Ведущие страны мира почти три десятка лет тому назад начали движение в сторону полной углеродной нейтральности. Электричеству в этом процессе была отведена особая роль. Но с тех пор многое изменилось. С одной стороны, технологии альтернативной энергетики получили впечатляющее развитие. С другой стороны, политические проблемы привели страны к необходимости опираться на собственные ресурсы. В этой статье мы разберемся, как будет развиваться электроэнергетика в новых условиях.
Современное состояние мировой экономики характеризуется следующими основными вызовами, имеющими отношение к электроэнергетике:
- Низкая стоимость рабочей силы больше не является конкурентным преимуществом Китая. Эта страна взяла курс на развитие главным образом за счет расширения внутреннего спроса на продукцию.
- Промышленное производство развивается на новой технологической основе, предусматривающей полную автоматизацию и цифровизацию.
- По всему миру наступил период высоких ставок по кредитам, что затрудняет финансирование проектов со значительным сроком окупаемости.
Структура потребления электроэнергии
Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует рост потребления электроэнергии в 2026–2030 гг. на уровне около 3,6% в год. За счет чего будут достигнуты такие темпы?
В массовом сознании получил большое распространение миф о том, что потребление электроэнергии в обозримом будущем значительно возрастет благодаря повсеместному распространению электромобилей и дальнейшему развитию искусственного интеллекта (ИИ). В частности, приводится пример, что Илон Маск выносит датацентры на космическую орбиту якобы потому, что на Земле для их питания будет не хватать электричества. Но так ли это на самом деле?
По данным МЭА на 2025 г., доля электрических транспортных средств на автономном ходу в глобальном потреблении электроэнергии составила всего 0,7%. По прогнозам, к 2030 г. этот показатель составит всего 2,5%.
МЭА оценивает долю центров обработки данных (ЦОД) в общем объеме энергопотребления значением 2,3%. К 2030 г. это значение будет находиться в пределах 3,1–6%. Следует иметь в виду, что ЦОД — это не только ИИ. У них еще много других применений, в том числе майнинг криптовалют. Рынок криптовалют сейчас переживает не самые лучшие времена, и непонятно, что с ним будет дальше. Поэтому вполне реальной становится оценка доли энергопотребления по нижней границе. Но даже если на ЦОД будет расходоваться 6% производимого в мире электричества, это еще не повод отправлять их в космическую ссылку.
По мнению автора статьи, Илон Маск затеял свой проект с выходом ЦОД на орбиту в первую очередь для снижения времени задержки при передаче информации, что важно, когда ИИ применяется в промышленности. Для решения многих задач требуется задействовать несколько ЦОД. Сейчас ЦОД часто общаются друг с другом через спутники. Сигнал идет до спутника, ретранслируется и возвращается обратно на Землю. Кстати, и со своими клиентами ЦОД зачастую соединены посредством спутниковых каналов. При размещении ЦОД в космосе они будут взаимодействовать друг с другом напрямую, что снизит время задержки при передаче информации.
Крупнейшим потребителем электроэнергии является промышленность. На ее долю в мире приходится более 42%, в России (данные 2024 г.) — 50%, в Китае (данные 2023 г.) — 60%. Именно развитие промышленности по-прежнему является основным фактором роста потребления электроэнергии. То, что раньше делалось вручную, теперь станут делать роботы и автоматизированные производственные линии. Им потребуется дополнительная электроэнергия.
На втором месте стоят домохозяйства — около 27% в среднем по миру и 15,7% в России (по состоянию на 2024 г.) Если тенденция на концентрацию людей в крупнейших мегаполисах продолжится, то можно ожидать роста потребления электроэнергии в данном секторе. В жилых зданиях высотой свыше 28 м могут использоваться только электрические плиты. Для квартир в небоскребах наличие кондиционера — не роскошь, а насущная необходимость.
Если брать сельское хозяйство, то оно потребляет сейчас от 1% до 4% энергии, поставляемой электросетевыми компаниями (конкретные данные зависят от страны и способа оценки). При этом наблюдается тенденция к снижению данного показателя по всему миру. Причина — фермеры все чаще самостоятельно обеспечивают себя электроэнергией, используя ВИЭ (солнечные батареи, ветряки, мини-ГЭС). Исключение составляет Китай, где рост внутреннего потребления привел к бурному развитию сельского хозяйства, который не удается обеспечить только собственными силами фермеров.
В сельской местности низкая плотность населения обуславливает высокие затраты на сетевое хозяйство в пересчете на одного абонента. Результат — зачастую более высокие тарифы, чем в городах, а также высокая плата за подключение или увеличение максимальной потребляемой мощности. Это делает покупку личной электростанции выгодной затеей.
Тепловая генерация
Электростанции, работающие на ископаемом топливе (нефтепродукты, природный газ, уголь), сейчас дают более 60% электроэнергии в мире. Согласно прогнозам МЭА, их доля в 2030 г. уменьшится до 50%.
При этом около 33% всей электроэнергии, вырабатываемой в мире, получается за счет сжигания угля — наименее экологичного вида топлива. В России, США и странах Евросоюза основу генерации составляют электростанции, работающие на газе. Доля угольных электростанций в нашей стране будет постепенно сокращаться. Если в 2025 г. они давали 15% всей электроэнергии, то к 2042 г. их долю планируется уменьшить до 12%. Тем не менее строительство угольных электростанций в России будет еще продолжаться неопределенный период времени (по некоторым данным — как минимум до 2031 г.), поскольку нужно развивать Сибирь и Дальний Восток, где этот вид топлива наиболее выгоден в использовании.
Высокая доля угля в мировой генерации связана с тем, что в Китае его сжигание дает 51,1% электроэнергии. Новые угольные электростанции в Китае будут вводиться в строй до 2027 г., потом доля тепловой генерации начнет снижаться. К 2060 г. доля тепловых электростанций в общей генерации должна сократиться в Китае до 20%.
В мире электростанции на мазуте дают около 2,5% электроэнергии, в России и того меньше — 0,6%. Поэтому высокая волатильность цен на нефть напрямую почти не сказывается на электроэнергетике. Но косвенное влияние есть: дорожает нефть — дорожают газ и уголь.
Атомные электростанции
В мире на долю атомной генерации сейчас приходится 9% вырабатываемой электроэнергии. Всемирная ядерная ассоциация (WNA) прогнозирует, что к 2050 г. этот показатель достигнет 12%. В России по состоянию на 2025 г. атомные электростанции давали 18,7% всей электроэнергии, а к 2045 г. планируется довести данный показатель до 25%. Серьезный импульс развитию АЭС дает признание их на международном уровне объектами низкоуглеродной генерации.
Особенностью атомной электростанции является то, что ее мощность постоянна в течение суток. Из-за этого в ночное время образуются излишки электроэнергии. Производители атомных реакторов (в том числе и наша госкорпорация «Росатом») сейчас продвигают на рынок свои решения как балансировку для ВИЭ. Очень хорошо работает связка из солнечной и атомной электростанций. Днем они совместно обеспечивают потребности производства, а ночью, когда электроэнергии нужно значительно меньше, работает только АЭС. Другое направление — питание ЦОД от АЭС, при этом дата-центр размещается в непосредственной близости от электростанции. ЦОД работает круглосуточно, поэтому АЭС для него — оптимальный источник электроэнергии. Еще одно направление — зарядка электромобилей по ночам, когда есть дешевая энергия от АЭС. Не случайно именно госкорпорация «Росатом» стала ведущим производителем тяговых аккумуляторов для электротранспорта у нас в стране.
В будущем планируется строительство по типовым проектам небольших АЭС с высоким уровнем автоматизации и цифровизации. Эти АЭС могут размещаться там, где есть потребность в электроэнергии. В частности, «Росатом» создал типовой проект «ВВЭР-ТОИ», состоящий из двух энергоблоков мощностью 1300 МВт каждый.
Возобновляемые источники
В июне 2025 г. доля ВИЭ в глобальной генерации достигла 34,3%, превысив долю электростанций, работающих на угле (здесь и далее, если не оговорено отдельно, мы будем придерживаться определения ВИЭ, включающего в себя гидроэнергетику). К 2050 г. доля ВИЭ составит, по разным оценкам, от 60% до 75%. При этом ставка будет делаться в первую очередь на развитие солнечных электростанций. Суммарная мощность гидроэлектростанций будет увеличиваться на 1,5–1,8%, что ниже общего прогнозируемого прироста генерации, т. е. доля ГЭС сократится.
Если брать относительные показатели, то в лидерах внедрения ВИЭ идут страны Евросоюза — доля таких источников достигает 54%. Но причина этого — не столько в развитии альтернативной энергетики, сколько в резком снижении потребления электроэнергии, происходящем с начала 2020-х годов — в среднем на 3% в год. Прекращено развитие наиболее энергоемких отраслей промышленности, многие предприятия закрываются, не выдержав высоких тарифов на электроэнергию. В Китае доля ВИЭ в энергобалансе достигла 47,3%. При этом Китай строит солнечных и ветряных электростанций больше, чем остальные страны мира, вместе взятые.
Сейчас доля солнечной и ветряной генерации в России составляет 1,25% от общего объема. Если просуммировать с гидрогенерацией, получится около 21%. К 2050 г. солнечные и ветряные электростанции должны давать уже 10% от всей генерации в стране. Долю ГЭС планируется сохранить на прежнем уровне, что при общем росте генерации означает увеличение мощности такого рода электростанций.
Зачем нам нужно развивать ВИЭ? Да хотя бы из-за огромных размеров страны. По данным на март 2026 года, мобильный интернет не доступен примерно на 18% протяженности федеральных автотрасс России, что составляет около 12 тыс. км дорог. Причина — в районах, где проходят эти участки дорог, нет доступных электрических сетей. Вот здесь и могла бы выручить солнечная или ветряная генерация.
Биогаз
Перспективным направлением считается использование биогаза. Лидерами являются Германия, где на биогазовых электростанциях вырабатывается 6% электроэнергии, а также Китай, где данный показатель составляет 2%. Биогазовые электростанции также пригодны для балансировки работы солнечных электростанций. Точных прогнозов по увеличению доли электроэнергии, вырабатываемой из биогаза, нет. Причина — биогаз все чаще используется как замена природного газа. В будущем потребителям по трубопроводам, в том числе и на электростанции, будет поступать смесь из этих двух газов.
В России пока есть только две биогазовые электростанции мощностью по 1 МВт каждая, они расположены в Московской и Белгородской областях. Следующие электростанции, запланированные к строительству, будут иметь мощность уже 2,4 МВт каждая. Дело поставлено на серьезный уровень — занимается строительством таких электростанций АО «Росатом-Сервис». В его планах — к 2030 г. ввести в строй электростанции на биогазе общей мощностью 150 МВт.
Гидроаккумулирующие станции
Многие проблемы могло бы решить накопление электроэнергии при ее избытке и отдаче в сеть на пиках потребления. Это важно не только для солнечных и ветряных электростанций, но даже и для АЭС, мощность которых невозможно плавно регулировать.
Применение электрических аккумуляторов — слишком дорогое решение, особенно, если учитывать, что количество циклов заряд-разряд составляет у них не более 5000 раз. Суперконденсаторы лучше подходят для решения данной задачи, но эта технология пока еще недостаточно развита.
Наиболее надежным и эффективным способом накопления большого количества электроэнергии являются гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Такая станция состоит из двух искусственно созданных озер, одно из которых находится выше другого. В режиме накопления энергии вода перекачивается насосом из нижнего озера в верхнее. Когда нужно отдавать энергию, вода спускается из верхнего озера в нижнее, а насос превращается в генератор. КПД ГАЭС достигает значения 80% (почти как у аккумулятора), при этом срок службы составляет до 100 лет.
Помимо мощности, ГАЭС характеризуются еще и количеством запасаемой энергии. Для того, чтобы вы получили представление, сообщим ориентировочные значения емкости для некоторых объектов. Самая большая в России Загорская ГАЭС имеет емкость 5 ГВтч. Самая большая в мире ГАЭС «Фэннин» характеризуется емкостью 40 ГВтч.
На строительство ГАЭС делают большую ставку в США и Китае. В США строительство ГАЭС считается делом национальной важности. Проекты по строительству ГАЭС в США финансируются на паритетных началах: часть денег выделяет Министерство энергетики США, и еще столько же средств поступает в виде долевых взносов от различных ведомств конкретного штата. В Китае действует государственная программа по развертыванию сети ГАЭС. В рамках этой программы, в частности, была построена самая мощная ГАЭС в мире «Фэннин» (3,6 ГВт). К 2030 г. суммарная мощность ГАЭС в Китае должна достичь 120 ГВт.
На момент написания статьи в России действовало три ГАЭС: Загорская (Московская область) мощностью 1200 МВт, Зеленчукская мощностью 156 МВт и Кубанская мощностью 16 МВт (две последние — в Карачаево-Черкессии). Причем Загорская и Кубанская ГАЭС были построены еще в советское время. Все они принадлежат ПАО «Рус-Гидро». Планируется до 2042 г. возвести в России еще 6 ГАЭС. О каких-либо специальных мерах поддержки российских ГАЭС со стороны государства автору статьи, к сожалению, неизвестно.
Выводы
В ближайшие 5 лет основной задачей для электроэнергетики в глобальном масштабе станет удовлетворение постоянно возрастающих потребностей промышленности. Процесс урбанизации неизбежно вызовет повышение энергопотребления в быту. Увеличение потребления энергии дата-центрами и более широкое распространение электромобилей следует рассматривать всего лишь как частные случаи указанных тенденций.
По мнению автора статьи, в России электростанции на биогазе могут приносить ощутимую пользу, если использовать их для безопасной утилизации органической составляющей бытовых отходов. Продажа энергии, вырабатываемой электростанцией, покроет затраты на сортировку мусора.
Солнечная и ветряная генерация продолжат развитие, но с ростом их доли все более актуальной становится проблема балансировки зависимости уровня генерации от времени суток и погоды. Здесь на помощь придут АЭС и ГАЭС.
Что же касается развития солнечной и ветряной генерации в России, то у нас, в отличие от стран Евросоюза, имеются естественные причины развивать данное направление. Если за повсеместным внедрением ВИЭ в Евросоюзе часто стоят политические соображения, то в самой большой по площади стране мира есть места, где постоянное снабжение электроэнергией можно обеспечить только за счет солнечной или ветряной генерации. Из этого обстоятельства нужно исходить, разрабатывая планы на будущее.