Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГУ "Институт энергетической стратегии"

Прогнозные сценарии инновационного развития России на период до 2050 года

генеральный директор, д.т.н. В.В. Бушуев

главный аналитик А.А. Троицкий

Будущее энергетики России прогнозно очерчено в ее Энергетической стратегии на период до 2020 г., утвержденной Правительством Российской Федерации 28 августа 2003 года. Однако для энергетического сектора с его высокой капиталоемкостью и инвестиционной инерционностью это, по сути, лишь среднесрочный прогноз. Необходимы оценки для более далекого временного горизонта. Эти оценки связаны с глобальными проблемами развития человеческого общества в Мире и в России.

Куда пойдет Мир, Человечество? Какая энергетика потребуется ему и России? инновационный энергетический россия экспортный

Трудно прогнозировать будущее, не опасаясь впасть в гадательное предсказательство, но и не прогнозировать его нельзя. Будущее требует соответствующей подготовки общества, в том числе своевременного формирования энергетического обеспечения. Построения энергетической базы грядущего. А это процесс крайне инерционный и ресурсоемкий, требующий заблаговременного понимания и деятельного реагирования.

Энергетический фактор, безусловно, будет накладывать свой рельефный отпечаток на все упомянутые аспекты предстоящей перспективы человечества, на взаимоотношения государств, их экономику, независимость, их возможности, уровень жизни. Со своей стороны, развитие общества будет предъявлять новые требования к энергетике.

Потребление энергоресурсов на Земле стремительно увеличивается. За последние 60 лет в мире было добыто и израсходовано около 250 млрд. тут, т.е. больше, чем за всю историю человечества. В 2004 г. добыча и производство первичных ТЭР на планете достигало астрономической величины - более 15 млрд. тут, а производство электроэнергии перешагнуло за 15 млрд. кВтч.

В то же время современные разведанные запасы первичных энергоресурсов в мире, по данным Мирового Энергетического Совета, в пересчете на условное топливо составляют примерно 1700 млрд. тонн. При темпах роста потребления энергоресурсов, которые имели место на Земле в последние 10 лет (примерно 1,7 % в год), удвоение энергопотребления имеет 40-летний цикл. При таких темпах энергопотребление увеличится за 100 лет почти в 6 раз, т.е. годовое потребление энергоресурсов достигнет почти двадцатой доли современного объема разведанных ресурсов, а стоимость энергоресурсов неминуемо кратно возрастет. Такой ситуации не сможет выдержать ни экономика человеческого общества, ни экология Планеты.

Однако ясно, что человечество не может остановиться в своем развитии, и чтобы это развитие не завело мировое сообщество в тупик, в его топливно-энергетической деятельности должны неминуемо произойти качественные изменения. Эти изменения не могут возникнуть сами по себе, безотносительно и вне связи с указанными выше аспектами будущих общественно-политических и социальных трансформаций, тем более что эти трансформации имеют свои обратные связи с топливно-энергетической основой земного бытия и будут оказывать на нее свое влияние, формировать свои требования к ней.

Энергетика России является важнейшим звеном общей системы «природа - общество - человек» и стратегия ее развития формируется в увязке и с общемировыми тенденциями энергетического спроса и предложений, и с прогнозом социально-экономического развития страны на долгосрочную перспективу, учитывающим ресурсный ее потенциал, спрос на энергоресурсы с учетом эффективности их использования, возможности производства энергоносителей, а также ограничения окружающей среды.

Такая комплексность будет отражать трансформации самого общества от современного энергопотребительского уклада к социально ориентированной и более энергоэффективной экономике, к экологически устойчивому развитию материальной базы и человеческого капитала.

С учетом этого возможны различные концептуальные варианты перспективного экономического развития России. В качестве основных могут быть рассмотрены три следующие гипотезы внутриэкономического развития страны.

Неограниченно открытая рыночная экономика. Эта гипотеза воплощает в себе идеологию неограниченной стратегии и базируется на саморегулируемости «власти рынка» практически без вмешательства государства (адекватно идеологии экономической реформы начала 90-х годов прошлого века).

Негативные результаты такого подхода в реальных условиях отечественной экономики и без учета неконкурентоспособности отечественных товаропроизводителей очевидны. Продолжение реализации данной гипотезы в сложившемся состоянии производительных сил России означало бы дальнейшее подавление отечественных товаропроизводителей на внутреннем рынке, однобокое сырьевое и придаточное развитие производительных сил страны, дальнейшую скупку эффективных основных фондов зарубежным капиталом и завершение процесса потери экономической, а затем и политической самостоятельности государства. В то же время, по мере перехода основных производственных фондов страны в руки зарубежного капитала, соответствующей переориентации деятельности и модернизации этих фондов, темпы экономического развития, управляемые зарубежным капиталом, будут увеличиваться с учетом наличия в России дешевой рабочей силы и сырьевой ресурсной базы. Прогнозные оценки показывают, что при реализации данной гипотезы будет впоследствии наращиваться динамика развития, но с дальнейшей утратой политической независимости России.

Закрытая рыночная экономика. Данная гипотеза предусматривает развитие экономики при рыночных методах хозяйствования, но с жесткими мерами государственного регулирования в направлении защиты недостаточно конкурентоспособных отечественных товаропроизводителей от агрессии зарубежных конкурентов на внутреннем рынке России. Такая политика приведет в начальный период к оживлению отечественного производства с умеренно динамичным ростом экономики.

В то же время, введение ограничений импорта на отечественный рынок приведет к консервации низкого научно-технического и качественного уровня производства, практическому отсутствию иностранных инвестиций и адекватным заградительным реакциям мирового рынка к российскому экспорту. Следствием такого положения должно быть последующее затухание динамики экономического развития России.

Гармонично регулируемая экономика. Данная гипотеза предусматривает открытую рыночную модель российской экономики с гибким государственным регулированием ее функционирования, в основном экономическими методами, направленными на поддержку отечественных товаропроизводителей в условиях их конкуренции с зарубежными, усиление инвестиционной активности с привлечением иностранных инвестиций, ускорение формирования цивилизованного российского рынка с нормализацией расчетно-финансовых отношений на рынке, реформированием и переориентацией интересов банковской сферы.

Такая гипотеза в принципе продолжает и развивает проводимую экономическую политику с усилением ее инвестиционной и инновационной структурной составляющих. Она обеспечит подъем отечественного производства в конкурентных условиях, стимулирующих повышение экономической эффективности и качества продукции, развития инвестиционной и инновационной деятельности хозяйствующих субъектов и прогрессивного преобразования основных фондов производительных сил страны. Это позволит увеличить несырьевой и неэнергетический экспорт продукции России.

Данная гипотеза рассматривается как основная, и она, в зависимости от степени успешности реализации ее программного содержания, может, по прогнозным оценкам, обеспечить достаточно высокий рост ВВП - в 8 раз к 2050 году (табл.1):

Очевидно, что при разработке прогнозов в качестве опорной гипотезы должна быть принята гипотеза гармонично регулируемой государством рыночной экономики. Кроме того, на ход экономического развития в стране и, следовательно, на требования, выдвигаемые экономикой к ТЭК, будут оказывать влияние, вне зависимости от реализуемой гипотезы, такие факторы как внешне и внутриполитическая обстановка, внешнеэкономические условия, включая конъюнктуру мирового рынка нефти и газа, возможные природные катаклизмы и т.п.

В этой связи, разработка перспектив развития экономики и адекватного ее требованиям формирования энергетики должна вестись вариантно, с тем, чтобы охватить «вилкой» оптимистического и умеренного вариантов возможный диапазон экономической и энергетической перспективы.

Исходя из изложенного и выполненных прогнозных оценок для упомянутых сценариев, в табл. 2 приведены параметры динамики роста ВВП в стране для оптимистического и умеренного вариантов развития экономики, а в табл. 3 -- динамика структуры промышленного производства.

Эти показатели в сочетании с оценкой динамики структуры ВВП и промышленного производства позволяют сформировать представления о динамике удельной энергоемкости и внутреннего спроса на первичные энергоресурсы. Исходя из выполненных прогнозных оценок этих показателей, динамика удельной энергоемкости экономики и потребление энергоресурсов в России на перспективу представлена в таблице 4.

Из указанных данных вытекает, что даже при снижении удельной энергоемкости экономики в 4-6 раз в 2050 году только на внутреннее потребление России потребуется первичных энергоресурсов больше, чем вся их современная добыча и производство в 1,3 раза при умеренном сценарии экономического развития и более чем в 1,6 раза при оптимистическом сценарии.

Анализ концепции и возможных вариантов развития энергетики требует поиска решений обеспечения как указанных объемов внутреннего потребления энергоресурсов, так и оценок возможного экспортного энергетического потенциала на рассматриваемую перспективу.

Построение концептуальных подходов к формированию перспективных направлений и масштабов развития энергетики страны должно базироваться не только на прогнозах макроэкономики и динамики спроса на ТЭР, но также на ряде других основополагающих исходных предпосылок и оценок, таких как:

- данные об имеющихся разведанных и прогнозных запасах невозобновляемых ТЭР, а также о потенциале всех видов возобновляемых ТЭР;

- оценка возможных (предполагаемых) объемов прироста геологических запасов невозобновляемых энергоргесурсов;

- прогнозные оценки возможностей вовлечения в ТЭБ страны новых энергоресурсов и осуществления инновационных преобразований в энергетической сфере и в энергопотреблении (энергосбережении);

- оценки энергетического потенциала, содержащегося в скрытом виде в структуре новых материалов, технологий, организации производства;

- гипотетические экономические предпосылки и прогнозы стоимостных тенденций энергоносителей, в том числе конъюнктуры мирового рынка, конкурентоспособности новых и возобновляемых энергоресурсов, а также инновационных трансформаций;

- оценки экологических ограничений энергоиспользования и инновационного потенциала в этой сфере.

Каждая из этих базовых предпосылок для почти полувекового временного горизонта содержит много неопределенностей, разрешение которых может базироваться на сочетании различных оснований от научного предвидения и расчетов до интуиции и логических построений. Все это требует вариантного подхода к оценкам и прогнозам с тем, чтобы «вилка» вариантов наиболее вероятно охватила бы возможный диапазон будущих реалий, имея ввиду, однако, что чем больше размер этой «вилки», тем труднее сформировать стратегию будущего развития, что учтено в приведенных выше оценках.

Экспортные возможности страны должны вариантно сформироваться как разница между возможными объемами добычи (производства) ТЭР, их экономически выгодного импорта в страну из географически прилегающих регионов и внутрироссийского спроса на энергоресурсы, с учетом, конечно, прогноза конъюнктуры мировых рынков энергоносителей.

Следовательно, основной проблемой сбалансированной энергетической перспективы является оценка спроса на энергоносители и возможных вариантов объемов добычи и производства первичных и адекватных им энергоносителей с учетом инновационных достижений и экономического предвидения, имея ввиду обеспечить наиболее эффективное сбалансирование потребностей в ТЭР.

Рассмотрение возможного потенциала добычи и производства традиционных первичных энергоресурсов позволяет сделать вывод о том, что «топливная энергетика» останется доминирующим видом, а ТЭР - будут по-прежнему определять исходный энергетический потенциал страны.

Нефть и газовый конденсат. Прогнозные ресурсы нефти в России оцениваются величиной порядка 44 млрд. т. Однако реальные разведанные запасы обеспечивают при совершенном уровне ее добычи лишь менее 30 летнего срока. Объемы добычи нефти с учетом оценок вероятности подтверждения прогнозных запасов и необходимых для этого инвестиций могут прогнозироваться в следующем объеме (млн. т/год).

Для обеспечения таких объемов добычи после 2030 года необходимо будет вовлечение в разработку месторождений «тяжелых» и нетрадиционных нефтей.

Газ природный. Прогнозные запасы газа (без учета газогидратов) оцениваются величиной 127 трлн. м³, а разведанные - около 47 трлн. м³. Основные разрабатываемые в настоящее время месторождения газа (Уренгойское, Медвежье, Вынгапуровское, Ямбургское и др.) работают в режиме падающей добычи. Новое Заполярное месторождение в 2005 г. уже достигло проектной добычи. Для компенсации последующего падения добычи на этих месторождениях (впоследствии и на других ныне разрабатываемых), а также для обеспечения прироста добычи газа необходимо освоение новых, к сожалению очень капиталоемких, месторождений с более дорогой добычей газа. Такими новыми являются месторождения полуострова Ямал, шельфа северных морей (Штокмановское), Ковыктинское, якутские, шельфовые месторождения о. Сахалина и др. С учетом этого и необходимости огромных инвестиций для освоения упомянутых новых месторождений, добыча природного газа в России на перспективу оценивается в следующих объемах (млрд. м³/год):

В указанных оценках учтена возможность добычи шахтного метана и газа из газогидратных месторождений в небольших объемах в последний временной период. В случае успешной разработки и освоения экономически доступных и конкурентоспособных технологий разработки газогидратных месторождений, объемы добычи газа в период после 2020-2030 гг. могут быть несколько увеличены, однако более конкретные оценки в настоящее время пока затруднены.

Уголь. Прогнозные геологические запасы углей всех видов и марок в России огромны - 4500 млрд. тонн. Прогнозные ресурсы составляют 526 млрд. тонн, а разведанные балансовые запасы - около 200 млрд. тонн, из которых почти 80 млрд. тонн сосредоточены в Канско-Ачинском угольном бассейне, около 56 млн. тонн в Кузнецком бассейне и 42 млн. тонн - в Восточной Сибири и Дальнем Востоке.

Учитывая неизбежное повышение в перспективе цен на основные взаимозамещающие энергоносители - нефтепродукты и газ, спрос на уголь, резкого роста цен на который прогнозировать нет оснований, должен возрастать опережающими темпами. В то же время эти темпы будут ограничиваться более высокими, по сравнению с использованием газа и нефтепродуктов, затратами у потребителей и ограничениями, которые будут накладывать экологические требования, поскольку выбросы СО₂ от сжигания угля почти в 1,7 раза выше, чем газа, и транспортные издержки на доставку угля к отдаленным от месторождений угля потребителям. Однако необходимо учитывать также возможность в перспективе, по мере удорожания газа и нефти, энерготехнологического использования углей с получением из них жидких и газообразных энергоносителей, а также развития углехимических производств. С учетом всех этих факторов возможные объемы добычи угля в России в перспективе до 2050 года оцениваются следующим образом (млн. тонн/год):

Несмотря на то, что каждый энергоресурс имеет своего специфического потребителя (нефть - производство моторного топлива, газ и уголь - топливо для электростанций и котельных, газохимия и металлургия), традиционный топливно-энергетический баланс (с приведением всех первичных ТЭР в т у. т.) позволяет оценить роль и место различных энергоносителей (табл. 8).

Из данных таблицы вытекает тот важный вывод, что добыча традиционных невозобновляемых органических энергоносителей в обоих сценарных вариантах будет расти значительно медленнее, чем внутренний спрос на первичные ТЭР, несмотря на то, что удельная энергоемкость экономики будет кратно и динамично снижаться. Эта тенденция однозначно указывает на неизбежную необходимость нарастающего вовлечения в топливно-энергетический баланс страны для сбалансирования потребностей в ТЭР других первичных энергоресурсов, таких как атомная энергия, традиционные и нетрадиционные возобновляемые энергоресурсы, новые энергоносители и освоение их производства на инновационной основе.

Для оценки необходимых масштабов вовлечения в ТЭБ этих дополнительных энергоресурсов требуется сформировать прогноз экспорта и импорта энергоносителей. Однако для выполнения такого прогноза необходима относительно надежная оценка перспектив конъюнктуры мирового и регионального рынков нефти, нефтепродуктов, газа, угля и электроэнергии, что в рамках настоящей статьи для столь отдаленных временных горизонтов выполнить не представляется возможным. В этой связи в качестве условной предпосылки для решения данной задачи принято, что суммарные объемы экспорта и импорта первичных энергоносителей в перспективе будут в основном адекватны современным их уровням с небольшим приростом экспорта до 2020 года, главным образом за счет увеличения поставок за рубеж преобразованной энергии электроэнергии.

Основанием для такой предпосылки является то, что в условиях созданной и создаваемой в настоящее время экспортной углеводородной инфраструктуры (магистральный трубопроводный транспорт, портовые сооружения и др.) экономически нецелесообразно сокращать объемы экспорта, несмотря на усиливающееся давление роста внутреннего энергопотребления на энергетическую сбалансированность.

Это тем более важно, что необходимо учитывать как имеющиеся международные обязательства российских энергетических структур, так и экономические и политические государственные интересы. Исходя из оценок Энергетической стратегии и с учетом создаваемого экспортного инфраструктурного задела, суммарный объем экспорта ТЭР в ближайшие 15-20 лет может увеличиться на 10-15%, с тем, однако, что в последующей долгосрочной перспективе его объемы могут несколько снизиться под давлением роста внутреннего спроса на ТЭР. При этом прогнозируется, что несмотря на рост себестоимости добычи и транспорта, российские энергоресурсы сохранят свою конкурентоспособность в связи с сохранением высоких мировых цен на них.

Из приведенных в таблице 6 оценок вытекает, что при сегодняшних взглядах на динамику добычи и производства ТЭР, на желательные и прогнозируемые темпы экономического развития страны, а также намечаемые (прогнозируемые) объемы экспорта энергоресурсов, даже при весьма высоких темпах снижения удельной энергоемкости экономики возникает значительный и все возрастающий дефицит энергоресурсов, для ликвидации которого необходим поиск в основном инновационных решений, обеспечивающих дополнительное производство первичных энергоресурсов. При этом следует иметь ввиду, что соответствующий инновационный и структурный ресурс в сфере энергосбережения оценочно уже учтен при прогнозировании динамики удельной энергоемкости экономики.

Примечание: числитель - оптимистический сценарий; знаменатель - умеренный сценарий.

Упомянутый дефицит энергоресурсов, требующий инновационного поиска для сбалансирования ТЭБ, оценивается в 2010 году величиной 4ч5,5% от суммарной потребности в ТЭР, в 2015 году - 4,5ч12%, в 2020 году 6ч12%, в 2030 году 8ч16%, в 2050 году - 30% соответственно. При этом, если указанный дефицит ТЭР в период до 2030 года меньше, чем прогнозируемый их экспорт и внутренний спрос на энергоресурсы в этот период может быть обеспечен, то на уровне 2050 года уже создается угроза сбалансированности внутреннего потребления энергоресурсов.

Основные возможные и приоритетные направления инновационных поисков путей сбалансирования приведенных выше оценок потребностей страны в ТЭР следующие.

1. Масштабное вовлечение в ТЭБ России использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (ветровой, солнечной, геотермальной, приливной, биологической, низкотемпературной). Согласно выполненным оценкам, это направление может обеспечить уже к 2020 году порядка 4% внутреннего потребления первичных ТЭР или около 50 млн. тут; до 5% в 2030 году (до 80 млн. тут) и 6% в 2050 году (до 150 млн. тут).

2. Ускорение развития атомной энергетики с использованием реакторов на быстрых нейтронах и формирование замкнутого ядерного цикла, что позволит снять ограничения по ресурсам ядерного топлива. Развитие этого инновационного направления может дать при максимальных балансовых оценках очень крупный вклад в ТЭБ. Так, если исходить из того, что весь прирост производства электроэнергии до 2050 года для внутреннего потребления и экспорта в районах с дальнепривозным топливом (в основном европейский регион) смог бы быть обеспечен за счет производства на АЭС (как на медленных, так и на быстрых нейтронах), то это потребовало бы ввода в действие к 2050 году в оптимистическом варианте 400 мвт мощностей АЭС и 250 мвт - в умеренном сценарии и позволило бы заменить соответственно около 750 и 430 млн. тут, необходимых для ТЭС, т.е. на 550 и 280 млн. тут больше, чем указано в таблице 6. Конечно, изложенные оценки страдают определенным максимализмом, но тем не менее они иллюстрируют огромные возможности данного инновационного направления. При этом нельзя сбрасывать со счета, что развитие атомной энергетики (конечно и обязательно гарантировано безопасное) является главным направлением снижения выбросов в атмосферу парниковых газов.

3. Освоение геологических запасов газогидратов, которые в несколько раз превосходят размеры запасов свободного природного газа, могло бы снять на многие десятилетия проблему энергоснабжения не только России, но и всего человечества. Для решения этой задачи необходима разработка экономически конкурентоспособных технологий добычи газа из газогидратных месторождений. Это инновационное направление в энергетике России также должно быть приоритетным, хотя сроки его масштабной реализации пока прогнозировать трудно.

4. Создание и освоение экономически конкурентоспособных технологий «водородной энергетики». Использование водорода в качестве энергоресурса может обеспечить ряд преимуществ, таких как экологическое благополучие энергетической сферы, ликвидация региональных энергетических диспропорций и главное - перспективная энергетическая обеспеченность человечества, поскольку «запасы» водорода в мировом океане и в атмосфере Земли огромны. Однако все эти преимущества могут реально проявиться лишь в том случае, если будут созданы технологии получения «энергетического» водорода не только экономически выгодные, но главное - энергетически рентабельные за счет электролиза воды. Потребная для этого электроэнергия может быть получена с использованием приливных ГЭС на Дальнем Востоке. Так как в этом регионе трудно ожидать других энергоемких потребителей, то этот ресурс не учтен в приведенном балансе энергии. В настоящее время трудно оценить реальный балансовый потенциал водородной энергетики первой половины XX века. Можно лишь подтвердить безусловную необходимость интенсивной инновационной деятельности на этом направлении.

5. Создание энергетических установок на базе использования энергии синтеза легких атомных ядер - термоядерной энергии. Такие инновационные разработки, в случае их успеха (а это рано или позже несомненно произойдет), могут создать новую энергетическую базу Планеты, адекватно соответствующую экологическим требованиям и ограничениям. Однако работы по созданию термоядерной энергетике, при всей их исторической необходимости, следует очевидно рассматривать как задельные для последующей возможной масштабной их реализации во второй половине XXI века.

6. Некоторый вклад в обеспечение энергетических потребностей населения страны и мира могут внести также инновационные разработки по созданию относительно небольших источников энергии, работающих на принципах топливных элементов или использования низкотемпературных источников энергии. Эти энергоресурсы не могут внести значительного вклада в энергетический баланс страны, но развитие их целесообразно в связи с тенденциями децентрализации энергоснабжения из-за трансформаций стиля жизни людей и повышения их благосостояния.

7. Необходимо, как уже указывалось выше, продолжить и активизировать инновационную деятельность в сфере совершенствования методов добычи и производства традиционных энергоресурсов в целях лучшего использования имеющегося природного их потенциала и, одновременно, повышения энергетической эффективности этого использования.

Приведенные приоритетные направления инновационных прорывов в сфере обеспечения страны энергоресурсами на перспективу являются наиболее масштабными, хотя и не исчерпывающими.

Из анализа потенциальных возможностей этих прорывных инновационных направлений развития энергетического сектора вытекает, что Россия имеет крупномасштабные возможности обеспечения собственных внутренних и экспортных энергетических потребностей на предстоящую долгосрочную перспективу. В то же время из выполненного анализа основных параметров топливно-энергетического баланса на период до 2050 года вытекает, что без реализации прорывных инновационных направлений в энергетической сфере, несмотря на богатый традиционный природный энергетический потенциал, в стране могут возникнуть значительные энергетические ограничения.

Таблица 1. Основные характеристики гипотез экономического развития

Таблица 2. Оценка динамики производства ВВП по сценарным вариантам развития экономики России до 2020 г. и до 2050 г.

^* -- за пятилетний период

^** -- за 10 лет

^*** -- за 20 лет

Таблица 3. Оценка структур производства промышленной продукции по отраслям до 2020 u/ и до 2050 г. по России

1^* -- умеренный вариант прогноза

2^* -- оптимистический вариант прогноза

Таблица 4. Оценка динамики удельной энергоемкости России и внутреннего спроса страны на топливно-энергетические ресурсы

1^* -- умеренный сценарий

2^* -- оптимистический сценарий

Таблица 5

Таблица 6

Примечание: числитель -- оптимистический вариант; знаменатель -- умеренный вариант.

Таблица 7

Таблица 8. Оценка добычи традиционных невозобновляемых первичных энергоносителей в России на период до 2050 г. (миллионов тонн условного топлива в год)

Таблица 9. Укрупненные прогнозные балансовые оценки первичных ТЭР России на период до 2050 г. (миллионов тонн условного топлива в год)

^* Без учета разницы в запасах.

Размещено на Allbest.ru