Ликбез: как измеряется электрификация экономики?

🧮 Уровень электрификации можно представить не только как долю граждан страны, имеющих доступ к электроэнергии, но и как долю электричества в структуре конечного энергоспроса в различных отраслях экономики.

🇪🇺 Например, в ЕС суммарный энергоспрос в транспортном секторе в 2022 г. достиг 11,7 млн тераджоулей, из них лишь 2% (229 тыс. тераджоулей) приходилось на электричество, тогда как 98% (11,5 млн тераджоулей) – на все прочие источники, включая газ и нефтепродукты.

👉 Тем самым уровень электрификации транспорта в ЕС в 2022 г. составил лишь 2%. Для сравнения: в жилищном секторе доля электричества в первичном потреблении энергоресурсов составила 25%, в промышленности – 33%, в коммерческом секторе и сфере госуслуг – 50%, а во всех прочих отраслях – 32%.

⚡️ В целом по экономике ЕС уровень электрификации в 2022 г. достиг 23%. В ближайшие годы этот показатель будет расти, в том числе благодаря распространению гибридов и электромобилей.

📈 ВИЭ будут лидерами по темпам прироста глобального потребления первичной энергии, следует из долгосрочного прогноза Российского энергетического агентства.

👉 Согласно базовому сценарию («Рациональный технологический выбор»), доля ВИЭ в мировом энергобалансе к 2050 г. достигнет 31%, однако доминирующее положение все сохранят углеводороды, общая доля которых будет составлять 56%.

⚡️ Рост спроса на низкоуглеродные источники повлечёт за собой увеличение выработки на гидроэлектростанциях. Согласно базовому прогнозу РЭА, прирост электрогенерации на ГЭС к 2050 г. достигнет 136%, а в сценарии «чистого нуля» – на 238%.

👉 Одним из драйвером развития отрасли станет строительство гидроаккумулирующих электростанций, которые, как правило, оснащены двумя резервуарами с перепадами высот, что позволяет утилизировать излишки электроэнергии с ветровых и солнечных генераторов: ночью эти излишки могут направляться на перекачку воды из нижнего резервуара в верхний, откуда вода сбрасывается в утренние часы роста энергоспроса.

⚛️ Рост интереса к снижению выбросов будет оставаться важным драйвером развития атомной энергетики. Согласно базовому прогнозу РЭА, к 2050 г. глобальная выработка электроэнергии на АЭС увеличится на 56%, а в сценарии «чистого нуля» – на 166%.

👍 АЭС – один из немногих источников низкоуглеродной энергии, не зависящих от погодных условий. Единственным ограничением являются плановые ремонты на АЭС, для сокращения периодичности которых потребуется обновление парка атомных реакторов. Как следствие, АЭС будут входить в число отраслей-лидеров мировой энергетики по темпам прироста капиталовложений.

👉 Электрификация мировой экономики будет главным трендом энергоперехода: согласно базовому прогнозу РЭА, глобальное потребление электроэнергии к 2050 г. увеличится в 2,3 раза. При этом доля электроэнергии в структуре первичного энергоспроса в промышленном секторе увеличится с 2% до 34%.

📈 Эффект низкой базы обеспечит статистически высокие темпы прироста спроса на водород. Согласно базовому прогнозу РЭА, глобальное потребление водорода к 2050 г. увеличится более чем на 10000%, достигнув 0,6 млрд тонн нефтяного эквивалента (н.э.), или более 200 млн т H2,

🏭 Свыше двух третей глобального спроса на водород будет приходиться на промышленность и электроэнергетику и ещё почти треть – на транспорт.

📌 Торможение спроса на нефть в наземном транспорте;
📌 переход с угля на газ в электроэнергетике;
📌 ренессанс «атома», бум ВИЭ и водородной экономики
– эти и некоторые другие факторы позволят сократить углеродный след в мировой энергетике.

👉 Согласно базовому прогнозу РЭА, глобальные выбросы CO2 и метана от использования энергоресурсов к 2050 г. снизятся на 34%, а в сценарии «чистого нуля» – на 74%.

Накопители обеспечат четверть ввода энергомощностей в США

🇺🇸Ввод новых мощностей в электроэнергетике Штатов в нынешнем году превысит прошлогодний уровень более чем в полтора раза, следует из прогноза EIA. Если в 2023 г. было введено в эксплуатацию 40,4 гигаватта (ГВт) накопителей и электростанций, то в 2024 г. этот показатель достигнет 62,8 ГВт, из них 14,3 ГВт (23%) будет приходиться на системы хранения энергии.

💪 Свыше 80% ввода новых накопителей (5,2 ГВт) обеспечат Калифорния и Техас. Крупнейшим проектом станет Menifee Power Bank (на 460 МВт), который будет завершён в нынешнем году на площадке бывшей газовой электростанции в калифорнийском городе Риверсайд. Общая мощность систем хранения энергии в США по итогам нынешнего года практически удвоится, достигнув 29,8 ГВт. Это облегчит балансировку энергосистемы в условиях пасмурной и безветренной погоды, особенно в штатах с высоким уровнем развития ВИЭ: например, в Калифорнии по итогам первых одиннадцати месяцев 2023 г. на долю возобновляемых источников (включая гидроэлектростанции) приходилось 49% выработки электроэнергии, а в Техасе – 27% (включая автономные источники в промышленности и коммерческом секторе).

☀️ При этом Калифорния и Техас в нынешнем году обеспечат в общей сложности 45% ввода фотогальванических панелей, ещё 6% обеспечит Флорида. Общенациональный ввод солнечных электростанций достигнет 36,4 ГВт, почти вдвое превысив показатель 2023 г. (18,4 ГВт). Важным драйвером развития отрасли является удешевление технологий: если в 2014 г. удельная стоимость ввода солнечных панелей в США составляла в среднем $3492 на киловатт (кВт) мощности, то в 2021 г. – $1561 на кВт, согласно подсчётам EIA (более поздних данных нет). Рост доступности технологий стимулирует развитие солнечной генерации за пределами упомянутых трех штатов: например, в штате Невада (на западе США) в 2024 г. будет введен в эксплуатацию комплекс Gemini, который будет оснащен фотогальваническими панелями 690 мегаватт (МВт) и накопителями на 380 МВт. Он станет крупнейшей солнечной электростанцией страны.

🥉 Третье место по темпам ввода новых мощностей займут ветрогенераторы (8,2 ГВт), в том числе за счёт ввода двух новых морских электростанций на восточном побережье США – проекта Vineyard Wind 1 в штате Массачусетс (на 800 МВт) и South Fork Wind в штате Нью-Йорк (на 130 МВт). Первую пятёрку замкнули газовые и атомные электростанции, общие темпы ввода которых достигнут 3,6 ГВт, в том числе за счёт запуска четвёртого энергоблока АЭС «Вогтль», намеченного на март 2024 г.
https://globalenergyprize.org/ru/2024/02/28/nakopiteli-obespechat-chetvert-vvoda-novyh-moshhnostej-v-jelektrojenergetike-ssha/

📈 Согласно инерционному сценарию РЭА, первичное потребление жидких углеводородов к 2050 г. увеличится на 24% (до 5,2 млрд т), тогда как базовый прогноз предполагает сокращение почти на 40% (до 2,6 млрд т), а сценарий чистого нуля – на 70% (до 1,2 млрд т).

🚚 Фактические темпы прироста спроса будут во многом зависеть от ситуации в транспортном секторе, на которую, в свою очередь, будут влиять:

📌 Динамика добычи лития – как из твердых пород, так и минерализованных подземных вод;

📌 Скорость внедрения автомобилей на топливных элементах в грузовом и легком коммерческом транспорте;

📌 Электрификация и «газификация» морских перевозок, основным топливом для которых остаётся мазут;

📌 Удешевление электромобилей, в том числе в период эксплуатации, для которого характерна более высокая частота поломок, чем у автомобилей на ДВС;

• Решение проблемы утилизации литий-ионных аккумуляторов.

🗓 Параметры долгосрочного прогноза РЭА для любителей точных цифр👆

📌 Базовый («Рациональный технологический выбор») и инерционный сценарии («Всё как встарь») предполагают рост спроса на природный газ, который благодаря экологичности и удобству использования в электроэнергетике и морском транспорте будет оставаться фаворитом рынка углеводородов;

📌 В свою очередь, со сценарием «чистого нуля» базовый прогноз «роднит» прирост выработки из ВИЭ и на АЭС, который связан как с удешевлением ветровой и солнечной генерации, так и необходимостью получения низкоуглеродной энергии в режиме 24/7;

📌 Все три сценария объединяет рост использования геотермальных ТЭС, которые можно использовать не только для выработки электрической, но и получения тепловой энергии, востребованной в промышленности и жилищном секторе.

💸 Цена газа на Henry Hub, крупнейшем в США «торговом узле», достигла 20 февраля 2023 г. $1,50 за млн британских тепловых единиц, или $53,7 за тыс. куб. м, что стало минимумом за последние более чем 25 лет.

👉 Однако более показательной является долговременная динамика цен: в период с 2019 по 2023 гг. средняя цена газа на Henry Hub составила $124 за тыс. куб. м, тогда как на ключевом в Европе хабе TTF – $556 за тыс. куб. м. Более низкие цены стали возможны благодаря:

📌 Сланцевой революции в США, обеспечившей прирост добычи газа на 90% с 2000 по 2022 гг. (с 537,1 млрд до 1017,9 млрд куб. м);

📌 Более медленным приростом внутреннего спроса: если добыча газа с 2000 по 2022 гг. выросла на 480,8 млрд куб. м, то внутренний спрос – на 250,7 млрд куб. м, включая поставки на заводы по производству СПГ;

📌 Сравнительно низкой ролью экспорта: доля экспорта СПГ, а также трубопроводных поставок газа в Канаду и Мексику в структуре газодобычи в 2022 г. составила лишь 19% (193,3 млрд куб. м из 1017,9 млрд куб. м).

Пермские ученые добавили в скважину гель из мыла, соли и пищевой добавки, чтобы защитить нефть от воды

Ученые из Пермского политеха разработали водозащитный гель для нефтяных скважин на основе распространенной пищевой добавки — ксантановой камеди (ксантана). Обычно это природное химическое соединение в виде белого порошка без запаха используют в составе буровых растворов, чтобы очищать скважину от грунта. Пермяки впервые применили ксантан для борьбы с обводненностью скважин.

Нефтяные скважины постепенно изнашиваются и теряют герметичность. В результате вместе с нефтью в скважину поступает вода из окружающего грунта — это снижает объем добываемой продукции. Для борьбы с обводненностью скважин используют водоизоляционные составы. Чаще это цементные смеси, которые блокируют приток и воды, и нефти, либо водоизоляционные составы, которые подходят не каждому грунту и плохо переносят высокие температуры.

Ксантан обладает высокой проникающей способностью, и при этом он недорогой. Кроме него в состав нового геля вошли магниевая соль (чтобы предотвратить оседание веществ), лимонная кислота (чтобы сделать смесь более жидкой и удобной для закачивания в скважину), моющее средство на основе обычного мыла и воды (чтобы гель легче проскальзывал в скважину).

По словам пермяков, их гель, в отличие от аналогов, устойчив к разрушению при взаимодействии с водой из пласта, обладает низкой вязкостью до начала гелеобразования (его легко закачать в скважину) и глубже проникает в пласт, поэтому лучше изолирует нефть от воды. Такой гель также можно применять в широком диапазоне температур и в условиях высокой минерализации воды, что делает его универсальным.

Пока разработка находится на стадии лабораторных опытов и расчетов. В скором будущем ученые надеются опробовать ее на месторождениях Пермского края.

💨 График помесячной загрузки мощностей ветрогенераторов в ЕС, опубликованный в новом ежегодном докладе ассоциации WindEurope. Область, находящаяся на стыке заштрихованной и сплошной линии, отражает средневзвешенный уровень загрузки ветрогенераторов, характерный для того или иного месяца года.

👉 Как видно, пик загрузки мощностей в 2023 г. приходился на январь и декабрь, тогда как минимальные значения были характерны для летних месяцев. Такая динамика во многом связана с высокой концентрацией ветрогенерирующих мощностей (в том числе морских) на севере и северо-западе Европы, где пик штормовой погоды приходится на зимний период.

👉 На динамику ветрогенерации в Европе всё большее влияние оказывает закрытие старых и перезапуск модернизированных мощностей. Например, в 2023 г. в ЕС было выведено из эксплуатации 736 мегаватт (МВт) старых ветрогенераторов, при этом еще 1,4 гигаватта (ГВт) было повторно введено в строй.

🌬 Во втором случае речь идёт о ветроэлектростанциях (ВЭС), на которых отработанные генераторы были заменены на мощности нового поколения, отличающиеся большей эффективностью. Такое решение обеспечивает прирост мощности ВЭС без необходимости получения разрешений и строительства сопутствующей инфраструктуры, в том числе подстанций.

🛢 Ужесточение квот ОПЕК+ привело к изменению баланса на рынке нефти: если в IV квартале 2023 г. глобальное предложение превышало спрос на 890 тыс. баррелей в сутки (б/с), то по итогам I квартала 2024 г. уже спрос превысит предложение на 840 тыс. б/с.

🇨🇳 Экономика Китая замедляется из-за исчерпания потенциала восстановительного роста, который был связан с «перезапуском» отраслей, наиболее сильно пострадавших во время пандемии COVID-19. Согласно январскому прогнозу МВФ, прирост ВВП Китая замедлится с 5,2% в 2023 г. до 4,6% в 2024.

👉 Это, в свою очередь, отразится на динамике сырьевого спроса. Согласно прогнозу Platts, прирост спроса на нефть замедлится в КНР с 6% в 2023 г. до 2,9% в 2024 г. Ещё более выраженным будет торможение в сегменте нефтепродуктов: прирост спроса на авиатопливо замедлится с 73% до 17% соответственно, а на автомобильный бензин – с 10% до 3%.

💨 Если в ЕС в целом в 2023 г. ветрогенераторы обеспечивали 19% электропотребления, то отдельно в Дании – 56%. Сказывается «технологический задел», благодаря которому Дания является одним из крупнейших в мире экспортеров оборудования для ветроустановок.