facebook
Все ВИЭ, Климат, Общество

Сценарии перехода к климатически-нейтральной экономике Германии

сценарии развития энергетики Германии

Немецкий институт солнечных энергетических систем Fraunhofer ISE опубликовал доклад «Пути к климатически-нейтральной энергетической системе — Немецкий энергетический переход в контексте социального поведения». В работе исследуются возможные направления развития энергетической системы ФРГ, которые приведут к сокращению энергетических выбросов CO₂ на 95-100 процентов к 2050 году.

Авторы приходят к выводу, что достижение целей защиты климата возможно с технической и системной точек зрения. Тем не менее, отношение общества к преобразованиям оказывается решающим фактором, определяющим конкретный путь перехода и объём затрат на преобразование системы.

В рамках работы учёные исследовали курс, техническую осуществимость и стоимость энергетического перехода в контексте различных изменений в социальном поведении и общественных отношениях.

Основные сценарии

Для этого были рассчитали четыре основных сценария: «Постоянство» (сильное сопротивление использованию новых технологий в частном секторе), «Непринятие» (сильное сопротивление расширению крупной инфраструктуры), «Достаточность» (изменение общественного поведения значительно снижает потребление энергии), а также нейтральный сценарий («Эталон»), в котором не отмечается ни сколько-нибудь существенного стимулирования энергетического перехода, ни сопротивления переменам.

Модель энергосистемы REMod (модель возобновляемой энергии), разработанная во Fraunhofer ISE, использовалась для расчётов и оптимизации результатов в этих сценариях.

«Почасовой анализ на следующие 30 лет показывает, что, несмотря на очень высокую долю переменных возобновляемых источников энергии, безопасное энергоснабжение может быть обеспечено каждый час и во всех секторах потребления», — говорит проф. Ханс-Мартин Хеннинг, директор Fraunhofer ISE и один из авторов исследования. В то же время результаты показывают, что из-за взаимосвязи между секторами можно ожидать сильного роста спроса на электроэнергию — в 2-2,5 раза от текущего значения. Установленная мощность ветровых и фотоэлектрических систем должна увеличиться в четыре-семь раз по сравнению с мощностью, действующей сегодня.

Развитие ВИЭ в ФРГ

Затраты сильно различаются в зависимости от сценария

Расходы на достижение немецких климатических целей во многом зависят от рамочных условий, которые определяются поведением и отношением общества. Например, при более экономном использовании энергии (сценарий «Достаточность») количество установок, необходимых для преобразования, хранения, распределения и использования энергии, существенно ниже, чем при дальнейшем использовании технологий сжигания топлива в теплоснабжении и транспортном секторе (сценарий «Постоянство»), приводящим к более масштабному расширению ВИЭ и большим объёмам импорта синтетических химических источников энергии. В результате в сценарии «Постоянство» стоимость преобразования энергосистемы получается намного более высокой. Общественное сопротивление развитию ветроэнергетики и расширению электрических сетей в сценарии «Неприятие» может быть частично компенсировано более сильным увеличением фотоэлектрических систем и ёмкости аккумуляторных батарей.

Чистые дополнительные расходы по рассмотренным сценариям в течение следующих тридцати лет составляют от 440 миллиардов евро для сценария «Достаточность» до 2330 миллиардов евро для сценария «Постоянство». В сравнении с валовым внутренним продуктом Германии в 2019 году, это соответствует значениям 0,4 процента (сценарий «Достаточность»), около 1,5 процента («Неприятие» и нейтральный сценарий) и около 2 процентов (сценарий «Постоянство»). Большая часть дополнительных расходов (от 63 до 75 процентов, в зависимости от сценария) приходится на инвестиции, поэтому после завершения обновления системы в 2050 году расходы значительно снизятся. Важной предпосылкой для экономически эффективного достижения целей защиты климата является последовательное дальнейшее развитие и выпуск на рынок технологий для преобразования, хранения, распределения, использования и системной интеграции возобновляемых источников энергии. «Несмотря на то, что в наших исследованиях был учтен вариант импорта возобновляемой электроэнергии и возобновляемого топлива, создание водородной инфраструктуры и использование тепловых и электрических систем хранения в Германии оказывается полезным в контексте развития всей системы», — отметил автор исследования доктор Кристоф Кост, руководитель группы энергетических систем и экономики энергетики в Fraunhofer ISE.

Импорт энергоносителей

В большинстве работ, посвящённых прогнозированию будущей структуры энергетики Германии/Европы, отмечается невозможность удовлетворения потребностей в чистой энергии только с помощью внутренних источников. Соответственно, рассматриваются варианты импорта «зелёных» или СО2-нейтральных газов, а также жидкого топлива. Российские акторы с интересом и надежной смотрят на эти потенциальные экспортные возможности.

С уверенностью можно сказать, что равноценной замены российскому экспорту углеводородов не получится. Во-первых, объёмы импорта энергоносителей все равно сократятся. Во-вторых, экспортеры ископаемого сырья теряют естественное преимущество (наличие месторождений на своей территории), поскольку производить «зелёный газ» можно где угодно (при наличии технологий и подходящих природных условий).

По расчётам Fraunhofer ISE, импорт CO2-нейтральных энергоносителей в 2050 году составит от 75 до 500 ТВт*ч, в зависимости от сценария. Для сравнения, в 2018 году потребление ископаемого топлива Германией составило 2700 ТВт*ч, и почти все оно было импортировано. Таким образом, преобразование энергетического сектора по рассматриваемым сценариям не только позволит соблюсти требования климатической политики, но также значительно снизит энергетическую зависимость Германии от других стран, отмечают авторы.

импорт энергоносителей ФРГ до 2050 года

Сценарии полного сокращения выбросов CO₂

Дополнительно в докладе были рассмотрены два сценария, которые предусматривают 100-процентное сокращение энергетических выбросов CO₂ по сравнению с уровнем 1990 года.

В сценарий «Эталон 100» взяты основные тенденции из сценария «Эталон», но с их дополнительным усилением для замены оставшихся видов ископаемого топлива. В данном случае чистые дополнительные расходы находятся на примерно том же уровне, что и в сценарии «Постоянство».

Сценарий «Достаточность 2035» использует основные допущения из сценария «Достаточность», но предусматривает полное сокращение выбросов CO₂ к 2035 году. В результате чистые дополнительные расходы возрастают до 3330 млрд. евро. Это говорит о том, что полное сокращение энергетических выбросов CO₂ к 2035 году является весьма дорогостоящим мероприятием. Самым крупным блоком затрат в этом случае является большой объем импорта синтетических источников энергии. Отмечу, что данный сценарий является, скорее, абстрактным упражнением, поскольку в реальной политике о полном сокращении выбросов к 2035 году речи не идёт.

Стоимость предотвращения выбросов CO2

Результаты моделирования позволяют оценить размер сборов, которые требуется взимать в связи с выбросами CO2 («углеродный налог»), чтобы компенсировать дополнительные расходы в рассмотренных сценариях. Для сценария «Эталон» затраты на предотвращение выбросов CO2 находятся на уровне примерно 50 евро за тонну в период 2021–2030 гг, затем возрастают до 142 евро за тонну в 2031–2040 годах с последующим повышением до чуть более 180 евро/т в период 2041-2050 гг.

Самый низкий уровень платы за выбросы отмечается для сценария «Достаточность», в котором среднее значение составляет всего 50 евро за тонну СО2.

Другие исследования

Рассмотренный доклад Fraunhofer ISE является далеко не первой попыткой оценить сценарии перехода Германии к климатически-нейтральному состоянию. Из недавних работ хотелось бы выделить доклад Исследовательского центра в Юлихе (Forschungszentrum Jülich) «Пути энергетического поворота — экономически эффективные и климатически эффективные стратегии преобразования для энергосистемы Германии к 2050 году». В этом документе также оцениваются объёмы будущего импорта Германией углеродно-нейтральных энергоносителей.

Читайте также: Что заменит атомную энергию и уголь в электроэнергетике Германии?

Предыдущая статьяСледующая статья

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *