Энергопереход как фактор развития устойчивой энергетики стран Каспийского региона


Московский государственный институт международных отношений (университет) МИД России



Р. А. Алиев И. А. Гулиев




ЭНЕРГОПЕРЕХОД КАК ФАКТОР РАЗВИТИЯ УСТОЙЧИВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ СТРАН КАСПИЙСКОГО РЕГИОНА



Монография

АСПЕКТ ПРЕСС

Москва
2022

УДК 620
ББК 31.19
     А50




Рецензент
В. В. Бессель, к.т.н., профессор кафедры термодинамики и тепловых двигателей Российского государственного университета нефти и газа (НИУ) им. И. М. Губкина, вице-президент ООО «НьюТек Сервисез»






     Алиев Р. А., Гулиев И. А.
А50 Энергопереход как фактор развития устойчивой энергетики стран Каспийского региона: Монография. — М.: Издательство «Аспект Пресс», 2022. — 272 с..: илл.
     ISBN 978-5-7567-1168-4
         В монографии рассматриваются ключевые аспекты формирования концепции устойчивого развития топливно-энергетического комплекса стран Каспийского региона. Глобальная трансформация мировых энергетических рынков, связанная с процессами энергоперехода и декарбонизации, формирует для нефтегазовой экономики новые вызовы, связанные с постепенным сокращением доли ископаемых углеводородов в мировом энергобалансе на фоне динамичного развития возобновляемых источников энергии. Предложенная авторами модель устойчивого развития ТЭК для стран «Каспийской пятерки» включает в себя как реализацию мер «операционной декарбонизации», направленных на снижение выбросов СО₂ в процессе традиционной для нефтегазовых компаний деятельности, так и активное развитие сектора возобновляемой энергетики, предусматривающее модернизацию существующей системы энергообеспечения.
         Книга адресована представителям науки и государственных структур, занимающихся вопросами развития топливно-энергетического комплекса, специалистам ТЭК, а также преподавателям, аспирантам и студентам вузов.





                                                       УДК 620
                                                       ББК 31.19




ISBN 978-5-7567-1168-4

                  © Алиев Р. А., Гулиев И. А., 2022
                                           © Издательство «Аспект Пресс», 2022






Все учебники издательства «Аспект Пресс» на сайте и в интернет-магазине https://aspectpress.ru

        Оглавление



Введение ............................................................5
Глава 1. Трансформация мирового ТЭК в рамках энергоперехода..........9
      1.1. Концепции и технологии энергоперехода в современном мире.9
      1.2. Развитие глобального рынка ВИЭ...........................23
      1.3. Возможности и вызовы для углеводородной энергетики в рамках декарбонизации.......................................41
Глава 2. Низкоуглеродные технологии как драйвер развития российского ТЭК.....................................................54
      2.1. Российская нефтегазовая отрасль в призме декарбонизации..54
      2.2. Роль ВИЭ в Энергетической стратегии России и потенциал солнечной и ветровой генерации................................60
      2.3. Развитие водородных технологий в России..................85
Глава 3.   Стратегия развития устойчивой энергетики в Азербайджане..96
      3.1. Энергетическая стратегия Азербайджана....................96
      3.2. Перспективы развития альтернативной и возобновляемой энергетики в Азербайджане....................................102
      3.3. Зеленый «Контракт века».................................129
Глава 4. Перспективы устойчивого развития ТЭК Ирана, Казахстана и Туркменистана.........................................137
      4.1. Современное состояние и перспективы трансформации ТЭК Ирана.......................................137
      4.2. Ресурсно-инновационная стратегия устойчивого развития топливно-энергетического комплекса Казахстана.................171
      4.3. Особенности концепции национальной энергетической безопасности Туркменистана....................................199
      4.4. Энергетическое сотрудничество стран Каспия как ключевой аспект устойчивого развития ТЭК региона..........217
Заключение.........................................................223
Список литературы..................................................225
Приложение I. Установленная мощность возобновляемой генерации и гидроэнергетики в мире за период 2010—2020 гг....................260
Приложение II. Карта развития возобновляемой энергетики в Азербайджане ....................................................261

Приложение III. Карта нефтегазовых месторождений Ирана............262
Приложение IV. Страны с наибольшими выбросами парниковых газов в 2020 г..........................................263
Приложение V. Карта объектов электрогенерации на основе возобновляемых источников в Иране..................................264
Приложение VI. Карта среднегодового производства фотоэлектрической энергии в Иране...................................................265
Приложение VII. Карта среднегодовой скорости ветра на высоте 100 м в Иране...........................................................266
Приложение VHI. Карта биоэнергетического потенциала Ирана.........267
Приложение IX. Карта геотермальных энергетических ресурсов Ирана .. 268
Приложение X. Карта расположения основных речных бассейнов Ирана....................................................269
Приложение XI. Международный транспортный коридор «Север—Юг».................................................270

        Введение





   В настоящее время мировой топливно-энергетический комплекс находится в стадии энергетического перехода, вносящего глобальные изменения в систему энергообеспечения и в мировую экономику в целом.
   Текущий энергопереход, ознаменовавший смену энергетической парадигмы в направлении безуглеродного развития, в историческом контексте рассматривается экспертами как четвертый по счету — после периодов преимущественного потребления угля, нефти и природного газа. Тем не менее в настоящий момент мы наблюдаем не только замещение одних видов энергоносителей другими, но и формирование новой энергетической идеологии. Насущные вопросы изменения климата, актуализация экологической ответственности и аспекты обеспечения энергетической безопасности кардинально меняют приоритеты развития мирового ТЭК, в которых на смену эпохе углеводородов приходит новая энергетическая реальность, основанная не столько на экономической целесообразности потребления энергоносителей, сколько на энергоэффективном и рациональном использовании данных нам природой ресурсов.
   Выступая на пленарном заседании международного форума «Российская энергетическая неделя», Президент Российской Федерации В. В. Путин отметил высокую значимость устойчивой работы мирового топливно-энергетического комплекса для глобальной экономической системы, что требует взвешенных согласованных действий со стороны как производителей, так и потребителей энергоресурсов¹.
   Каспийский регион, обладающий колоссальными углеводородными и биологическими ресурсами, а также высоким транспортно-логистическим потенциалом, в настоящее время вовлекается в орбиту динамично меняющихся гео-экономических интересов и формирования новых мирохозяйственных связей.
   За последние десятилетия стратегии диверсификации поставок позволили каспийским странам значительно нарастить объемы экспорта углеводородов. Реализация масштабных трубопроводных проектов на Каспии («Баку—Тбилиси—Джейхан», «Баку—Супса», «Баку—Новороссийск», «Каспийский трубопроводный консорциум», «Южный газовый коридор»идр.), а также планы создания новых энергетических коридоров (Транскаспийского газопровода, газопроводов «Туркменистан—Афганистан—Пакистан—Индия», «Иран—Пакистан—Индия» и др.) способствуют созданию в регионе гибкой логистической системы поставок энергоресурсов. Несмотря на индивидуальные особенности развития

   ¹ Выступление Президента Российской Федерации В. В. Путина на пленарном заседании международного форума «Российская энергетическая неделя» [Электронный ресурс]. 2021.13 октября. URL: https://rusenergyweek.com/ (дата обращения: 14.10.2021).

Введение

национальных ТЭК, каждая из пяти каспийских стран обладает значительным углеводородным потенциалом и амбициозными планами по дальнейшему развитию нефтегазовой отрасли. При этом доходы от экспорта ископаемых энергоносителей составляют весомую долю государственных бюджетов стран Каспия.
   Тем не менее проблемы изменения климата для стран Каспийского региона не теряют своей актуальности на фоне сохранения высокого уровня выбросов парниковых газов. Рост среднегодовых температур в России, более чем в два раза превышающий мировые показатели, перспективы сокращения ледниковой массы на Кавказе на 75% и в Центральной Азии на 50% до конца столетия, риски дефицита водных ресурсов и опустынивания земель в Казахстане и Туркменистане, угроза засухи в Азербайджане, Иране и Туркменистане создают реальные вызовы экономической, продовольственной и энергетической безопасности стран региона. В совокупности по странам Каспия выбросы углерода в атмосферу в 2020 г. составили 2,5 млрд т СО₂ (7,8% мировых выбросов), из которых 86% приходится на Россию и Иран¹.
   Помимо климатических вызовов, шельфовая добыча углеводородов на Каспии сопровождается высокими экологическими рисками. Акватория Каспийского моря и окружающая среда характеризуются богатой и разнообразной флорой и фауной. Помимо осетровых рыб, здесь обитают каспийские тюлени, а в прибрежных зонах — многие виды птиц, в том числе занесенные в Красную книгу. Через Каспий проходят основные маршруты миграции птиц. Задача сохранения уязвимой экосистемы Каспийского моря выдвигает дополнительные жесткие требования промышленной безопасности при освоении нефтегазовых ресурсов. Помимо общих целей в области устойчивого развития ООН, разработка каспийских месторождений должна в полной мере обеспечивать ЦУР 14 «Сохранение морских экосистем»¹ ².
   Формирование модели устойчивого развития ТЭК для стран Каспийского региона включает в себя реализацию мер «операционной декарбонизации», направленных на снижение выбросов СО₂ в процессе традиционной для нефтегазовых компаний деятельности, активное развитие сектора возобновляемой энергетики, предусматривающее модернизацию существующей системы энергообеспечения, а также переосмысление концепции безуглеродной энергетики в направлении использования источников энергии с нулевым углеродным следом (Carbon Free Generation³).
   Возобновляемые источники энергии, переживающие на современном этапе период стремительного развития, являются одним из ключевых элементов текущего энергоперехода, что связано со стремлением мирового сообщества

     ¹ BP Statistical Review ofWorld Energy 2021. 70th edition. Available at: https://www.bp.com/en/global/ corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html (accessed: 19.07.2021).

     ² Цели в области устойчивого развития [Электронный ресурс] // Официальный сайт ООН. URL: https://www.un.org/sustainabledevelopment/ru/sustainable-development-goals/ (дата обращения: 13.09.2021).

     ³ DN Platform. Available at: https://www.dnplatfonn.co.uk/dnplatform (accessed: 03.10.2021).

Введение

7

к обеспечению будущего с нулевыми выбросами диоксида углерода и обеспечению энергетической независимости и безопасности. Совершенствование технологий электрогенерации на основе возобновляемых источников обеспечивает конкурентоспособность «зеленой» энергии по сравнению с ископаемыми энергоносителями, в связи с чем развитие ВИЭ во многих странах уже не нуждается в мерах поддержки со стороны государства.
   Тем не менее попытки предоставления возобновляемой энергетике доминирующей роли в энергосистемах некоторых европейских стран уже сейчас вызывают серьезные опасения со стороны экспертного энергетического сообщества и ученых-экологов. Одним из парадоксов энергоперехода является факт роста выбросов СО₂ при резком увеличении доли ВИЭ в энергобалансе, что сопряжено с дестабилизацией энергетической системы в целом, сокращением объемов газовой и атомной генерации и как следствие использованием резервных угольных ТЭС для покрытия недостающих объемов электроэнергии. При этом и само производство электроэнергии на основе ВИЭ не является в полной мере углеродно-нейтральным: так, например, производственный цикл солнечной фотовольтаики характеризуется выбросами диоксида углерода, в 4 раза превышающими углеродный след от эксплуатации атомных электростанций¹.
   В силу непостоянства выработки электроэнергии ВИЭ не смогут полностью удовлетворять потребности глобальной экономики в электроэнергии, что, в свою очередь, потребует использования базовых энергоносителей — ископаемых углеводородов в комплексе с технологиями улавливания и хранения углерода, а также атомной энергии. При этом наиболее целесообразным решением в контексте декарбонизации представляется переосмысление концепции атомной энергетики. «Зеленый» атом является доступным и стабильным источником энергии, слабо подверженным влиянию ценовых скачков. Новые технологии, обеспечивающие высокую надежность эксплуатации АЭС и замкнутый цикл использования ядерного топлива, минимизируют негативное воздействие атомной генерации на окружающую среду. Достаточно перспективным направлением использования мирного атома являются малые АЭС, отличающиеся высокой надежностью, доступностью и приемлемыми с учетом платежей за углеродный след капитальными затратами.
   Таким образом, энергопереход представляет собой комплексный процесс, в котором наряду с масштабным использованием энергии из возобновляемых источников выделяются аспекты энергоэффективности, декарбонизации, электрификации, распределенной генерации и цифровизации. Смена энергетической парадигмы сопровождается развитием инновационных прорывных технологий в сфере генерации, распределения и потребления энергии.
   Крупнейшие нефтегазовые и энергетические компании стремятся активно расширять направление разработки и внедрения новых энергетических технологий, а также диверсифицировать свои активы в пользу «чистых» энерге

   ¹ Shellenberger М. Apocalypse Never: Why Environmental Alarmism Hurts Us All. HarperCollins Publishers, 2020. — 430 p.

Введение

тических проектов. Кроме того, достаточно перспективными для нефтегазовых компаний представляются комбинированные технологии использования геотермальной, солнечной и ветровой энергии для энергоснабжения производственного цикла, направленные на снижение выбросов СО₂ от основной производственной деятельности. Особый интерес в рамках «операционной декарбонизации» вызывает совершенствование технологий улавливания и хранения выбросов диоксида углерода, что позволяет минимизировать экологическое воздействие нефтегазового сектора на окружающую среду.
   Для ведущих стран-производителей и экспортеров ископаемых энергоресурсов достаточно актуальным является вопрос адаптации стратегии энергоперехода к реалиям углеводородного ТЭК. В рамках данной монографии авторами предпринимается попытка разобраться в целесообразности энергоперехода для стран с нефтегазовой экономикой. В книге рассматриваются основные направления развития глобального рынка ВИЭ, а также анализируется роль возобновляемой энергетики в обеспечении устойчивого развития топливно-энергетических комплексов стран Каспийского региона. При этом неоспоримым является тот факт, что активное развитие возобновляемой энергетики в странах с углеводородным ТЭК способствует формированию новой энергетической платформы, создающей условия для разработки инновационных технологий и создания дополнительных рабочих мест, что обеспечивает благоприятные возможности для устойчивого развития ненефтяного сектора и национальной экономики в целом.

            Глава 1



        Трансформация мирового ТЭК в рамках энергоперехода





    1.1. Концепции и технологии энергоперехода в современном мире

   Текущая ситуация в мировом ТЭК характеризуется глобальным переосмыслением концептуальных основ энергообеспечения, чему в немалой степени способствовало негативное влияние антропогенных факторов на окружающую природную среду и изменение климата. В настоящее время мы становимся свидетелями масштабного развития сектора возобновляемой энергетики, темпы роста которой за последние пять лет превосходят газовую, угольную и атомную промышленность. Ежегодный прирост установленной мощности в ветровой и солнечной генерации в мире составляет сотни гигаватт, а инвестиции в возобновляемую энергетику превышают 300 млрд долл. США в год.
   Глобальная климатическая повестка, направленная на сокращение выбросов парниковых газов и достижение углеродной нейтральности, создала предпосылки для разработки инновационных технологий по улавливанию углерода в атмосфере и ограничению его эмиссии. Технологические изменения затронули не только отрасли мирового топливно-энергетического комплекса, но также и транспорт, авиа- и автомобилестроение, химическую промышленность и др. Парижское климатическое соглашение (2015 г.) сфокусировало внимание мирового сообщества на необходимости снижения углеродных эмиссий, что сместило приоритеты международного энергетического сотрудничества с традиционных топливных отраслей на возобновляемую энергетику. При этом вопросы диверсификации энергоресурсов стали ключевыми в развитии национальных энергетических рынков, все больше крупных нефтегазовых компаний участвуют в реализации проектов электрогенерации на основе возобновляемых источников, активно наращивают мощности ВИЭ в структуре своих активов и стремятся достичь в своей деятельности углеродной нейтральности.
   Таким образом, в настоящее время мировой топливно-энергетический комплекс переживает период глобальной трансформации систем энергообе

Глава 1. Трансформация мирового ТЭК в рамках энергоперехода

спечения, определяемый как «энергетический переход» (Energy Transition). Существует несколько методологических подходов к понятию «энергопереход». По определению Мирового энергетического совета (World Energy Council — WEC), энергетический переход представляет собой «фундаментальные структурные изменения энергетического комплекса отдельных стран мира»¹. Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency — IRENA) трактует энергопереход как «изменение характера глобальной энергетики от базирования на ископаемых топливах к “нулевой эмиссии” к концу текущего столетия»¹ ². Компания BP (British Petroleum) подходит к понятию «энергетический переход» с точки зрения «структурных изменений в процессах формирования мирового спроса на энергию, формирования потребностей в новых, более экологичных способах производства энергии»³.
   Вацлав Смил в своей работе «Энергия и цивилизация. От первобытности до наших дней» рассматривает энергопереход как «изменение структуры первичного энергопотребления и постепенного перехода от существующей схемы энергообеспечения к новому состоянию энергетической системы»⁴. Кроме того, автор дает количественную оценку самого процесса, определяя энергопереход как «изменение доли энергоносителя в энергобалансе на 10% за 10 лет»⁵. В. Смил выделяет текущий энергопереход как четвертый по счету, при этом делая акцент на основных этапах потребления энергоресурсов:
   ■ 1840—1900 гг. — переход от биомассы (в основном дров) к углю, за указанный период доля угля в энергобалансе возросла с 5 до 50%;
   ■ 1915—1975 гг. — переход на нефть, доля которой возросла с 3% в 1915 г. до 45% в 1975 г.;
   ■ 1930—2017 гг. — переход на природный газ (рост доли с 3% в 1930 г. до 23% в 2017 г.) за счет частичного вытеснения угля и нефти.

   Текущий, четвертый энергопереход связан с развитием возобновляемой энергетики и снижением эмиссии выбросов диоксида углерода, что, в свою очередь, создает предпосылки для развития технологий аккумуляции электро

     ¹ 2014 World Energy Issues Monitor. World Energy Council, 2014. URL: https://www.worldenergy.org/ assets/downloads/World-Energy-Issues-Monitor-2014.pdf (accessed: 17.10.2020).

     ² Perspectives for the energy transition: Investment needs for a low-carbon energy system. Chapter 3: Global Energy Transition Prospects and the Role of Renewables. IRENA, March 2017. URL: https://www.irena. org/-/media/Files/lRENA/Agency/Publication/2017/Mar/Perspectives_for_the_Energy_Transition_2017.pdf (accessed: 17.10.2020).

     ³ Advancing the energy transition. BP, 2018. URL: https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/sustainability/group-reports/bp-advancing-the-energy-transition.pdf (accessed: 17.10.2020).

     ⁴ Смил В. Энергия и цивилизация. От первобытности до наших дней / Пер. Д. Л. Казакова. М.: Бомбора, 2020. — 480 с.

     ⁵ Там же.

1.1. Концепции и технологии энергоперехода в современном мире

11

энергии, улавливания и хранения С0₂, а также глобальной трансформации энергосетей на основе цифровизации и децентрализации. В настоящее время мировая энергетика находится в процессе энергетической трансформации, которую можно считать состоявшейся при достижении доли нетопливных источников в глобальном энергетическом балансе свыше 50%.
   Необходимо отметить, что энергетические переходы к углю, нефти и природному газу были обусловлены в основном экономическими интересами и не сопровождались столь масштабными изменениями в энергетических системах. Энергопереход на ВИЭ обусловлен в равной мере экономическими, политическими и экологическими аспектами, а также соображениями обеспечения энергетической безопасности стран-импортеров традиционных энергоресурсов и формированием мировой климатической повестки в рамках Парижского соглашения. Более того, увеличение доли угля, нефти либо природного газа в энергобалансе осуществлялось в рамках одной группы энергоносителей — ископаемых углеводородов, тогда как энергопереход на возобновляемые источники связан с формированием новой концепции безуглеродной энергетики, связанной с глобальным «переформатированием» мирового ТЭК.
   Энергетический переход, осуществляемый в настоящее время, представляет собой глобальную трансформацию мировой энергетики, сопровождающуюся увеличением доли безуглеродных энергоносителей, что обусловлено целью снижения эмиссии парниковых газов. Процессы декарбонизации формируют устойчивый и климатически безопасный фундамент для стабильного, долгосрочного экономического развития.
   По прогнозам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), к 2050 г. выбросы диоксида углерода в мире сократятся на 70%, причем более 90% этого сокращения будет достигнуто за счет возобновляемых источников энергии и мер по повышению энергоэффективности¹. Конечная глобальная климатическая цель предусматривает достижение нулевого уровня выбросов СО₂ после 2050 г. за счет электрификации и использования водородного и синтетического топлива, а также современных видов биотоплива. Также немаловажными факторами достижения климатической нейтральности являются применение инновационных бизнес-моделей и осуществление структурных изменений в мировом ТЭК, а также смена энергетической парадигмы и поведенческая адаптация.
   Тем не менее сценарии энергоперехода допускают, что к 2050 г. часть выбросов (в объеме одной трети от текущего уровня) от энергоемких отраслей промышленности, судоходства и авиации сохранится. «Обнуление» выбросов в этих секторах представляется самой сложной задачей — предполагается, что порядка 60% сокращений на последнем этапе может быть обеспечено

   ¹ Global Renewables Outlook: Energy Transformation 2050 (Edition: 2020). IRENA, 2020. URL: https://www.irena.Org/-/media/Files/TRENA/Agency/Publication/2020/Apr/TRENA_Global_Renewables_ Outlook_2020.pdf (accessed: 12.07.2020).

Глава 1. Трансформация мирового ТЭК в рамках энергоперехода

за счет «зеленого» водорода и электрификации на основе возобновляемых источников энергии¹.
    В настоящее время в мировой энергетике наблюдается все более масштабное внедрение ВИЭ и активное развитие технологий в области «чистой» энергетики. Переломным моментом стал 2019 г., когда увеличение объемов электрогенерации на основе возобновляемых источников превысило прирост энергопотребления на фоне снижения производства электроэнергии на ископаемом топливе. Сокращение стоимости генерации «зеленой» электроэнергии способствует повышению конкурентоспособности ВИЭ по сравнению с углеводородным топливом, при этом наиболее дешевыми источниками энергии становятся солнечные панели и ветрогенераторы¹ ².
    Фундаментальная трансформация мирового топливно-энергетического комплекса осуществляется посредством внедрения совокупности инновационных технических решений в разных отраслях энергетики. Технологические составляющие энергоперехода можно обобщить в единый ЗВ-массив, ключевыми аспектами которого являются декарбонизация {Decarbonization), децентрализация {Decentralization) и цифровизация {Digitalization)³.
    Декарбонизация, как одно из ключевых технологических направлений энергоперехода, представляет собой принцип перестройки энергетических систем с целью снижения выбросов СО₂на единицу вырабатываемой энергии, что в перспективе позволит снизить нагрузку на окружающую среду и предотвратить процессы изменения климата. В немалой степени процессу декарбонизации способствует переход на возобновляемые источники энергии, использование которых сопровождается минимальным углеродным следом.
    Наряду с декарбонизацией вторым ключевым технологическим направлением энергоперехода является децентрализация, или распределенная энергетика. Ключевой особенностью децентрализации является формирование в энергетике сектора малых электростанций, расположенных вблизи от непосредственных потребителей и осуществляющих их энергоснабжение. Следовательно, архитектура системы энергоснабжения объединяет в себе два крупных блока: централизованное производство энергии, основанное на экономии за счет масштаба, и распределенная генерация, объединяющая локальные электростанции, подключенные непосредственно к потребителям и расположенные вблизи от них.
    Децентрализация энергетических систем предполагает использование гибких технологий в архитектуре энергетических комплексов, объединяющих под единым технологическим и экономическим управлением локализованные

    ¹ Global Renewables Outlook: Energy Transformation 2050 (Edition: 2020). IRENA, 2020. URL: https://www.irena.Org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Apr/IRENA_Global_Renewables_ Outlook_2020.pdf (accessed: 12.07.2020).

    ² World Energy Outlook 2020. IEA, 2020. URL: https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2020 (accessed: 12.10.2020).

    ³ Rajakovic N. Energy Transition — 3D Array Is Key for Tracking Trends. Balkan Green Energy News. Apr. 27th, 2020. URL: https://balkangreeneneigynews.com/energy-transition-3d-array-is-key-for-tracking-trends/ (accessed: 22.10.2020).