Ринок енергоінновацій: аналіз тенденцій та проблеми функціонування

Introduction. The accepted Green Deal Policy led to the rapid development of energy innovations that reduce greenhouse gas emissions and increase the countrys energy efficiency and energy security.

The paper aims to analyze the trends, bottlenecks and problems of the energy innovation market in Ukraine and EU to determine the likelihood of achieving target indicators such as the Green Deal Policy and the Energy Strategy of Ukraine until 2035.

Research methods. The study applied bibliometric analysis to systematize the theoretical framework in the analysis of the energy innovations. Besides, the authors applied the following methods: logical generalization, scientific abstraction, system- structural analysis.

Results. In 2021, Mission Innovation member countries have invested more than $ 27 billion in clean energy research and development. The United States had the largest increasing in funding for research and development in energy innovation. In second place - the People's Republic of China. The findings showed that the energy innovations market in both the EU and Ukraine is not going according to the declared goals. First of all, experts attribute these gaps (the difference between current and planned targets) to the CO VID-19 pandemic. The ability to bring new technologies to market will be weakened as a result of pandemic failures. In addition, market and political uncertainty threatens to reduce the resources available to entrepreneurs to study energy innovation.

Perspectives. It is established that the policy of energy innovation development should be developed taking into account the possible explicit / latent and positive / negative transmission effects in the chain “business-government-society”. In addition, this policy should be consistent with the goals of the energy transition, ensure the competitiveness and technological security of the countries. The results showed that further research requires tools to stimulate the development of energy innovation in Ukraine based on the generalization of best practices of leading countries in the implementation of energy innovation.

Keywords: energy, sustainable development, energy sector, innovation.

Постановка проблеми. Прийняття зобов'язань у рамках концепції Green Deal Policy спровокувало стрімкий розвиток енергетичних інновацій, які забезпечують зниження викидів парникових газів у навколишнє природне середовище та підвищення енергоефективності країни та її енергетичної безпеки.

Ключовими моментами Green Deal Policy є:

1. Скорочення обсягів викидів парникових газів на 55%.

2. Нарощування питомої ваги відновлювальної енергії у енергобалансі країни - мінімум 32%.

3. Підвищення рівня енергоефективності країни на 32,5%.

З огляду на це визначені аналогічні цільові параметри у Енергетичній стратегії України на період до 2035 р. [1] вимагають корегування та оновлення з урахуванням Європейського вектора розвитку України, а також наявних воєнно-політичних конфліктів.

Для досягнення зазначених вище цілей європейській країни нарощують обсяги фінансування інноваційного розвитку енергетичного сектору. Зазначимо, що відповідно до Енергетичної стратегії України на період до 2035 р. другий етап її реалізації (до 2025 р.) передбачає оптимізацію та інноваційний розвиток енергетичної інфраструктури. Третій етап (до 2035 р.) орієнтований на інноваційний розвиток енергетичного сектора [1]. З огляду на наведене вище актуальності набуває аналіз тенденції, вузьких місць та проблем функціонування ринку енергоінновацій в Україні, щоб визначити ймовірність досягнення цільових індикаторів як Green Deal Policy та Енергетичної стратегії України на період до 2035 р.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. З метою систематизації наукового доробку щодо аналізу розвитку енергоінновацій у статті здійснено бібліометричний аналіз. Для цього згенеровано вибірку наукових статей із науково-метричних баз даних Scopus та Web of Science. На другому етапі - здійснено фільтрування вибірки даних з метою елімінування дублікатів та нерелевантних статей. Для відбору статей застосовано такі критерії: період публікації - 2000-2021 рр.; мова - англійська; логічні оператори - or, and; ключові слова - energy innovation, energy sector, smart technology. За результатами другого етапу сформовано вибірку досліджень з 774 наукових публікацій для подальшого дослідження.

Рис. 1. Публікаційна активність з дослідження питань розвитку інновацій в енергетичному секторі

Джерело: авторська розробка на основі даних наукометричних баз даних Scopus та Web of Science.

З 2005 р. кількість публікацій з аналізу енергоінновацій зростала. Пік публікаційного періоду був у 2021 р.

Результати co-occurrence аналізу дали змогу визначити основні наукові напрямки у дослідженнях питань розвитку інновацій в енергетичному секторі.

Рис. 2. Результати co-occurrence аналізу публікацій з дослідження питань розвитку інновацій в енергетичному секторі

Джерело: авторська розробка на основі даних науково-метричних баз даних Scopus та Web of Science та використанням програмного забезпечення VOSviewer.

Відповідно до результатів co-occurrence аналізу визначено шість основних кластерів наукових досліджень. Найбільший - червоний кластер об'єднує дослідження з питань розвитку інновацій та енергетичної політики. Найвищий рівень взаємозв'язків мають ключові слова інновації (occurrences - 247; total link strength - 2070) та енергетична політика (occurrences - 127; total link strength - 1192). Другий патерн наукових досліджень (синій колір) сфокусований на аналізі енергетичних інновацій, відновних джерел енергії та мінімізації викидів парникових газів у атмосферне повітря. У рамках такого наукового напрямку найбільш цитована праця вчених Р. Вюстенхаген, М. Вольсінк, М. Дж. Бюрер визначає соціально- політичні фактори, які впливають на поширення енергоінновацій серед громадськості [29]. Науковці [10] довели, що розвиток енергоінновацій сприяє зниженню рівня антропогенного впливу на навколишнє природне середовища від функціонування енергетичного сектору та використання викопних енергетичних ресурсів. У роботі [25] емпірично підтверджено, що стабільність розвитку фінансового сектору забезпечує зростання обсягів надходження зелених інвестицій на розроблення та впровадження енергетичних інновацій. Подібні висновки щодо ролі зелених інвестицій у розвитку зелених технологій зроблено у працях [2; 3; 24; 28].

Між двома найбільшими кластерами розташовано три інші кластери (жовтий, блакитний, фіолетовий та зелений) та сфокусовані на дослідженні питань сталого розвитку, зелених фінансів, розвитку альтернативних джерел енергії тощо.

Вчений Анадоном Лаура Діас з Кембриджського центру управління довкіллям, енергетикою та природними ресурсами зробив найбільший науковий внесок у розвиток досліджень з енергетичних інновацій [4-9; 11-13; 16, 20-22]. Анадоном Лаура Діас, досліджуючи питання розвитку ринку енергетичних інновацій, визначив основні фактори, що стримують їх поширення, а також головні напрями залучення зелених інвестицій на їх розвиток та впровадження.

Метою дослідження є аналіз тенденції, вузьких місць та проблем функціонування ринку енергоінновацій в Україні.

Виклад основного матеріалу. Інноваційний розвиток обумовлює поступове зниження вартості відновлюваної енергетики. Так, відповідно до звіту «Global Innovation Index 2021. Tracking Innovation through the COVID-19 Crisis» [17] з 2010 до 2019 р. вартість сонячної фотоелектричної енергії знижувалася на 6,9% щороку, а вартість енергії вітру - на 3,7% щороку. Крім цього, тенденції інноваційного розвитку та поширення зелених технологій у 2018-2019 роках свідчать про зниження вартості сонячної фотоелектричної енергії та енергії вітру на 13,1% і 9,2% відповідно.

Низка країн вже досягли того рівня, коли електроенергія з відновлюваних джерел енергії дешевша, ніж електроенергія з викопного палива [17]. З іншого боку, експерти “Mission Innovation” визначили, що глобальна система енергетичних інновацій неефективна. Це водночас обумовлює нагальність її оновлення та трансформації. Зазначимо, що експерти Фонду інформаційних технологій та інновацій (Information Technology and Innovation Foundation) розраховують Global Energy Innovation Index (GEII), що оцінює країни за сімома вимірами:

• обсяги державних інвестиції в дослідження, розробку та дисемінацію екологічно чистої енергії;

• кількість патентів на технології чистої енергії;

• венчурні інвестиції у розвиток енергоінновацій;

• кількість компаній, що виробляють зелену енергетику;

• обсяги експорту енергоінновацій;

• обсяги споживання зеленої енергії;

• ефективна вуглецева ставка [26].

Таблиця 1

Країни-лідери за Global Energy Innovation Index у 2021 році

Примітка: - - відсутні дані.

Джерело: розроблено авторами на основі даних [26].

Результати дослідження свідчать, що у 2021 р. Фінляндія та Данія посідають перше та друге місця відповідно за Global Energy Innovation Index. При цьому низка країн у 2021 р. погіршили свої позиції порівняно з 2019 р., а саме: Німеччина, Канада, Франція, Норвегія.

У 2015 р. країни ЄС до “Mission Innovation” зобов'язались нарощувати обсяги інвестицій у наукові дослідження щодо розвитку та поширення інновацій, у тому числі енергоінновацій. Відповідно до офіційних звітів, у період з 2015 до 2018 р. країни- члени “Mission Innovation” збільшили обсяги інвестицій у інноваційні розробки у сфері зеленої енергетики на 2,6 млрд дол. Ця сума менша запланованої на 4,6 млрд дол. На 2020-2021 рр. країни-члени “Mission Innovation” запланували інвестувати більше 18 млрд дол. на енергоефективні інновації. Експерти наголошують на тому, що станом на 2021 р. інвестиційний розрив у енергоінновації становить більше 50 млрд дол., тобто країни-члени “Mission Innovation” не досягли задекларованої мети. Зазначимо, що у 2021 р. лише чотирьом країнам (Чилі, Нова Зеландія, Словацька Республіка та Великобританія) вдалось збільшити обсяги інвестицій в енергоінновації вдвічі. Так, у 2021 р. країни-члени “Mission Innovation” інвестували понад 27 млрд дол. У дослідження та розробки в галузі екологічно чистої енергії. Рівень інвестицій країн ЄС (0,027% ВВП) у відновлювані джерела енергії, smart grid, енергоефективні системи та ядерну безпеку найнижчі з усіх основних світових економік. У 2020 р. приватний сектор ЄС скоротив загальні витрати на дослідження інновацій в енергетичному секторі на 7%. Насамперед, це може бути наслідком дії пандемії Covid-19. Зазначимо, що витрати на дослідження та інновації з відновлюваних джерел енергії зросли [14]. Однак, якщо порівнювати питому вагу інвестицій у 2015 та 2021 рр., то вона майже не змінилась.

США мали найбільший приріст обсягів фінансування на дослідження і розробки у сфері енергоінновацій. На другому місці - Китайська народна республіка.

Зазначимо, що у період з 2011 до 2016 р. наявна негативна тенденція щодо кількості поданих заявок на патенти за всіма основними технологіями чистої енергетики. Так, у зазначений період їх кількість скоротилась на 39% [23].

Зазначимо, що уряд України спрямував фінансування у заклади вищої освіти та науково-дослідні установи на наукові дослідження щодо розвитку та впровадження енергоінновацій. Однак державне фінансування науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт у сфері енергетичних інновацій все ще на низькому рівні. Це обумовлює доцільність оновлення програм щодо державного фінансування розвитку енергоінновацій у вітчизняній практиці [27].

Станом на початок 2018 р. в Україні офіційно зареєстровано 347 інноваційних проєктів у сфері відновлювальної енергетики загальною потужністю 2 117.2 МВт, з них найбільша питома вага припадає на інноваційні проєкті у сфері сонячної енергетики - 65,99%. Станом на 2020 р. структура майже інноваційних проєктів у сфері відновлювальної енергетики не змінилась. Загальна їх потужність зросла суттєво порівняно з 2018 роком та становить 7737 МВт [15].

Найбільше сонячних потужностей встановлено у Дніпропетровській області - 1125 МВт, у Миколаївській - 760 МВт та Одеській - 515 МВт. Найбільшу кількість вітроенергетичних установок встановлено у Запорізькій та Херсонській областях, які мають 489 МВт та 439 МВт відповідно [18, 15]. Зазначимо, що внаслідок військових дій половині інноваційних проєктів у сфері відновлювальної енергетики загрожує повне або часткове припинення [18].

Експерти Європейської комісії зазначають, що стрімке оновлення програм та політик в енергетичному секторі обумовило поширення енергоінновацій серед домашніх господарств. Крім цього, це спровокувало нарощування обсягів інвестицій у розроблення інновацій, що забезпечують підвищення енергоефективність будівель. Зазначимо, що Європейська комісія на постійній основі здійснює фінансування наукових досліджень у сфері енергетичних інновацій та енергобезпеки. Так, наприклад обсяг фінансування проєктів рамкової прогам FP1 у 1984-1987 рр. становив 3,2 млрд євро, а Horizon Europe - 95,5 млрд євро у 2021-2027 рр.

Результати наукового доробку свідчать, що ринок енергетичних інновацій як у країнах ЄС, так і в Україні не відбувається згідно із задекларованими цілями. Насамперед, дані розриви (різниця між поточними та запланованими цільовими орієнтирами) експерти пов'язують із дією пандемії COVID-19. Спроможність виводити на ринок нові технології буде слабшою в результаті збоїв, спричинених пандемією. Крім цього, ринкова та політична невизначеність загрожує скороченням коштів, доступних для підприємців на дослідження енергетичних інновацій.

Міжнародне агентство з відновлюваної енергетики (IRENA) визначило інноваційні пріоритети для прискорення трансформаційних процесів від наявних до сталих енергетичних систем. Так, експертами IRENA у звіті «Інновації, що стимулюють енергетичний перехід» визначено такі чотири постулати:

Формування системного підходу у розробленні, впроваджені та поширенні енергоінновацій на всіх етапах їх життєвого циклу. Тут наголошено, що дотримання принципу емереджентості у процесі впровадження енергоінновацій та взаємодія на всіх рівнях у всіх секторах економіки дасть змогу отримати синергетичний ефект.

Розвиток міжнародної співпраці та колоборації у розробленні, впроваджені та поширенні енергоінновацій. Це забезпечить поширення кращих практик щодо енергетичного переходу та декарбонізації економіки.

Інтеграція енергосистем країн-партнерів.

Стимулювання поширення зеленої енергетики серед секторів кінцевого споживання (транспортний сектор, промисловість, житлово-комунальні господарства тощо) [19].

Енергетичні інновації залучають широке коло стейкхолдерів. Тут уряди країн відіграють ключову роль, яка виходить за рамки простого фінансування досліджень і розробок. Уряди країн встановлюють загальні національні цілі та пріоритети з урахуванням ринкових очікувань. Зазначимо, що уряди країн формують відповідну інфраструктуру для забезпечення трансферу та десилікації знань, у тому числі у сфері енергоінновацій.

Висновки і перспективи подальших досліджень. Військові дії в Україні посилили значення та роль інноваційної політики в енергетичному секторі. З огляду на це уряди країн повинні консолідуватись та розробити конвергентну політику поширення енергоінновацій. Таку політику потрібно розробляти з урахуванням можливих явних / латентних та позитивних / негативних трансмісійних ефектів у ланцюгу «бізнес-уряд-суспільство». Крім цього, така політика має узгоджуватись з цілями енергетичного переходу, забезпечувати конкурентоспроможність та технологічний суверенітет країн.

Результати дослідження засвідчили, що подальших досліджень вимагають інструменти стимулювання розвитку енергоінновацій у вітчизняній практиці на основі узагальнення кращих практик країн-лідерів щодо впровадження енергетичних інновацій.