Началось…

Сразу после принятия в США закона о налоговой реформе концерн «Боинг» заявил о программе масштабных инвестиций в американскую экономику. На первом этапе предполагается вложить 300 млн. долларов.

Любопытна структура рождественского инвестиционного пакета. По словам одного из руководителей аэрокосмической корпорации, Дэнниса Майленбурга, 100 млн. будет направлено на «развитие кадрового резерва» (то есть создание рабочих мест), 100 млн. пойдут на построение «рабочего пространства будущего» (иными словами, автоматизированных и роботизированных производств) и еще 100 млн. — на поощрение персонала.

Таким образом «Боинг» расширяет существующие производственные мощности, закладывает основу для увеличения производства в будущем и одновременно подпитывает рынок, повышая платежеспособность своих сотрудников.

Еще до принятия налогового билля несколько крупных компаний обнародовали планы по переносу производств в США — сказались многочисленные указы Дональда Трампа, направленные на снижение административного давления на бизнес.

Следующей задачей, которую поставил перед собой американский лидер, является принятие так называемого инфраструктурного билля, согласно которому в транспорт, связь, энергосистему и городские хозяйства должно быть инвестировано не менее 1 трлн. долларов.

По другую сторону Атлантики, во Франции, Эммануэль Макрон также предпринимает немалые усилия для продвижения экономических реформ, развития индустрий и инфраструктуры. Автомобильное производство, нефтехимия и системы связи являются приоритетами молодого лидера Пятой Республики. Летом этого года он в категоричной форме потребовал от национальных телекоммуникационных компаний обеспечить всю территорию страны широкополосным интернетом к 2020 году.

Несмотря на продолжающийся правительственный кризис, Германия остается главным драйвером роста еврозоны. После принятия американского налогового билля в Берлине заговорили о возможном «налоговом состязании» Европы и США и необходимости оптимизации налогообложения для поощрения индустриального роста в ЕС.

Китай, как показал прошедший недавно XIX съезд КПК, ставит перед собой поистине грандиозные цели. Одно только создание «широкого слоя среднезажиточных граждан» потребует от КНР серьезных изменений в структуре многих индустрий, а также решения сложных инфраструктурных задач.

Потребление электроэнергии (в кВт ч) в расчете на душу населения в России и Германии по годам (данные Всемирного Банка)

Не менее амбициозные задачи стоят и перед Россией. Выступая с предвыборными речами на форумах ОНФ и «Единой России», Владимир Путин ясно дал понять, что следующие годы станут годами экономической и технологической модернизации страны, ее внутреннего обустройства и обновления.

В мире началось новое индустриально-экономическое соревнование. Развитость технологий, гибкость производств, грамотность кадрового резерва, эффективность и надежность инфраструктуры — вот что будет определять успех в этом соревновании.

Разумеется, придется решать вопросы регулирования деловой активности, образования, экологии, охраны здоровья и защиты национального бизнеса как от внешних вызовов, так и от внутренних угроз (коррупции, административных барьеров, неравенства в доступе к инфраструктуре и финансовым ресурсам).

Но не менее остро стоит вопрос обеспечения индустрий и инфраструктуры энергией. Говоря точнее — электроэнергией, поскольку, помимо части транспорта, все в современном мире работает именно на электричестве.

Достаточно ли его вырабатывается сегодня для осуществления нового технологического рывка? Является ли электроэнергия доступной, а энергоснабжение достаточно гибким и надежным для роста индустрий?

Потребление электроэнергии (в кВт ч) в расчете на душу населения в США и Канаде по годам (данные Всемирного Банка)

Не стоит забывать также, что электрической энергией обеспечиваются не только предприятия и транспорт, но и жилье, медицина, учреждения образования, инфраструктура городов и сел — словом, все то, что непосредственно влияет на качество жизни людей.

В мегаполисах мы настолько привыкли к электричеству, что и не представляем себе, что его может не хватить или не быть вовсе. Максимум, что нас раздражает — это рост тарифов. Между тем, в России и промышленные предприниматели, и фермеры, и даже частные домовладельцы за пределами крупных городов очень часто сталкиваются с тем, что они не могут подключиться к электросетям, во всяком случае, получить ту мощность, на которую рассчитывали.

Самые развитые страны также часто сталкиваются с подобными сложностями. На промышленном юге Германии первые проблемы начались в связи с поддерживаемым государством ростом «зеленой энергетики», генерация которой принципиально нестабильна. Для поддержания энергосистемы «в тонусе» пришлось расконсервировать старые угольные ТЭС, чей ресурс близок к исчерпанию.

В США из-за ураганов на восточном побережье и пожаров на западном генерирующие станции и сети распределения часто выходят из строя. Кроме того, существует проблема пиковых нагрузок. В Калифорнии это летние месяцы, а на северо-востоке — зимние. В результате, самая мощная и разветвленная система энергоснабжения в мире тоже оказывается уязвимой.

Будет ли расти потребление электроэнергии? Достаточно ли ее вырабатывается? И насколько адекватно спросу ее распределение и тарификация?

Попробуем рассмотреть эти вопросы в свете развития новых технологий и мирового экономического соревнования.

Спор о генерации: много или мало?

Среди специалистов в области электроэнергетики сегодня существует почти полное согласие относительно состояния генерирующих мощностей в мире.

Страны делятся на две категории — развитые и развивающиеся. В развивающихся странах ощущается острый дефицит электроэнергии, генерирующих мощностей не хватает даже на бытовое потребление.

Но многие страны Третьего Мира пытаются также преодолеть свое индустриальное отставание, в связи с чем дефицит генерации становится еще более острым. Именно такие страны обеспечивают «Росатом» контрактами на энергоблоки для АЭС, а Siemens и General Electric — на газотурбинные блоки.

В развитых странах никакого дефицита генерации нет. Наоборот, наблюдается избыток мощностей. Такая ситуация сложилась в конце 1990-х и начале 2000-х в результате завышенных ожиданий экономического роста и, соответственно, энергопотребления. Инвестиции в генерацию вплоть до 2008 года считались надежным и прибыльным вложением капитала. Но рост был остановлен большой рецессией 2007–2009 гг., от которой мир еще не полностью оправился, а мощности все еще продолжали строиться на деньги, вложенные в их строительство в начале 2000-х.

Россия по данному показателю находится в группе развитых стран. Избыток мощностей является одной из существенных проблем отечественной энергетики, промышленности и ЖКХ, поскольку в тарифах, установленных для потребителей (предприятий и населения), заложена не только цена киловатт часа, но и стоимость поддержания свободных мощностей.

В нашей стране отмечался точно такой же провал на графике потребления электроэнергии (и в абсолютных значениях, и в расчете на душу населения), как и в Германии, США, Канаде и других развитых странах. Вторая «просадка» потребления наблюдалась в 2013 году, когда экономический рост в России практически остановился. В 2014–2015 гг. снова начался рост энергопотребления. Это, кстати говоря, к словам экс-президента США Барака Обамы о том, что «экономика России порвана санкциями в клочья». А вот энергопотребление в Германии — главном экономическом партнере РФ в ЕС — в 2014–2015 гг. наблюдалось падение спроса на электричество.

В нашей стране избыток генерирующих мощностей связан, помимо причин, характерных для других развитых экономик, еще и с двумя чисто российскими факторами. Во-первых, в ходе реформы РАО ЕЭС вводились новые мощности (ТЭС и ГЭС) для привлечения иностранных инвестиций в отрасль. Тогда руководство РАО делало все, чтобы создать впечатление у потребителей и инвесторов, что Россию ожидает быстрый рост спроса на электроэнергию. Этот прогноз не оправдался, более того, увлечение новыми мощностями лишило распределительные сети значительной части необходимых капитальных вложений. Но о распределении электроэнергии мы поговорим чуть позже.

Вторым фактором, увеличившим избыток электроэнергии в России, стал ввод «Росатомом» новых энергоблоков. Поддержанная правительством инвестиционная программа отечественной атомной госкорпорации была, помимо прочего, рассчитана на маркетинг в надежде на получение заграничных контрактов. Этот расчет отчасти оправдался. Кроме того, все новейшие энергоблоки «Росатома» являются надежным и долгосрочным резервом на ближайшие 5-10 лет.

Энергопотребление в России продолжает пусть медленно, но неуклонно расти. Так, по данным Минэнерго, в 2016 году рост потребления по сравнению с 2015-м составил 1.85%. Этот рост министерство связало «в основном» с температурой воздуха, которая была в 2016-м ниже на 4.6о по сравнению с предыдущим годом. Однако из года в год климатическим фактором объяснять повышение расхода электроэнергии все-таки сложно. При этом, увы, отсутствуют точные данные как о росте спроса на электричество, так и о потерях в распределительных сетях.

С точки зрения макропоказателей, генерация России является весьма надежной и системно избыточной. Фактическое потребление электроэнергии по ЕЭС России в 2016 году составило чуть больше 1 трлн. кВтч. При необходимости суммарное ее производство может быть увеличено на 30-50%. Общая установленная мощность составила 244.1 ГВт, в то время как пиковая нагрузка была зафиксирована на уровне 154.3 ГВт. Тем не менее, в том же году было дополнительно введено 4.29 ГВт мощностей.

Часть энергоблоков вводится в эксплуатацию для скорой замены старых станций, близких к выработке своего ресурса. Но все же основная часть избыточного строительства и ввода новых мощностей — это не что иное, как запас. Вопрос только в том, тянет ли этот запас карман или пригодится в самое ближайшее время.

Одним из индикаторов привлекательности электроэнергетических активов России является поведение иностранных инвесторов. Несмотря на кризис и санкции, они не спешат расставаться со своими долями в российской генерации. Так, итальянская группа Enel, специализирующаяся на энергетических инвестициях, еще в 2015 году объявила о своем решении не уходить с нашего рынка. При этом от газовых активов в РФ она решила отказаться как от непрофильных.

Глава инвестиционной группы Enel Франческо Стараче

Стараче посетовал на то, что его компания не может вкладывать деньги в распределительные сети (сегодня по российскому законодательству одна и та же компания или группа компаний не может владеть одновременно и генерирующими, и распределительными активами), но признался, что и владение долями в российской генерации является весьма выгодным и перспективным. При этом он обошел стороной вопрос о том, будет ли, по его мнению, расти спрос на электроэнергию.

Относительно увеличения энергопотребления в ближайшем будущем существуют две диаметрально противоположные точки зрения (в отличие от оценки нынешнего положения дел, тут консенсуса нет). Одни эксперты полагают, что потребление будет неминуемо расти, другие — что пик энергопотребления если не наступил, то вот-вот наступит, так что в долгосрочной перспективе спрос на электроэнергию выйдет на «плато».

Первых в профессиональной среде часто называют «демандистами» (demanders, от англ. demand — спрос). На их стороне, в частности, находится Управление энергетической информации (EIA) министерства энергетики США. Вторых прозвали «пикерами» (от концепции переживаемого сегодня «пика потребления»). Их позицию разделяет авторитетный Мировой энергетический совет (WEC).

Старший научный сотрудник Манхэттенского Института, бывший советник президента Рейгана по науке Марк Миллз

Старший научный сотрудник Манхэттенского института, бывший советник президента Рейгана по научным вопросам Марк Миллз, справедливо отмечает, что тех и других часто объединяет приверженность так называемой «зеленой» энергетике.

В своей статье на страницах издания Real Clear Energy он пишет: «Исчерпание предложения (электроэнергии. — Д.Д.) давало основания требовать немедленного ввода альтернативных мощностей — и к черту разговоры о стоимости! — прежде чем наступит страшный апокалипсис глобального дефицита энергии. К несчастью для алармистов технологии породили избыток практически всего, стерев в порошок глупое предположение об исчерпании предложения.

Но урок не был выучен. Теперь многие из тех людей и организаций, которые ранее говорили о дефиците предложения, теперь говорят об исчерпании роста спроса. И это тоже аргумент для использования дорогостоящих альтернативных источников энергии. А именно: общество будет относиться к дорогим альтернативам куда терпимее в условиях роста экономики при сохранении спроса на электроэнергию на прежнем уровне, ведь в таком случае доля ВВП, потраченная на энергию, будет оставаться на приемлемом уровне».

В России, по всей видимости, более «проходным» считается аргумент об «апокалипсисе». Так, Анатолий Чубайс, глава «Роснано» и бывший руководитель РАО ЕЭС, в интервью «Российской газете» недавно заявил, что наша страна через 4-7 лет столкнется с тотальным дефицитом генерирующих мощностей. Одним из решений «неминуемого кризиса» Анатолий Борисович считает ускоренный ввод «зеленых» мощностей. При этом развитие «зеленой» энергетики г-н Чубайс назвал своей «принципиальной позицией».

Но если отбросить в сторону рассуждения о весьма сомнительных, на мой взгляд, перспективах «альтернативных источников энергии», все же остается вопрос: как будет выглядеть спрос на электроэнергию в будущем?

В данном вопросе важно различать два момента — размер спроса и его структуру. Начнем с размера.

Технологии экономят, но не электричество

Существует расхожая точка зрения, что внедрение новейших технологий ведет к энергосбережению. Действительно, заменяя лампы накаливания на светодиодные, можно добиться примерно семикратной экономии на освещении помещений, улиц, дворов и автотрасс. Более того, поскольку светодиодная лампочка гораздо долговечнее ее «старшей сестры», то и на производство осветительных элементов тратится гораздо меньше энергии.

Если бы всё потребление электричества сводилось исключительно к освещению, а количество осветительных элементов росло бы медленно, то спрос на энергию действительно со временем вышел бы на «плато».

К счастью или к сожалению, характер энергопотребления в современном мире совершенно иной. Даже в быту произошли существенные изменения. На что тратилась энергия в стандартном жилье раньше? Несколько лампочек накаливания, радиоприемник, один телевизор на ЭЛУ с экраном в 14-17 дюймов, холодильник… а еще утюг время от времени.

Прогноз потребление энергии вычислительными мощностями мира по данным Ассоциации полупроводниковой промышленности в Дж/год (шкала логарифмическая). 1 — объем производимой человечеством энергии; 2 — реально наблюдаемое потребление (10-14 Дж/бит); 3 — прогнозируемое максимальное снижение энергопотребления чипами следующего поколения (10-17 Дж/бит); 4 — теоретический минимум энергопотребления при совершении вычислительных операций согласно принципу Ландауэра (10-21 Дж/бит).

Теперь в средней квартире, как правило, два телевизора с большими плазменными экранами, стиральная и посудомоечная машина, электроплита, электрочайник, пару компьютеров, Wi-Fi-роутер и несколько гаджетов, которые также необходимо постоянно заряжать. Те, что интенсивно используют смартфоны, планшеты и ноутбуки вне дома, заряжают еще и пауэрбанки. Холодильники увеличились в размерах. Их оснащают гораздо бóльшими морозильными камерами, так что все равно потребляют они никак не меньше, чем какой-нибудь старенький малютка «Днепр».

У многих дома полы с электроподогревом. Те, что все еще не отказались от домашнего телефона, пользуются беспроводным аппаратом. А это тоже расход электричества — и на зарядку, и на передачу сигнала от базы к трубке. Беспроводными становятся и зарядки для гаджетов. Сегодня это функция флагманских моделей Apple и Samsung, завтра появятся ноутбуки, получающие энергию по воздуху по всей площади жилого помещения. Это как минимум вчетверо увеличит потребление электричества на подзарядку.

Сами квартиры тоже стали больше. А значит — мощнее Wi-Fi-роутер и больше лампочек. И ведь лампочки используются не только в люстрах и единственной настольной лампе, как в 1970 году. Подсветка декоративная, подсветка кухонной плиты, подсветка разделочного пространства…

Это все может показаться мелкобуржуазным излишеством, но люди всем этим пользуются, и нет никаких оснований полагать, что завтра они захотят от этого отказаться.

Теперь — город. Больше станций метро, аэроэкспрессов, электричек и т.д. — больше расход электричества. Сами города тоже будут расти. И чем больше люди будут пересаживаться на общественный транспорт, тем выше будет потребление электричества.

Из светодиодных ламп, возможно, удастся выжать еще 10-15% экономии (что уже совершенно несущественно), из всего остального — вряд ли. Увеличение мощности процессоров и чипов памяти уже не сопровождается столь же быстрым повышением их энергоэффективности. Согласно исследованию специалистов Ассоциации полупроводниковой промышленности, чем «глубже» отметки 10 нанометров уходят технологии, тем сложнее становится сделать их экономичными.

Между тем, размеры облачных хранилищ, мощность банковских серверов, поисковиков и прочих банков данных растет не по дням, а по часам. Еще быстрее растет скорость обработки данных, что также требует больше электроэнергии. Так что уже к 2040 году только компьютерные мощности могут потребовать больше электроэнергии, чем генерируется сегодня на нашей планете.

Ну а теперь об индустриях. Обычное производство без значительной модернизации станет, по всей видимости, несколько более энергоэффективным в расчете на любую материальную единицу продукции. Возможно, это спасение для «синих воротничков», потому что любая автоматизация, любое сокращение ручного труда будет стоить киловатт часов.

Закон сохранения энергии не обманешь. Заменяя работу человека работой автомата, мы трижды увеличиваем расход электроэнергии — собственно на движения, ранее осуществлявшиеся человеком (сервоприводы, вращающиеся части и т.д.), на сенсоры и датчики для определения, когда и куда двигаться частям автомата, и на вычислительные мощности, управляющие процессом.

Появление в промышленности и в быту полнофункциональных человекоподобных роботов вызовет очередной скачок в объеме энергопотребления — не только на их производство и подзарядку, но и на всю индустрию их обслуживания, которая обещает быть куда более сложной и энергоемкой, чем сегодняшняя индустрия технического обслуживания автомобилей.

Возможно, человечество не пойдет по пути полномасштабного перехода на электромобили и беспилотные транспортные средства. Но какую-то нишу в нашей жизни они займут. А это снова повышение электропотребления.

В свое время выдающийся агитатор за «зеленую» энергетику и новейшие технологии, бывший вице-президент США Ал Гор, утверждал, что переход промышленности с нынешних технологий изготовления товаров на 3D-печать даст значительную экономию электроэнергии. Прошло более 15 лет, а 3D-принтеры с улучшением качества производимых ими изделий становятся лишь прожорливее.

Исследования показали, что изготовление пластикового объекта методом 3D-печати в расчете на грамм требует в десять раз (!) большей энергии, чем обычный индустриальный термопласт-автомат. А металлического — в сто раз (!!!) больше, чем литье или механическая обработка.

Однако 3D-принтеры позволяют сделать производство максимально гибким и удобным для конструкторов и инженеров, особенно когда речь идет об изготовлении малой серии. Поэтому трехмерная печать пластиком, металлом и другими «чернилами» будет развиваться. Что означает неминуемое повышение потребления электроэнергии, а также, что не менее важно, увеличение амплитуды и частоты перепадов загруженности сетей.

«Пикеры» часто приводят следующий аргумент: увеличение потребления будет компенсировано новыми энергосберегающими технологиями. Как мы видели на примере вычислительных мощностей, этот аргумент не выдерживает никакой критики. А пример с 3D-принтерами показывает, что для сохранения «плато» энергопотребления придется нарушить не только законы физики, но и математики.

Как бы ни стремилась к энергосбережению развитая нация, она будет потреблять больше электроэнергии, чем догоняющие ее страны. За развитие и качество жизни приходится платить килокалориями и киловатт часами.

Но все ли платят одинаково?

Не сколько, а как

Один из лидеров энергосбережения, Германия, потребляет, по данным Всемирного банка, на душу населения около 7.1 тысяч киловатт-часов в год (включая, разумеется, промышленность, транспорт и проч.) А вот Канада, которая прошла те же циклы индустриального и постиндустриального развития, а также энергосбережения, что и ФРГ, потребляет почти 15.5 тысяч киловатт часов на человека в год. Даже Соединенные Штаты, где тарифы на электроэнергию, дизель и газ очень низкие по западным меркам, потребляют меньше Канады — около 13 тыс. кВт ч. Для сравнения в России данный показатель равен 6.5 тыс. кВт ч.

По данном ВБ, у РФ есть запас примерно в 0.7-0.8 тысяч киловатт часов в год на душу населения за счет применения технологий энергосбережения, давно внедренных в Европе, США и Канаде. Но если Россия будет развиваться и дальше, она неминуемо увеличит потребление и обгонит Германию, где климат теплее, а население живет весьма компактно на всей территории.

Улучшение качества жизни также скажется на потреблении энергии. Стандартная московская «трешка» потребляет в месяц 200-220 киловатт часов. Небольшой двухэтажный загородный дом с газо-водяным отоплением — 350-380 кВт ч. А вот среднее американское домохозяйство — более 900 кВт ч. Прижимистые немцы (задавленные немалыми тарифами, включая специальный «зеленый» тариф) умудряются укладываться в 330-350 кВт ч, лишая себя множества современных технологий и устройств, кроме, разумеется, энергосберегающих.

Германия, таким образом, демонстрирует, что экономить электричество можно даже при развитой промышленности и высоком уровне жизни. Как я уже сказал выше, ей помогает в этом компактность (и относительная равномерность) заселения территории. Разумеется, с ростом применения новых технологий (3D-печать, обработка и хранение данных, автоматизация и роботизация), а также с новым витком индустриализации потребление электроэнергии будет расти и в ФРГ.

Однако у Германии есть одно существенное отличие от России. Ее промышленность во многом состоит из малых и средних предприятий, распределенных по всей стране. Соответственно, и сеть распределения выстроена относительно равномерно. Она потребует модернизации (хотя бы просто для увеличения пропускной способности), но разветвленность энергосистемы уже сейчас придает ей значительную гибкость.

Гибкость и ориентированность на потребителя — это именно те качества, которые потребуются энергосистеме будущего. Индустриальные и цифровые технологии потребуют не только бóльших мощностей, но и нового качества сетей распределения — они должны быть готовы к существенным перепадам потребления и новым значениям пиковых нагрузок.

В России для развития новых индустрий и внедрения передовых технологий потребуется одновременно решать две задачи — устранять перекосы в промышленной политике и заново расселять людей по стране со всеми теми технологическими удобствами, которые они имели бы в мегаполисе.

Это потребует совершенно новых подходов к распределению электроэнергии. Оно должно стать по-настоящему «умным». Как сейчас стали говорить специалисты, сети должны стать «интеллектуальными».

Уже упомянутый нами глава инвестиционной группы Enel Франческо Стараче оценивает перспективы мировой энергетики так: «Отрасль будет прибыльной, но сильно изменится. Сегодня, когда речь заходит об энергетике, 80% дискуссий посвящены генерации, а 20% — распределению электричества. Я думаю, что через десять лет соотношение будет обратным: 80% будет посвящено распределению и только 20% — генерации».

Однако будет ли старая, сильно централизованная генерация соответствовать новым требованиям распределения? Как сочетать в большой энергосистеме, скажем, местные солнечные батареи (на крышах индивидуального жилья или фабрик) и поставки через крупные сети? Можно ли будет без проблем и бюрократических проволочек брать энергию в долг у соседа и делиться с ним излишками.

Промышленный 3D-принтер Object-1000

Специалисты во многих странах пришли к выводы, что такие возможности необходимы энергосистемам будущего. Появился даже особый термин — «интернет электричества», описывающий интеллектуальные сети нового поколения. Если говорить точнее — экосистему генерации, распределения и потребления.

В обиход новое понятие ввели сразу несколько человек в мире. Раньше других его стали употреблять в энергетическом департаменте американской компании DHL и в руководстве российского проекта EnergyNet.

О том, какие наработки существуют в этой области у нас в стране и в мире и как это поможет намечающемуся новому индустриально-технологическому рывку, мы обсудим в следующей части.

(Окончание следует)

Писатель, политолог, публицист, специалист по современным США

Похожие материалы

Британский историк Найал Фергюсон в только что появившейся в печати книге «Площадь и башня»...

Какую сложную вязь плетёт история из кажущихся противоборствующими и даже взаимоисключающими, но...

Изменив основы конституционного строя, правительство Орбана получило широкие возможности для...