АНО «Международный центр устойчивого энергетического развития» под эгидой ЮНЕСКО (МЦУЭР)
«Климат и энергетика», Всемирный фонд дикой природы (WWF России)
Институт прикладных экономических исследований, РАНХиГС
Развитие ВИЭ в России: потенциал и практические шаги
Владимир Хакимович Бердин -- заместитель исполнительного директора,
Алексей Олегович Кокорин -- кандидат физико-математических наук, руководитель программы
Владимир Юрьевич Поташников -- старший научный сотрудник центра экономического моделирования энергетики и экологии
Григорий Михайлович Юлкин -- директор департамента стратегического планирования и партнерства
Аннотация
В работе рассмотрены успехи и механизмы поддержки развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в ведущих странах, выделены первичные экономико-социальные национальные цели этого процесса. Показано, что развитие ВИЭ успешно соседствует с долгосрочными целями стран по выбросам СО2 в энергетике и вносит значительный вклад в их достижение. На основе анализа действий России делается вывод, что наша страна прилагает немалые усилия по следованию глобальному тренду, но отстает от ведущих стран по объемам финансовой поддержки и масштабам производства ВИЭ. Выделены недостатки существующей системы поддержки ВИЭ, рассчитанной на период до 2024 года. Предложены направления развития системы после 2024 года, призванные обеспечить конкурентоспособность российского оборудования на внутреннем и затем на мировом рынках.
Система должна ориентироваться на эффективность генерации, включать поддержку экспортных сделок, отдавать предпочтение большим объемам производства, что снижает цены и облегчает локализацию (рост доли оборудования, произведенного в России). Оценены долгосрочные перспективы развития солнечной и ветровой генерации в России на период до 2040-2045 годов. С помощью модели РУТАЙМС рассмотрены два варианта государственной поддержки: введение фиксированной надбавки к рыночной цене генерации (feed-in premium) и субсидирование инвестиционных издержек. Проведенные расчеты показывают, что надбавка на 1,0 руб./кВт*ч на период 20252030 годов позволит за пять-десять лет поднять общую установленную мощность ветровых и солнечных станций до 40 ГВт. Их доля в электрогенерации может быть доведена до 20%, а к 2040-2045 годам -- до 35%. Тот же результат может быть достигнут субсидированием инвестиций на уровне около 300 долл./кВт (с учетом издержек государства менее 15 млрд долл., покрывающих 20-25% капитальных затрат). Каждый из видов поддержки снижает суммарную эмиссию СО2 от всех видов сжигания ископаемого топлива на 100-150 МтСО2/год.
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, климатическая политика, Парижское соглашение ООН, выбросы СО2.
Abstract
The paper discusses the support mechanisms of renewable energy sources (RES) and the progress made in leading countries as well as identifies the primary economic and social goals of the given process. It is shown that RES development co-benefits with national long-term goals on CO2 emissions in the energy sector and contributes significantly to their achievement. An analysis of Russian activities leads to the conclusion that the country has been undertaking considerable efforts in keeping up in line with the global trend but it has fallen well behind better performing economies in the scale of RES support and manufacturing. A number of disadvantages of the current national system of RES support by 2024 have been identified and followed by proposals of further improvement aimed at ensuring competitiveness of Russian equipment on the domestic market, and later global market.
The system of support should be focused on effectiveness of power generation; include support for export contracts; and prioritize large production volumes, thus reducing prices and facilitating localization. Long-term development prospects of the Russian solar and wind generation have been estimated for the period up to 2040-2045. The RU-TIMES model has been used to calculate the effects for two versions of government support: introduction of a fixed extra charge to the market price of generation (feed-in premium), and subsidies for investments in construction. According to the model estimates, an extra charge of 1.0 ruble/kWh would allow an increase of the total installed capacity of solar and wind power plants by 40 GW within 5-10 years.
Their share in electricity generation could be brought up to 20%, and up to 35% by 2040-2045. The same result could be achieved by subsidizing investments at the rate of about 300 USD/kW (considering government spending of less than USD 15 billion, covering 20-25% of capital investments). Each of the support options reduces the total CO2 emissions from all types of fossil fuel combustion by 100-150 MtCO2/year.
Keywords: renewable energy sources, climate policy, UN Paris Agreement, CO2 emissions.
Введение
Быстрое глобальное развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) -- это факт. Страны активно включают ВИЭ в долгосрочные стратегии снижения выбросов СО2 к середине XXI века. В России этот процесс идет медленнее, что обусловлено прежде всего обилием других недорогих энергоресурсов (газ, ГЭС, АЭС). Причем в 2018 году в нашей стране наблюдался резкий рост ввода новых солнечных и ветровых станций, на практике активно заработала система государственной поддержки ВИЭ. Однако она вызывает и немало критики.
Первой задачей настоящей работы является анализ целей России и других крупнейших стран по развитию ВИЭ, ориентированный на совершенствование действий нашей страны в краткосрочной перспективе после 2024 года. Нынешние схемы поддержки ВИЭ в России определены по 2024 год, в этот период, вероятно, будут решаться второстепенные проблемы развития ВИЭ, но без изменения самих схем. Вторая задача -- модельная оценка возможностей развития ВИЭ и снижения выбросов СО2 в энергетике страны в более долгосрочном плане, до 2040-х годов, что представляется актуальным в свете участия России в Парижском климатическом соглашении ООН, подразумевающем представление странами своих долгосрочных стратегий развития с низкими выбросами парниковых газов.
В первой части работы рассмотрен опыт применения различных схем поддержки ВИЭ в крупнейших странах (ЕС, США, Китае, Индии и Казахстане), а также объявленные ими перспективы развития ВИЭ и снижения выбросов парниковых газов. Этот опыт оценивается с прицелом на последующий анализ применимости рассмотренных схем к условиям России. Поэтому на первый план выходят не масштабы развития ВИЭ, они могут быть самыми разными, а достижение главенствующих целей стран по развитию их экономики, технологий и экспорта, решению тех или иных социально-экологических задач. ВИЭ рассматриваются без крупных ГЭС. Основное внимание уделяется солнечным и ветровым станциям как главным объектам государственной поддержки, что обусловлено тем фактом, что именно они, имея высокую концентрацию новых технологий и компетенций, являются главными кандидатами на широкомасштабную конкуренцию с ископаемым топливом в России и на глобальных рынках.
Во второй части работы представлен анализ успехов и проблем развития ВИЭ в России до 2024 года и формулируются предложения на следующий этап, до 2030 года. Показано, что после 2024 года требуется значительная трансформация системы поддержки ВИЭ, прежде всего на оптовом рынке электроэнергии, перестройка действий, нацеленная на стимулирование эффективной генерации и конкурентоспособной продукции. Этот этап в России, вероятно, еще будет относительно скромным по объемам ВИЭ. В то же время он заложит основы для нового периода -- 20302040-х годов, когда даже в России может начаться крупномасштабное замещение ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии.
Относительно медленное развитие ВИЭ в России не означает, что воздействие глобальных процессов на энергетику нашей страны имеет такие же невысокие темпы. В качестве примера можно привести Южную Корею -- крупнейшего импортера российских энергетических углей, которая прекращает строительство угольных станций, а к 2040 году планирует отказаться от угля в своей энергетике. Это означает, что в ближайшие десять лет ситуация с экспортом российского угля в Южную Корею, вероятно, будет стабильной, но потом следует ожидать резкого спада.
Заметим, что медленное развитие энергетики на основе ВИЭ в России не означает столь же медленного развития российского производства ВИЭ. Конкурентоспособность на мировых рынках -- одна из целей России. В качестве примера можно привести планы компании «Хевел» по производству солнечных панелей, в которых основная часть предназначена на экспорт, в частности в Казахстан. Учет экспортной составляющей очень важен и должен быть заложен в систему государственной поддержки ВИЭ после 2024 года.
Чтобы очертить контуры планирования в период 2030-2040-х годов, а также показать возможности по ВИЭ в России, в следующей части работы представлены модельные расчеты (рекомендации нормативно-правового характера, скорее всего, делать преждевременно). Анализ глобальной ситуации и Парижского климатического соглашения ООН свидетельствует о том, что крупнейшие по размерам экономики страны, вероятно, начнут значительно снижать выбросы парниковых газов лишь после 2030 года [Кокорин, Поташников, 2018]. Россия в принципе может к 2050 году снизить выбросы СО2 в энергетике на 90%, если аналогичные действия предпримут другие крупнейшие страны мира1. Поэтому стала актуальной модельная детализация опций и возможностей ВИЭ в России в 2030-2040-х годах, ориентированная на запланированное на 2020 год представление в ООН российской стратегии развития с низкими выбросами парниковых газов. Pathways to Deep Decarbonization 2015 Report. Published by the Sustainable Development Solutions Network (SDSN) and the Institute for Sustainable Development and International Relations (IDDRI), 2015.
Опыт крупнейших стран по развитию ВИЭ
США. Система федеральных законов страны содержит большое число законодательных актов, стимулирующих развитие ВИЭ. Они позволяют штатам предлагать потребителям право выбора поставщика энергии, разрешают открытый доступ к сетям для независимых производителей на основе ВИЭ. В 2013 году был принят План действий по климату, который охватывает как передовые технологии добычи газа и нефти, так и поддержку ВИЭ. Тогда же США обнародовали обширный список целей, первой из которых стало обеспечение передовых позиций США в НИОКР по чистой энергетике (включая инвестиции в инновационные проекты), а второй -- развитие ВИЭ в сельских районах страны (снижение потерь на передачу энергии в сочетании с развитием умных сетей). Финансовая поддержка осуществлялась через ряд федеральных стратегий и субсидии: налоговый кредит (production tax credit), инвестиционный налоговый кредит (investment tax credit Детальную информацию о перечисленных налоговых инструментах ), портфель стандартов для ВИЭ, льготные тарифы, субсидии на НИОКР и др. Детальную информацию об опыте США по внедрению ВИЭ см.: https://programs.dsireusa.org/ system/program.
Доля ВИЭ в энергетическом балансе страны в 2010 году составила 7,5% Для сравнения используется 2010 год, так как он является базовым по программе IRENA REmap 2030. См.: IRENA Renewable Energy Prospects. 2015. P. 1. , при этом % приходится на жидкое и твердое топливо из биомассы. В 2018 году ВИЭ составили 20% по мощности выработки энергии. По прогнозам Международного агентства по возобновляемой энергетике (International Renewable Energy Agency, IRENA), по базовому сценарию доля ВИЭ в конечном потреблении энергии к 2030 году увеличится только до 10% IRENA Renewable Energy Prospects. P. 25.. Однако, согласно IRENA, технически осуществимым и экономически эффективным будет рост до 27%. При этом потребуются дополнительные инвестиции в объеме около 38 млрд долл. в год, или всего в объеме около 86 млрд долл. в год, а выбросы СО2 будут на 33% ниже, чем в 2005 году Executive Summary Renewable Energy Prospects: United States of America. 2015. P. 3..
Президент Дональд Трамп сделал немало скептических заявлений по теме ВИЭ. Однако маловероятно, что их развитие существенно затормозится. Во-первых, США -- один из бесспорных лидеров по ВИЭ, и вряд ли они откажутся от этого преимущества.
Во-вторых, не только демократы, но и общественность страны в целом поддерживает курс на ВИЭ, а это голоса избирателей.
В сложившихся условиях основным драйвером развития ВИЭ являются интересы на уровне регионов и штатов. Эта особенность, вероятно, будет реализовываться и в России: уже наметилось лидерство юга европейской части страны, обусловленное природно-климатическими условиями, благоприятными для ветровой и солнечной генерации.
На Среднем Западе США имеются обширные сельскохозяйственные земли и хорошие условия для использования энергии ветра. На долю этой части страны приходится треть общей мощности ветровых электростанций, а также 80% производства биотоплива. Северо-восточный регион является вторым по мощности солнечной генерации и энергетики на основе биомассы. На юго-востоке США традиционно поддерживается использование ископаемых видов топлива, к тому же ресурсы ветра здесь меньше, чем в других частях страны. В то же время регион обладает большим солнечным потенциалом, поэтому в будущем интерес к нему может возрасти.
Наиболее успешными в использовании ВИЭ являются западные штаты, особенно Калифорния, которую как лидера глобального уровня мы рассмотрим более детально. Первая волна развития ВИЭ в Калифорнии наблюдалась в 1980-х годах, когда были высоки цены на газ, а сети обязали принимать дешевую электроэнергию, прежде всего геотермальную, а также выработанную с использованием биомассы и отходов. Затем самые дешевые ВИЭ были израсходованы, а цены на топливо снизились, что замедлило развитие ВИЭ. Следующий рост начался в 2002 году, когда были поставлены цели по доле ВИЭ в розничных продажах электроэнергии. По состоянию на 2018 год штат получал от ВИЭ 27% электроэнергии, что выше установленных показателей. Лидером является солнечная генерация (примерно 15%, из которых 10% -- коммерческие станции, около 5% -- панели на крышах домов). Принят закон, по которому коммунальные предприятия к 2030 году обязаны получать 50% электроэнергии от ВИЭ, но, скорее всего, этот уровень будет достигнут уже в 2020 году. Впечатляет снижение цен для конечных потребителей. Электричество от крупных солнечных станций с 2008 года подешевело почти в пять раз, а от ветровых станций -- в два раза. В этих условиях штат принял закон о полном переходе на ВИЭ к 2045 году. Эта задача осложняется тем, что современные подходы к диспетчеризации энергоснабжения на основе ВИЭ допускают дефицит генерации в ночное время, компенсировать который способны газовые станции, а также перепроизводство энергии в дневное время, которую приходится передавать соседним штатам с доплатой. Почему на это идет руководство штата, а бизнес и население его поддерживают?