Будущее энергетики: как решить проблему электросетей?

Международное энергетическое агентство (МЭА) подчеркивает важность расширения и модернизации электросетей в условиях перехода к более электрифицированной экономике. В своем отчете «Building the Future Transmission Grid» агентство отмечает, что без своевременных инвестиций, ограничения пропускной способности сетей могут замедлить интеграцию возобновляемых источников энергии и энергетический переход в целом.

По данным МЭА, ожидается, что мировой спрос на электроэнергию будет расти почти на 4% ежегодно до 2027 года, что обусловлено такими факторами, как рост населения, урбанизация и индустриализация. Исследования Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA) показывают, что усилия по декарбонизации, электрификация транспорта и отопления, а также рост цифровых отраслей будут способствовать дальнейшему ускорению спроса. Такие технологии, как электромобили, тепловые насосы и центры обработки данных, управляемые искусственным интеллектом, меняют структуру потребления, делая гибкость и пропускную способность сети более важными, чем когда-либо.

Возобновляемые источники энергии играют центральную роль в производстве электроэнергии. Международный энергетический форум отмечает, что в 2023 году на возобновляемые источники энергии пришлось более 80% новых мощностей по производству электроэнергии в мире, что отражает долгосрочный отход от ископаемого топлива. Однако интеграция переменных возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, создает проблемы при балансировании спроса и предложения. Для решения этой проблемы современные сети нуждаются в увеличении пропускной способности передачи и решениях для хранения энергии, чтобы эффективно справляться с прерывистостью.

За последние десять лет во всем мире было построено около 1,5 миллиона километров новых линий электропередачи, однако развитие инфраструктуры не успевает за быстрым внедрением возобновляемых источников энергии и ростом потребностей в электроэнергии. По данным МЭА, по состоянию на 2024 год около 1650 гигаватт ветровых и солнечных проектов ожидают подключения к сети, что иллюстрирует масштаб проблемы. Между тем, Всемирный банк подчеркивает, что почти 750 миллионов человек, в основном в странах Африки к югу от Сахары, все еще не имеют доступа к электричеству, что подчеркивает необходимость дальнейшего расширения сети.

Мировые инвестиции в передачу электроэнергии выросли на 10% в 2023 году, достигнув 140 миллиардов долларов, но проблемы с цепочками поставок остаются ключевой проблемой. МЭА сообщает, что сроки поставки важнейших компонентов сети, таких как кабели и трансформаторы, увеличились почти вдвое с 2021 года, а поставка некоторого специализированного оборудования теперь занимает до пяти лет.

Также отмечается рост цен: стоимость кабелей увеличилась почти вдвое, а цены на трансформаторы выросли примерно на 75% с 2019 года. Energy Systems Catapult предполагает, что на сектор влияет сочетание растущих затрат на материалы, геополитических факторов и нехватки квалифицированной рабочей силы. По оценкам МЭА, к 2030 году потребуется дополнительно 1,5 миллиона рабочих для строительства и обслуживания необходимой сетевой инфраструктуры.

Для решения этих проблем МЭА изложило несколько ключевых рекомендаций, направленных на повышение готовности сети. Правительствам и заинтересованным сторонам отрасли следует разработать интегрированные, перспективные стратегии, которые увязывают производство энергии с развитием инфраструктуры. Также, по мнению экспертов, необходимо укреплять сотрудничество между правительствами, регулирующими органами, операторами передачи и производителями. Регуляторные рамки, стимулирующие раннее расширение сети, могут предотвратить узкие места. Rocky Mountain Institute предполагает, что переход к децентрализованным энергетическим системам может дополнить традиционные усилия по расширению сети. Долгосрочные соглашения могут обеспечить большую стабильность цен и побудить производителей наращивать производство критически важных компонентов. Упрощение процедур выдачи разрешений может помочь ускорить развертывание инфраструктуры. Цифровые технологии, такие как мониторинг в реальном времени, расширенная аналитика и автоматизация, могут повысить эффективность и увеличить пропускную способность передачи без необходимости масштабного нового строительства. Диверсификация поставщиков и содействие местному производству могут помочь снизить зависимость от нескольких производителей, повышая общую надежность системы. Решение проблемы нехватки рабочей силы с помощью программ обучения и инициатив по развитию трудовых ресурсов будет иметь решающее значение для долгосрочного расширения сети.

В отчете МЭА представлена точка зрения на меняющийся ландшафт электроэнергетики, подчеркивающая необходимость расширения и модернизации сетей. Несмотря на то, что проблемы, обозначенные агентством, значительны, более широкие исследования подчеркивают, что существует множество путей обеспечения надежной, доступной и обезуглероженной системы электроснабжения. Энергетическому сектору необходимо адаптироваться к реалиям более электрифицированного мира, будь то за счет увеличения инвестиций в передачу, более разумного управления сетями или новых технологий. Направление и скорость этого перехода будут зависеть от скоординированных действий политиков, лидеров отрасли и поставщиков технологий в ближайшие годы.