ОБЗОР / #9 ДЕКАБРЬ 2023
Как [не] сбываются энергетические прогнозы
Текст: Роман ЖОЛУДЬ / Фото: Страна Росатом
Атомная энергия сделает бедные страны богатыми, нефть станет ненужной, а электричество будут вырабатывать компактные плавучие АЭС. Энергетическая отрасль десятилетиями выдает прогнозы своего развития. Сбываются ли они?
Первую в мире атомную электростанцию запустили в 1954 году, но в перспективах ядерной энергетики многие сомневались еще около 15 лет. После бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки, к этому виду энергии относились настороженно. Лауреат Нобелевской премии по физике Энрике Ферми аккуратно шутил про мирный атом: «Было бы прекрасно, если бы он мог вылечить обычную простуду». Гениальный ученый в тот раз ошибся: сейчас ядерная медицина лечит заболевания намного сложнее простуды. Но в этой фразе видно недоверие, с которым люди в середине ХХ века относились к новой энергии, продемонстрировавшей свою разрушительную силу.
Однако были и другие мнения. Генеральный секретарь ООН Даг Хаммаршёльд в 1960‑х годах говорил, что использование ядерной энергии в мирных целях искупит почти всеобщее чувство вины, возникшее из-за того, что «человек в своей глупости не смог придумать лучшего использования великого открытия, чем создать с его помощью самые смертоносные орудия уничтожения». Американские газеты тех лет писали о зарождающейся ядерной энергетике как о «повороте от плохого атома к хорошему».
2 декабря 1967 года в США отметили 25‑ю годовщину первой контролируемой ядерной реакции. Выступая на торжестве, посвященном этой годовщине, Альберт Вольстеттер, один из авторов ядерной стратегии США, сказал, что многие связывают с развитием мирного атома определенные надежды. Во-первых, ядерная энергетика откроет новый мир: начнется быстрый рост уровня жизни, сократится разрыв между богатыми и бедными странами. Во-вторых, мирный атом заменит «военный».
Сам А. Вольстеттер к этим прогнозам отнесся скептически. В своей речи он подчеркнул, что развитие атомной энергетики не остановит, а ускорит и удешевит производство бомб за счет общего развития технологий.
В сокращение разрыва между богатыми и бедными странами благодаря атомной энергетике эксперт тоже не верил. Топливо — не основная составляющая стоимости электроэнергии, утверждал он. Электроэнергия составляла тогда лишь пятую часть всей энергии, используемой в США, а затраты на энергию, в свою очередь, составляли, по словам выступавшего, очень небольшой процент валового национального продукта и добавленной стоимости в большинстве отраслей. Так что дешевая энергия может помочь экономическому прогрессу, но не станет ключом к нему, заключал эксперт.
Тем не менее А. Вольстеттер верил в будущее мирного атома. «Тот факт, что энергетические реакторы не повышают немедленно и существенно ВНП на душу населения, не означает, что мирный атом не имеет выдающихся перспектив, — сказал он. — Преимущества проявятся в долгосрочном применении и в сочетании ядерных технологий с другими инновациями».
В своем выступлении советник также озвучил прогноз, согласно которому к 1980 году американские АЭС должны начать вырабатывать 150 тыс. МВт энергии, что составит, по прогнозам, почти четверть всего производимого в США электричества. «Это станет большим достижением; атом составит серьезную конкуренцию электроэнергии, получаемой из ископаемого топлива», — сказал он.
Этот прогноз оказался слишком смелым. В США атомные электростанции смогли подобраться к отметке в 100 тыс. МВт лишь в 1990 году. Среди всей электроэнергии, вырабатываемой в стране, доля АЭС только в последние годы составила около 20 %.
Роль атомной энергетики в процессе экономического роста оказалась не такой незначительной, как считал А. Вольстеттер.
Прогноз по науке
Делать достоверные прогнозы развития атомной энергетики в 1960‑х годах было сложно: возникла совершенно новая отрасль, и мало кто представлял, с чем она столкнется в будущем. Но уже через 30 лет, в 1990‑х, прогнозирование в мировой и национальных энергетиках было поставлено на поток, получив научную основу. Власти государств, использовавших ядерную энергию, компании, работающие в энергетическом секторе, инвесторы — все нуждались в достоверной картине будущего.
Появился и общественный интерес к прогнозированию в этой сфере. Во-первых, энергетика влияет на экономические процессы в целом. Во-вторых, оказалось, что общество заинтересовано в устойчивом развитии отрасли и минимизации экологических угроз.
Появились профильные международные организации, выпускающие долгосрочные прогнозы: МАГАТЭ, Международное энергетическое агентство, Всемирная ядерная ассоциация и другие.
Все эти прогнозы создаются многочисленными экспертами из разных стран. Обычно в их составлении принимают участие 20−30 авторитетных специалистов. Прогнозы учитывают статистические данные, финансовые показатели и исследования последних лет, на их основании возникают тренды и делаются предположения.
Правда, глобальные вызовы последних лет мешают прогнозистам. Так, МАГАТЭ, выпустив в 2019 году прогноз развития мировой энергетики до 2050 года, уже трижды вносило в него поправки с учетом пандемии COVID‑19 и геополитической нестабильности.
Обычно прогнозы содержат три сценария. Базовый сценарий — опорный, он включает наиболее вероятные модели развития при условии сохранения существующих трендов. Высокий вариант прогноза (оптимистический сценарий) рисует развитие при положительной динамике, низкий (пессимистический сценарий) — при отрицательной. Кроме того, часто публикуются еще и альтернативные сценарии, если они возникают в процессе прогнозирования.
Однако научный подход не спасает прогнозы от ошибок. Еще в 2006 году авторитетный научный журнал Energy Policy опубликовал статью «Энергетические прогнозы: предсказания, реальность и анализ ошибок». В ней демонстрируется, как представления о будущем отрасли расходятся с той ситуацией, с которой приходится сталкиваться в действительности.
Основные ошибки, как показывает автор статьи, связаны с высоким уровнем неопределенности в отрасли. Прогнозы регулярно дают чересчур оптимистичные цифры, экспертам сложно предсказать появление новых факторов. Так, в 1980‑х многие эксперты говорили о том, что к 2005 году доля атомной энергии достигнет чуть ли не 50 % в общем энергетическом объеме. В реальности же к прогнозируемому году подавляющее большинство стран с атомной энергетикой могли похвастаться лишь 15−30 %. Исключением стала только Франция, где доля атомной энергии составляла почти три четверти от всей вырабатываемой энергии.
Однако были и другие мнения. Генеральный секретарь ООН Даг Хаммаршёльд в 1960‑х годах говорил, что использование ядерной энергии в мирных целях искупит почти всеобщее чувство вины, возникшее из-за того, что «человек в своей глупости не смог придумать лучшего использования великого открытия, чем создать с его помощью самые смертоносные орудия уничтожения». Американские газеты тех лет писали о зарождающейся ядерной энергетике как о «повороте от плохого атома к хорошему».
2 декабря 1967 года в США отметили 25‑ю годовщину первой контролируемой ядерной реакции. Выступая на торжестве, посвященном этой годовщине, Альберт Вольстеттер, один из авторов ядерной стратегии США, сказал, что многие связывают с развитием мирного атома определенные надежды. Во-первых, ядерная энергетика откроет новый мир: начнется быстрый рост уровня жизни, сократится разрыв между богатыми и бедными странами. Во-вторых, мирный атом заменит «военный».
Сам А. Вольстеттер к этим прогнозам отнесся скептически. В своей речи он подчеркнул, что развитие атомной энергетики не остановит, а ускорит и удешевит производство бомб за счет общего развития технологий.
В сокращение разрыва между богатыми и бедными странами благодаря атомной энергетике эксперт тоже не верил. Топливо — не основная составляющая стоимости электроэнергии, утверждал он. Электроэнергия составляла тогда лишь пятую часть всей энергии, используемой в США, а затраты на энергию, в свою очередь, составляли, по словам выступавшего, очень небольшой процент валового национального продукта и добавленной стоимости в большинстве отраслей. Так что дешевая энергия может помочь экономическому прогрессу, но не станет ключом к нему, заключал эксперт.
Тем не менее А. Вольстеттер верил в будущее мирного атома. «Тот факт, что энергетические реакторы не повышают немедленно и существенно ВНП на душу населения, не означает, что мирный атом не имеет выдающихся перспектив, — сказал он. — Преимущества проявятся в долгосрочном применении и в сочетании ядерных технологий с другими инновациями».
В своем выступлении советник также озвучил прогноз, согласно которому к 1980 году американские АЭС должны начать вырабатывать 150 тыс. МВт энергии, что составит, по прогнозам, почти четверть всего производимого в США электричества. «Это станет большим достижением; атом составит серьезную конкуренцию электроэнергии, получаемой из ископаемого топлива», — сказал он.
Этот прогноз оказался слишком смелым. В США атомные электростанции смогли подобраться к отметке в 100 тыс. МВт лишь в 1990 году. Среди всей электроэнергии, вырабатываемой в стране, доля АЭС только в последние годы составила около 20 %.
Роль атомной энергетики в процессе экономического роста оказалась не такой незначительной, как считал А. Вольстеттер.
Прогноз по науке
Делать достоверные прогнозы развития атомной энергетики в 1960‑х годах было сложно: возникла совершенно новая отрасль, и мало кто представлял, с чем она столкнется в будущем. Но уже через 30 лет, в 1990‑х, прогнозирование в мировой и национальных энергетиках было поставлено на поток, получив научную основу. Власти государств, использовавших ядерную энергию, компании, работающие в энергетическом секторе, инвесторы — все нуждались в достоверной картине будущего.
Появился и общественный интерес к прогнозированию в этой сфере. Во-первых, энергетика влияет на экономические процессы в целом. Во-вторых, оказалось, что общество заинтересовано в устойчивом развитии отрасли и минимизации экологических угроз.
Появились профильные международные организации, выпускающие долгосрочные прогнозы: МАГАТЭ, Международное энергетическое агентство, Всемирная ядерная ассоциация и другие.
Все эти прогнозы создаются многочисленными экспертами из разных стран. Обычно в их составлении принимают участие 20−30 авторитетных специалистов. Прогнозы учитывают статистические данные, финансовые показатели и исследования последних лет, на их основании возникают тренды и делаются предположения.
Правда, глобальные вызовы последних лет мешают прогнозистам. Так, МАГАТЭ, выпустив в 2019 году прогноз развития мировой энергетики до 2050 года, уже трижды вносило в него поправки с учетом пандемии COVID‑19 и геополитической нестабильности.
Обычно прогнозы содержат три сценария. Базовый сценарий — опорный, он включает наиболее вероятные модели развития при условии сохранения существующих трендов. Высокий вариант прогноза (оптимистический сценарий) рисует развитие при положительной динамике, низкий (пессимистический сценарий) — при отрицательной. Кроме того, часто публикуются еще и альтернативные сценарии, если они возникают в процессе прогнозирования.
Однако научный подход не спасает прогнозы от ошибок. Еще в 2006 году авторитетный научный журнал Energy Policy опубликовал статью «Энергетические прогнозы: предсказания, реальность и анализ ошибок». В ней демонстрируется, как представления о будущем отрасли расходятся с той ситуацией, с которой приходится сталкиваться в действительности.
Основные ошибки, как показывает автор статьи, связаны с высоким уровнем неопределенности в отрасли. Прогнозы регулярно дают чересчур оптимистичные цифры, экспертам сложно предсказать появление новых факторов. Так, в 1980‑х многие эксперты говорили о том, что к 2005 году доля атомной энергии достигнет чуть ли не 50 % в общем энергетическом объеме. В реальности же к прогнозируемому году подавляющее большинство стран с атомной энергетикой могли похвастаться лишь 15−30 %. Исключением стала только Франция, где доля атомной энергии составляла почти три четверти от всей вырабатываемой энергии.
В декабре «ЗиО Подольск» изготовил десятый реактор РИТМ‑200. Реакторы этой серии (РИТМ‑200Н и РИТМ‑200М) лягут в основу проектов первой наземной АЭС малой мощности в Якутии, а также плавучих энергоблоков (МПЭБ), которые будут обеспечивать электроэнергией Баимский ГОК на Чукотке
Взгляд из нулевых
В 2000 году Международное энергетическое агентство выпустило отчет World Energy Outlook, содержавший прогноз развития мировой энергетической отрасли до 2020 года. Вот некоторые его положения.
Нефть останется главным топливом, годовой рост энергии, получаемой из нее, составит в среднем 1,9 %. В 2020‑х ее доля достигнет 40 % от всей получаемой энергии.
Природный газ — второй по темпам роста источник энергии. Спрос на него будет расти на 2,7 % в год, а его доля в мировом спросе на первичную энергию к 2020 году увеличится с 22 % (в 1997 году) до 26 %. После 2010 года спрос на газ превысит спрос на уголь.
Спрос на уголь будет расти на 1,7 % в год — медленнее, чем общий спрос на первичную энергию. Его доля возрастет с 24 % в 1997 году до 26 % в 2020 году. В странах ОЭСР практически весь рост спроса на уголь будет обусловлен производством электричества. Промышленность и отопление будут постепенно переходить с угля на газ.
Ядерная энергетика. В 1997 году ее доля равнялась 7 % мировой выработки первичной энергии, обеспечивая 17 % глобальной электроэнергии. Ожидалось, что после пика производства ядерной энергии в 2010 году оно снизится к 2020 году до 5 %. Рост производства атомной энергии будет отмечаться только в некоторых странах, преимущественно в Азии.
Гидроэнергетика. В 1997 году ее доля в мировом потреблении первичной энергии составляла 3 %, в общем объеме производимой электроэнергии — 18 %. Ожидалось, что к 2020 году мировое потребление гидроэлектроэнергии вырастет примерно на 60 %. Более 80 % прогнозируемого роста придется на развивающиеся страны. Доля в мировом балансе энергии к 2020 году снизится до 2 %.
Энергетика на основе возобновляемых источников энергии (геотермальных, солнца, ветра, приливов и волн) станет самым быстроразвивающимися сегментом. Средний годовой рост здесь составит 2,8 %. Доля ВИЭ в мировой энергетике вырастет с 2 % до 3 %. Бо́льшая часть прироста придется на производство электроэнергии в странах ОЭСР. Этому будут способствовать обеспокоенность изменением климата и особенно проблема выброса углекислого газа в атмосферу. Кстати, предполагалось, что к 2010 году по выбросам диоксида углерода Китай обгонит США.
В действительности доля атома в общем объеме первичной энергии упала даже ниже, чем это представляли в 2000 году. По данным ежегодного отчета BP Statistical Review, в начале 2020 года она составила 4,3 %, а не 5 %. А выработка электроэнергии атомными электростанциями снизилась до 10,4 % мирового объема (прогнозировалось 17 %). Подкачала и нефть: из-за пандемии COVID‑19 спрос на нее в 2020 году не превышал 60 млн баррелей в сутки.
Доля гидроэнергетики в мировом балансе не снизилась, как ожидалось, а наоборот, возросла с 3 % до 3,9 %. И в целом возобновляемые источники энергии показали рост доли в мировом энергетическом балансе почти до 30 %. Бурное развитие этой сферы идет с 2010 года; за это время показатель доли в мировой энергетике вырос на 10 процентных пунктов.
Китай же стал лидером по выбросам в атмосферу углекислого газа еще в 2006 году, на четыре года раньше прогнозируемого срока. Он обогнал США в этом антирейтинге на 8,7 %. Причиной стал быстрый рост промышленности страны, темпы которого не смогли предугадать прогнозисты.
Искать уран, строить плавучие АЭС
Несмотря на турбулентность, международные агентства продолжают составлять прогнозы развития энергетики. Правда, картины будущего, рисуемые экспертами, достаточно противоречивы.
BP еще три года назад в своем отчете о перспективах развития энергетики заявила, что нефть будет вытесняться «чистой энергией» из возобновляемых источников. На этот процесс повлияют, по мнению экспертов, борьба с изменением климата, рост популярности электромобилей и другие факторы. Аналитики компании полагают: если страны будут соблюдать Парижское соглашение по климату, спрос на нефть к 2050 году может упасть на 80 %.
Всемирная ядерная ассоциация, выпустившая свой прогноз до 2040 года в сентябре этого года, атомной энергетике предрекает неплохое будущее. На фоне международных конфликтов эксперты говорят о росте интереса государств к ядерной энергии как источнику, обеспечивающему суверенитет и безопасность.
В базовом прогнозе ожидается рост мощности АЭС с 391 ГВт (июнь 2023 года) до 444 ГВт (2030 год) и 686 ГВт (2040 год). Высокий вариант прогноза говорит даже о 931 ГВт к 2040 году. Низкий же заявляет о 487 ГВт.
Разница в прогнозах связана с ожидаемой мощностью малых модульных реакторов, на которые возлагаются большие надежды. Значение их мощности в разных сценариях колеблется от 2 до 83 ГВт.
Прогноз также предусматривает, что работа более 140 реакторов будет продлена по экономическим соображениям.
Большое внимание в документе уделяется проблеме сырья. Потребность в уране, согласно базовому прогнозу, возрастет с 65,6 тыс. тонн до 130 тыс. тонн к 2040 году. Однако нужно учитывать, что за последние годы производство первичного урана значительно сократилось. Эксперты надеются на разработку и введение в эксплуатацию новых месторождений: существующие рудники не смогут обеспечить растущие потребности рынка. При этом эксперты напоминают о том, что с момента открытия месторождения до начала полноценной добычи проходит 8−15 лет. Однако они считают, что новые запасы урана на планете найдутся.
Между тем мировой бизнес многого ожидает от малых плавучих АЭС. Аналитики Transparency market research прогнозируют рост рынка таких электростанций с $ 2,3 млрд (2022 год) до $ 4,9 млрд к 2031 году.
Сейчас над созданием плавучих АЭС работают крупнейшие компании отрасли, среди которых Росатом, China General Nuclear Power Group, NuScale Power, Deaborg Technologies, TerraPower, Principal Power и другие. Компании объединяются в консорциумы для разработки модульных реакторов, подписывают меморандумы о совместном изучении их возможностей. Предполагается, что такие АЭС будут востребованы в Северной и Латинской Америке, Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе, на Ближнем Востоке и в Африке.
Остается только сохранить результаты этих прогнозов и вернуться к ним через 10−30 лет. Скорее всего, и они окажутся неточными: слишком велики риски воздействия внешних факторов. Но так уж устроен человек — не может жить без образа будущего.
В 2000 году Международное энергетическое агентство выпустило отчет World Energy Outlook, содержавший прогноз развития мировой энергетической отрасли до 2020 года. Вот некоторые его положения.
Нефть останется главным топливом, годовой рост энергии, получаемой из нее, составит в среднем 1,9 %. В 2020‑х ее доля достигнет 40 % от всей получаемой энергии.
Природный газ — второй по темпам роста источник энергии. Спрос на него будет расти на 2,7 % в год, а его доля в мировом спросе на первичную энергию к 2020 году увеличится с 22 % (в 1997 году) до 26 %. После 2010 года спрос на газ превысит спрос на уголь.
Спрос на уголь будет расти на 1,7 % в год — медленнее, чем общий спрос на первичную энергию. Его доля возрастет с 24 % в 1997 году до 26 % в 2020 году. В странах ОЭСР практически весь рост спроса на уголь будет обусловлен производством электричества. Промышленность и отопление будут постепенно переходить с угля на газ.
Ядерная энергетика. В 1997 году ее доля равнялась 7 % мировой выработки первичной энергии, обеспечивая 17 % глобальной электроэнергии. Ожидалось, что после пика производства ядерной энергии в 2010 году оно снизится к 2020 году до 5 %. Рост производства атомной энергии будет отмечаться только в некоторых странах, преимущественно в Азии.
Гидроэнергетика. В 1997 году ее доля в мировом потреблении первичной энергии составляла 3 %, в общем объеме производимой электроэнергии — 18 %. Ожидалось, что к 2020 году мировое потребление гидроэлектроэнергии вырастет примерно на 60 %. Более 80 % прогнозируемого роста придется на развивающиеся страны. Доля в мировом балансе энергии к 2020 году снизится до 2 %.
Энергетика на основе возобновляемых источников энергии (геотермальных, солнца, ветра, приливов и волн) станет самым быстроразвивающимися сегментом. Средний годовой рост здесь составит 2,8 %. Доля ВИЭ в мировой энергетике вырастет с 2 % до 3 %. Бо́льшая часть прироста придется на производство электроэнергии в странах ОЭСР. Этому будут способствовать обеспокоенность изменением климата и особенно проблема выброса углекислого газа в атмосферу. Кстати, предполагалось, что к 2010 году по выбросам диоксида углерода Китай обгонит США.
В действительности доля атома в общем объеме первичной энергии упала даже ниже, чем это представляли в 2000 году. По данным ежегодного отчета BP Statistical Review, в начале 2020 года она составила 4,3 %, а не 5 %. А выработка электроэнергии атомными электростанциями снизилась до 10,4 % мирового объема (прогнозировалось 17 %). Подкачала и нефть: из-за пандемии COVID‑19 спрос на нее в 2020 году не превышал 60 млн баррелей в сутки.
Доля гидроэнергетики в мировом балансе не снизилась, как ожидалось, а наоборот, возросла с 3 % до 3,9 %. И в целом возобновляемые источники энергии показали рост доли в мировом энергетическом балансе почти до 30 %. Бурное развитие этой сферы идет с 2010 года; за это время показатель доли в мировой энергетике вырос на 10 процентных пунктов.
Китай же стал лидером по выбросам в атмосферу углекислого газа еще в 2006 году, на четыре года раньше прогнозируемого срока. Он обогнал США в этом антирейтинге на 8,7 %. Причиной стал быстрый рост промышленности страны, темпы которого не смогли предугадать прогнозисты.
Искать уран, строить плавучие АЭС
Несмотря на турбулентность, международные агентства продолжают составлять прогнозы развития энергетики. Правда, картины будущего, рисуемые экспертами, достаточно противоречивы.
BP еще три года назад в своем отчете о перспективах развития энергетики заявила, что нефть будет вытесняться «чистой энергией» из возобновляемых источников. На этот процесс повлияют, по мнению экспертов, борьба с изменением климата, рост популярности электромобилей и другие факторы. Аналитики компании полагают: если страны будут соблюдать Парижское соглашение по климату, спрос на нефть к 2050 году может упасть на 80 %.
Всемирная ядерная ассоциация, выпустившая свой прогноз до 2040 года в сентябре этого года, атомной энергетике предрекает неплохое будущее. На фоне международных конфликтов эксперты говорят о росте интереса государств к ядерной энергии как источнику, обеспечивающему суверенитет и безопасность.
В базовом прогнозе ожидается рост мощности АЭС с 391 ГВт (июнь 2023 года) до 444 ГВт (2030 год) и 686 ГВт (2040 год). Высокий вариант прогноза говорит даже о 931 ГВт к 2040 году. Низкий же заявляет о 487 ГВт.
Разница в прогнозах связана с ожидаемой мощностью малых модульных реакторов, на которые возлагаются большие надежды. Значение их мощности в разных сценариях колеблется от 2 до 83 ГВт.
Прогноз также предусматривает, что работа более 140 реакторов будет продлена по экономическим соображениям.
Большое внимание в документе уделяется проблеме сырья. Потребность в уране, согласно базовому прогнозу, возрастет с 65,6 тыс. тонн до 130 тыс. тонн к 2040 году. Однако нужно учитывать, что за последние годы производство первичного урана значительно сократилось. Эксперты надеются на разработку и введение в эксплуатацию новых месторождений: существующие рудники не смогут обеспечить растущие потребности рынка. При этом эксперты напоминают о том, что с момента открытия месторождения до начала полноценной добычи проходит 8−15 лет. Однако они считают, что новые запасы урана на планете найдутся.
Между тем мировой бизнес многого ожидает от малых плавучих АЭС. Аналитики Transparency market research прогнозируют рост рынка таких электростанций с $ 2,3 млрд (2022 год) до $ 4,9 млрд к 2031 году.
Сейчас над созданием плавучих АЭС работают крупнейшие компании отрасли, среди которых Росатом, China General Nuclear Power Group, NuScale Power, Deaborg Technologies, TerraPower, Principal Power и другие. Компании объединяются в консорциумы для разработки модульных реакторов, подписывают меморандумы о совместном изучении их возможностей. Предполагается, что такие АЭС будут востребованы в Северной и Латинской Америке, Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе, на Ближнем Востоке и в Африке.
Остается только сохранить результаты этих прогнозов и вернуться к ним через 10−30 лет. Скорее всего, и они окажутся неточными: слишком велики риски воздействия внешних факторов. Но так уж устроен человек — не может жить без образа будущего.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ