качестве дополнения к энергетике на основе ВИЭ. Россия, являясь одним из лидеров в области атомной энергетики, обладает рядом конкурентных преимуществ в условиях ужесточения требований и взятых на себя обязательств в области защиты окружающей среды и борьбы с изменениями климата.

1. Например, разногласия по энергетической политике США между республиканцами (Д. Трампом) и демократами (Б. Обамой, Дж. Байденом).

2. World Energy Outlook. International Energy Agency. Paris. 2020

3. Там же.

4. Там же.

5. Там же.