Энергетический переход (или трансформация энергетической системы ) — это крупное структурное изменение в энергоснабжении и потреблении в энергетической системе . В настоящее время осуществляется переход к устойчивой энергетике с целью ограничения изменения климата . Большая часть устойчивой энергии — это возобновляемая энергия . Поэтому другой термин для энергетического перехода — переход к возобновляемой энергии . Текущий переход направлен на быстрое и устойчивое сокращение выбросов парниковых газов от энергии, в основном за счет поэтапного отказа от ископаемого топлива и изменения как можно большего количества процессов для работы на низкоуглеродной электроэнергии . [2] Предыдущий энергетический переход, возможно, имел место во время промышленной революции с 1760 года, от древесины и другой биомассы к углю , за которым последовали нефть и позднее природный газ . [3] [4]
Более трех четвертей мировых энергетических потребностей удовлетворяются за счет сжигания ископаемого топлива , но это использование приводит к выбросам парниковых газов. [5] Производство и потребление энергии ответственны за большую часть выбросов парниковых газов, вызванных деятельностью человека. [6] Для достижения целей Парижского соглашения 2015 года об изменении климата выбросы должны быть сокращены как можно скорее и достигнуты нулевого уровня к середине столетия. [7] С конца 2010-х годов переход на возобновляемые источники энергии также был обусловлен быстро падающей стоимостью как солнечной, так и ветровой энергии . [8] Еще одним преимуществом энергетического перехода является его потенциал для снижения воздействия энергетической отрасли на здоровье и окружающую среду . [9]
Отопление зданий электрифицируется , причем тепловые насосы являются самой эффективной технологией на сегодняшний день. [10] Для повышения гибкости электрических сетей жизненно важно установить накопители энергии и суперсети , чтобы обеспечить использование переменных, зависящих от погодных условий технологий. [11] Однако субсидии на ископаемое топливо замедляют энергетический переход. [12] [13]
Энергетический переход — это широкомасштабный сдвиг в технологиях и поведении, необходимый для замены одного источника энергии другим. [14] : 202–203 Ярким примером является переход от доиндустриальной системы, опирающейся на традиционную биомассу, ветер, воду и мышечную силу, к промышленной системе, характеризующейся повсеместной механизацией, паровой энергией и использованием угля.
МГЭИК не определяет энергетический переход в глоссарии своего Шестого оценочного доклада , но определяет переход как: «Процесс перехода из одного состояния или условия в другое в течение определенного периода времени. Переход может происходить в отношении отдельных лиц, фирм, городов, регионов и стран и может быть основан на постепенных или преобразующих изменениях». [15]
После нефтяного кризиса 1973 года политиками и средствами массовой информации был придуман термин «энергетический переход» . Он был популяризирован президентом США Джимми Картером в его Обращении к нации по вопросам энергетики 1977 года, призывающим «оглянуться на историю, чтобы понять нашу энергетическую проблему. Дважды за последние несколько сотен лет происходил переход в том, как люди используют энергию... Поскольку у нас сейчас заканчиваются газ и нефть , мы должны быстро подготовиться к третьему изменению к строгому сохранению и к возобновлению использования угля и к постоянным возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная энергия ». [16] Термин был позже глобализирован после второго нефтяного шока 1979 года, во время Конференции ООН по новым и возобновляемым источникам энергии 1981 года. [17]
С 1990-х годов дебаты по энергетическому переходу все чаще принимали во внимание смягчение последствий изменения климата . Стороны соглашения обязались «ограничить глобальное потепление до «значительно ниже 2 °C, предпочтительно 1,5 °C по сравнению с доиндустриальными уровнями». [18] Это требует быстрого энергетического перехода с сокращением производства ископаемого топлива, чтобы оставаться в пределах бюджета выбросов углерода . [19]
В этом контексте термин « энергетический переход» охватывает переориентацию энергетической политики . Это может означать переход от централизованной к распределенной генерации. Он также включает попытки заменить перепроизводство и предотвратимое потребление энергии мерами по энергосбережению и повышению эффективности . [20]
Исторические переходы от локально поставляемой древесины, воды и энергии ветра к глобально поставляемому ископаемому и ядерному топливу вызвали рост конечного спроса за счет быстрого расширения инженерных исследований, образования и стандартизации. Механизмы для изменений в системе в целом включают новую дисциплину в переходной инженерии среди всех инженерных профессий, предпринимателей, исследователей и педагогов. [21]
Исторические подходы к прошлым энергетическим переходам формируются двумя основными дискурсами. Один утверждает, что человечество пережило несколько энергетических переходов в своем прошлом, в то время как другой предлагает термин «энергетические дополнения» как лучше отражающий изменения в мировом энергоснабжении за последние три столетия.
Хронологически первый дискурс был наиболее широко описан Вацлавом Смилом . [23] Он подчеркивает изменение в энергетическом балансе стран и мировой экономики. Рассматривая данные в процентах от первичного источника энергии, используемого в данном контексте, он рисует картину мировых энергетических систем, которые значительно изменились с течением времени, перейдя от биомассы к углю, нефти, а теперь к смеси в основном угля, нефти и природного газа. До 1950-х годов экономический механизм, лежащий в основе энергетических систем, был локальным, а не глобальным. [24]
Второй дискурс наиболее широко описал Жан-Батист Фрессо. [25] Он подчеркивает, что термин «энергетический переход» впервые был использован политиками, а не историками, для описания цели, которую нужно достичь в будущем, а не как концепция для анализа прошлых тенденций. Если посмотреть на огромное количество энергии, используемой человечеством, то картина представляет собой постоянно растущее потребление всех основных источников энергии, доступных человечеству. [26] Например, возросшее использование угля в 19 веке не заменило потребление древесины, на самом деле сжигалось больше древесины. Другим примером является появление легковых автомобилей в 20 веке. Эта эволюция вызвала рост как потребления нефти (для вождения автомобиля), так и потребления угля (для производства стали, необходимой для автомобиля). Другими словами, согласно этому подходу, человечество никогда не осуществляло ни одного энергетического перехода за свою историю, но выполнило несколько дополнительных источников энергии.
Современные энергетические переходы различаются по мотивации и целям, движущим силам и управлению. По мере развития различные национальные системы становились все более и более интегрированными, превращаясь в крупные международные системы, которые мы видим сегодня. Исторические изменения энергетических систем были тщательно изучены. [27] Хотя исторические энергетические изменения, как правило, были длительными процессами, разворачивающимися в течение многих десятилетий, это не обязательно относится к нынешнему энергетическому переходу, который разворачивается в совершенно иных политических и технологических условиях. [28]
Для современных энергетических систем из истории можно извлечь много уроков. [29] [30] [ устаревший источник ] [ сомнительный – обсудить ] Потребность в больших количествах дров в ранних промышленных процессах в сочетании с непомерно высокими затратами на сухопутную транспортировку привела к дефициту доступной (например, недорогой) древесины, и стекольные заводы восемнадцатого века «работали как предприятия по вырубке леса». [31] Когда Британии пришлось прибегнуть к углю после того, как в значительной степени закончилась древесина, возникший в результате топливный кризис спровоцировал цепочку событий, которая два столетия спустя достигла кульминации в промышленной революции . [32] [33] Аналогичным образом, возросшее использование торфа и угля было жизненно важными элементами, проложившими путь для голландского Золотого века , примерно охватывающего весь 17 век. [34] Другим примером, когда истощение ресурсов вызвало технологические инновации и переход на новые источники энергии, является китобойный промысел 19 века : китовый жир в конечном итоге был заменен керосином и другими продуктами, полученными из нефти. [35] Для ускорения энергетического перехода также возможно, что правительство выкупит или спасет регионы добычи угля. [36]
Для смягчения последствий изменения климата необходим быстрый переход к источникам энергии с очень низким или нулевым выбросом углерода . [40] : 66 [41] : 11 Сжигание угля, нефти и газа составляет 89% выбросов CO2 [42] : 20 и по-прежнему обеспечивает 78% потребления первичной энергии . [43] : 12
Однако, несмотря на знания о рисках изменения климата и растущее число климатических политик, принятых с 1980-х годов, энергетические переходы не ускорились в сторону декарбонизации за пределы исторических тенденций и остаются далекими от достижения климатических целей. [44]
Развертывание возобновляемой энергии может генерировать сопутствующие выгоды смягчения последствий изменения климата : положительные социально-экономические эффекты для занятости, промышленного развития, здравоохранения и доступа к энергии. В зависимости от страны и сценария развертывания замена угольных электростанций может более чем удвоить количество рабочих мест на среднюю мощность МВт. [45] Энергетический переход может создать много зеленых рабочих мест , [46] например, в Африке. [47] [48] Расходы на переподготовку работников для отрасли возобновляемой энергии оказались незначительными как для угля [49] в США, так и для нефтяных песков в Канаде. [50] Последнее потребует перераспределения только 2–6% федеральных, провинциальных и территориальных субсидий на нефть и газ на один год для предоставления работникам нефтегазовой отрасли новой карьеры с приблизительно эквивалентной оплатой. [50] [51] В неэлектрифицированных сельских районах развертывание солнечных мини-сетей может значительно улучшить доступ к электроэнергии. [52]
Возможности трудоустройства в рамках зеленого перехода связаны с использованием возобновляемых источников энергии или строительной деятельностью по улучшению и реконструкции инфраструктуры. [53] [54]
Другим важным фактором является энергетическая безопасность и независимость, которая приобретает все большее значение в Европе и на Тайване [55] из-за вторжения России на Украину в 2022 году . [56] В отличие от зависимости Европы от российского газа в 2010-х годах, даже если Китай прекратит поставлять солнечные панели, уже установленные продолжат вырабатывать электроэнергию. [57] Военные используют и разрабатывают электромобили, особенно из-за их скрытности, [58] но не танки . [59] По состоянию на 2023 год возобновляемых источников энергии на Тайване слишком мало, чтобы помочь в блокаде. [60]
Централизованные объекты, такие как нефтеперерабатывающие заводы [61] и тепловые электростанции, могут быть выведены из строя авианалетом, тогда как, хотя солнечные батареи могут быть атакованы [62], децентрализованные источники энергии, такие как солнечные и ветровые [63], могут быть менее уязвимы. [64] [65] Солнечные батареи и батареи снижают рискованные топливные конвои. [66] [67] Однако крупные гидроэлектростанции уязвимы. [68] Некоторые говорят, что атомные электростанции вряд ли станут военными целями, [69] но другие приходят к выводу, что гражданские АЭС в зонах военных действий могут быть превращены в оружие и использованы враждебными силами не только для воспрепятствования поставкам энергии (и, таким образом, подрыва общественного духа противника), но и для шантажа и принуждения лиц, принимающих решения, атакованного государства и их международных союзников с помощью видения техногенной ядерной катастрофы. [70]
Для многих развивающихся экономик, например, в богатых полезными ископаемыми странах Африки к югу от Сахары, переход на возобновляемые источники энергии, как ожидается, станет движущей силой устойчивого экономического развития. Международное энергетическое агентство (МЭА) определило 37 полезных ископаемых как критически важные для чистых энергетических технологий и подсчитало, что к 2050 году мировой спрос на них увеличится на 235 процентов. [71] [72] [ нужна цитата для проверки ] Африка обладает большими запасами многих из этих так называемых «зеленых полезных ископаемых», таких как бокситы , кобальт , медь , хром , марганец и графит . [73] Африканский союз наметил политическую основу, Africa Mining Vision, для использования минеральных запасов континента в целях устойчивого развития и социально-экономических преобразований. [74] Достижение этих целей требует от африканских экономик, богатых полезными ископаемыми, перехода от экспорта товаров к производству продукции с более высокой добавленной стоимостью. [75]
С 2010 по 2019 год конкурентоспособность ветровой и солнечной энергии существенно возросла. Удельные затраты на солнечную энергию резко упали на 85%, ветровой энергии на 55%, а литий-ионных аккумуляторов на 85%. [76] : 11 Это сделало ветровую и солнечную энергию самой дешевой формой для новых установок во многих регионах. Нормированные затраты на комбинированные береговые ветровые или солнечные с хранением в течение нескольких часов уже ниже, чем для газовых пиковых электростанций . [77] В 2021 году новые мощности по производству электроэнергии возобновляемыми источниками энергии превысили 80% всей установленной мощности. [78] : 3
Сокращение выбросов, необходимое для удержания глобального потепления ниже 2 °C, потребует общесистемной трансформации способа производства, распределения, хранения и потребления энергии. [79] : 46 Для того чтобы общество заменило одну форму энергии другой, должны измениться многочисленные технологии и модели поведения в энергетической системе. [14] : 202–203
Многие пути смягчения последствий изменения климата предусматривают три основных аспекта низкоуглеродной энергетической системы:
Наиболее важными источниками энергии в переходе к низкоуглеродной энергетике являются энергия ветра и солнца . Они могли бы сократить чистые выбросы на 4 миллиарда тонн эквивалента CO2 в год каждая, половина из которых с более низкими чистыми затратами на срок службы, чем у эталона. [76] : 38 Другие возобновляемые источники энергии включают биоэнергию , геотермальную энергию и энергию приливов , но в настоящее время они имеют более высокие чистые затраты на срок службы. [76] : 38
К 2022 году гидроэлектроэнергия станет крупнейшим источником возобновляемой электроэнергии в мире, обеспечив 16% от общего объема электроэнергии в мире в 2019 году. [89] Однако из-за ее сильной зависимости от географии и в целом высокого экологического и социального воздействия гидроэлектростанций потенциал роста этой технологии ограничен. Ветровая и солнечная энергия считаются более масштабируемыми, но по-прежнему требуют огромных объемов земли и материалов. Они имеют более высокий потенциал для роста. [90] Эти источники выросли почти экспоненциально в последние десятилетия благодаря быстро снижающимся затратам. В 2019 году ветровая энергия поставляла 5,3% мировой электроэнергии, в то время как солнечная энергия поставляла 2,6%. [89]
В то время как производство большинства типов гидроэлектростанций можно активно контролировать, производство энергии ветра и солнца зависит от погоды. Электрические сети должны быть расширены и скорректированы, чтобы избежать потерь. Плотинная гидроэнергетика является диспетчерским источником, в то время как солнечная и ветровая являются переменными возобновляемыми источниками энергии. Эти источники требуют диспетчерской резервной генерации или хранения энергии для обеспечения непрерывного и надежного электроснабжения. По этой причине технологии хранения также играют ключевую роль в переходе к возобновляемым источникам энергии. По состоянию на 2020 год самой масштабной технологией хранения является гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия , на которую приходится подавляющее большинство установленных во всем мире мощностей для хранения энергии. Другими важными формами хранения энергии являются электрические батареи и газ .
В отчете МЭА «Электрические сети и безопасные энергетические переходы» подчеркивается необходимость увеличения инвестиций в сети до более чем 600 миллиардов долларов в год к 2030 году по сравнению с 300 миллиардами долларов, чтобы обеспечить интеграцию возобновляемых источников энергии. К 2040 году сеть должна расшириться более чем на 80 миллионов километров для управления возобновляемыми источниками, которые, как прогнозируется, составят более 80% мирового прироста мощности в течение следующих двух десятилетий. Неспособность своевременно улучшить инфраструктуру сети может привести к дополнительным 58 гигатоннам выбросов CO2 к 2050 году, что значительно повышает риск глобального повышения температуры на 2°C. [91] [92]
С интеграцией возобновляемых источников энергии местное производство электроэнергии становится более изменчивым. Было рекомендовано, что « связь секторов , хранение энергии , интеллектуальные сети , управление спросом , устойчивое биотопливо , электролиз водорода и производные в конечном итоге потребуются для размещения больших долей возобновляемых источников энергии в энергетических системах». [76] : 28 Колебания можно сгладить, объединив энергию ветра и солнца и расширив электросети на большие площади . Это снижает зависимость от местных погодных условий.
При сильно изменчивых ценах хранение электроэнергии и расширение сети становятся более конкурентоспособными. Исследователи обнаружили, что «ожидается, что затраты на интеграцию переменных возобновляемых источников энергии в электросистемы будут скромными до 2030 года». [76] : 39 Более того, «будет сложнее снабжать всю энергетическую систему возобновляемой энергией». [76] : 28
Быстрые колебания увеличиваются при высокой интеграции ветровой и солнечной энергии. Их можно устранить с помощью рабочих резервов . Крупногабаритные батареи могут реагировать в течение нескольких секунд и все чаще используются для поддержания стабильности электросети.
100% возобновляемая энергия является целью использования возобновляемых ресурсов для всей энергии. 100% возобновляемая энергия для электричества, отопления, охлаждения и транспорта мотивируется изменением климата , загрязнением и другими экологическими проблемами, а также проблемами экономической и энергетической безопасности . Смещение общего мирового предложения первичной энергии на возобновляемые источники требует перехода энергетической системы , поскольку большая часть сегодняшней энергии получается из невозобновляемого ископаемого топлива .
Исследования по этой теме довольно новые, до 2009 года было опубликовано несколько исследований, но в последние годы они привлекли все большее внимание. Большинство исследований показывают, что глобальный переход на 100% возобновляемую энергию во всех секторах – электроэнергетике, теплоснабжении, транспорте и промышленности – осуществим и экономически выгоден. [93] [94] [95] [96] [ нужна цитата для проверки ] Межсекторальный, целостный подход рассматривается как важная черта систем 100% возобновляемой энергии и основан на предположении, что «наилучшие решения могут быть найдены только в том случае, если сосредоточиться на синергии между секторами» энергетической системы, такими как электроэнергетика, теплоснабжение, транспорт или промышленность. [97]
Главные препятствия для широкого внедрения крупномасштабных стратегий возобновляемой энергии и низкоуглеродной энергетики рассматриваются в первую очередь как социальные и политические, а не технологические или экономические. [98] Основными препятствиями являются: отрицание изменения климата , лоббирование ископаемого топлива , политическое бездействие, неустойчивое потребление энергии , устаревшая энергетическая инфраструктура и финансовые ограничения. [99]В 1970-х и 1980-х годах ядерная энергетика приобрела большую долю в некоторых странах . Во Франции и Словакии более половины электроэнергии по-прежнему приходится на ядерную энергию. Это источник энергии с низким уровнем выбросов углерода , но он сопряжен с рисками и растущими затратами. С конца 1990-х годов развертывание замедлилось. Вывод из эксплуатации увеличивается, поскольку многие реакторы близки к концу своего срока службы или задолго до этого из-за антиядерных настроений. Германия остановила свои последние три атомные электростанции к середине апреля 2023 года. С другой стороны, China General Nuclear Power Group стремится к 200 ГВт к 2035 году, вырабатываемыми 150 дополнительными реакторами. [101]
С переходом на чистые источники энергии, где энергия вырабатывается с помощью электричества, конечные потребители энергии, такие как транспорт и отопление, должны быть электрифицированы для работы на этих чистых источниках энергии. Одновременно с этим переходом происходит расширение сети для обработки большего количества вырабатываемой электроэнергии для поставки этим конечным потребителям. Две ключевые области электрификации — это электромобили и тепловые насосы.
Устойчиво производить электроэнергию проще, чем устойчиво производить жидкое топливо. [ требуется ссылка ] Таким образом, внедрение электромобилей — это способ сделать транспорт более устойчивым. [102] В то время как технология электромобилей относительно развита в автомобильном транспорте, электрическое судоходство и авиация все еще находятся на ранней стадии своего развития, поэтому устойчивое жидкое топливо может играть более важную роль в этих секторах. [103] : 139
Ключевым устойчивым решением для отопления является электрификация ( тепловые насосы или менее эффективный электрический нагреватель ). МЭА оценивает, что тепловые насосы в настоящее время обеспечивают только 5% потребностей в отоплении помещений и воды во всем мире, но могут обеспечить более 90%. [104] Использование геотермальных тепловых насосов не только снижает общие годовые энергетические нагрузки, связанные с отоплением и охлаждением, но и выравнивает кривую спроса на электроэнергию, устраняя экстремальные летние пиковые потребности в электроснабжении. [105] Однако одних только тепловых насосов и резистивного нагрева будет недостаточно для электрификации промышленного тепла. Это связано с тем, что в некоторых процессах требуются более высокие температуры, которые невозможно достичь с помощью такого оборудования. Например, для производства этилена путем парового крекинга требуются температуры до 900 °C. Следовательно, требуются кардинально новые процессы. Тем не менее, ожидается, что преобразование энергии в тепло станет первым шагом в электрификации химической промышленности с ожидаемым широкомасштабным внедрением к 2025 году. [106]
Изменение источников энергии может переопределить отношения и зависимости между странами, заинтересованными сторонами и компаниями. Страны или землевладельцы с ресурсами — ископаемыми или возобновляемыми — сталкиваются с огромными потерями или прибылями в зависимости от развития любого энергетического перехода. В 2021 году затраты на энергию достигли 13% от мирового валового внутреннего продукта . [107] Глобальное соперничество способствовало появлению движущих сил экономики, стоящих за переходом к низкоуглеродной энергетике. Технологические инновации, разработанные в стране, могут стать экономической силой. [108]
На обсуждение энергетического перехода сильное влияние оказывают вклады отраслей ископаемого топлива . [110] Одним из способов, с помощью которых нефтяные компании могут продолжать свою работу, несмотря на растущие экологические, социальные и экономические проблемы, является лоббирование местных и национальных органов власти.
Исторически лоббисты ископаемого топлива были весьма успешны в ограничении регулирования. С 1988 по 2005 год Exxon Mobil , одна из крупнейших нефтяных компаний в мире, потратила около 16 миллионов долларов на лоббирование против изменения климата и предоставление широкой общественности вводящей в заблуждение информации об изменении климата. [111] Индустрия ископаемого топлива получает значительную поддержку через существующую банковскую и инвестиционную структуру. [112] Концепция того, что отрасль больше не должна получать финансовую поддержку, привела к общественному движению, известному как изъятие. Изъятие определяется как изъятие инвестиционного капитала из акций, облигаций или фондов нефтяных, угольных и газовых компаний как по моральным, так и по финансовым причинам. [113]
Банки, инвестиционные компании, правительства, университеты, учреждения и предприятия — все они сталкиваются с этим новым моральным аргументом против своих существующих инвестиций в отрасль ископаемого топлива, и многие, такие как Фонд братьев Рокфеллеров, Калифорнийский университет в Нью-Йорке и другие, начали переходить к более устойчивым, экологически чистым инвестициям. [114]
В 2024 году Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) прогнозировало, что к 2050 году более половины энергии в мире будет поставляться электричеством, а более трех четвертей мирового энергетического баланса будет поступать из возобновляемых источников. Хотя ископаемое топливо и чистый водород его обогнали, по прогнозам, оно все еще будет поставлять 12% энергии. Ожидается, что этот переход изменит геополитическую мощь за счет снижения зависимости от торговли ископаемым топливом на большие расстояния и повышения значимости региональных энергетических рынков. [115]
Переход на возобновляемую энергию может иметь негативные социальные последствия для некоторых людей, которые полагаются на существующую энергетическую экономику или на которых влияет добыча полезных ископаемых, необходимых для перехода. Это привело к призывам к справедливому переходу , который МГЭИК определяет как «набор принципов, процессов и практик, направленных на обеспечение того, чтобы ни один человек, работник, место, сектор, страна или регион не остались позади при переходе от высокоуглеродной к низкоуглеродной экономике ». [15]
Использование местных источников энергии может стабилизировать и стимулировать некоторые местные экономики, [116] создать возможности для торговли энергией между сообществами, штатами и регионами, [117] [ нужна цитата для проверки ] и повысить энергетическую безопасность . [118]
Добыча угля экономически важна в некоторых регионах, и переход на возобновляемые источники энергии снизит ее жизнеспособность и может иметь серьезные последствия для сообществ, которые зависят от этого бизнеса. [119] Эти сообщества не только уже сталкиваются с энергетической бедностью [ нужна цитата для проверки ], но они также сталкиваются с экономическим крахом, когда предприятия по добыче угля перемещаются в другое место или полностью исчезают. [120] Эта сломанная система увековечивает бедность и уязвимость, которые снижают адаптивную способность сообществ, занимающихся добычей угля. [120] Потенциальное смягчение может включать расширение программной базы [ необходимо разъяснение ] для уязвимых сообществ с целью оказания помощи в новых программах обучения, возможностях для экономического развития и субсидиях для содействия переходу. [121]
Рост цен на энергоносители в результате энергетического перехода может негативно отразиться на развивающихся странах, включая Вьетнам и Индонезию. [122]
Увеличение добычи лития, кобальта, никеля, меди и других важнейших минералов, необходимых для расширения инфраструктуры возобновляемой энергии, привело к росту экологических конфликтов и проблем экологической справедливости для некоторых сообществ. [123] [124]
Большая часть мировой рабочей силы работает напрямую или косвенно в экономике ископаемого топлива . [125] [ нужна цитата для проверки ] Более того, многие другие отрасли в настоящее время зависят от неустойчивых источников энергии (например, сталелитейная промышленность или цементная и бетонная промышленность ). Переход этих рабочих сил в период быстрых экономических изменений требует значительной предусмотрительности и планирования. Международное рабочее движение выступает за справедливый переход , который решает эти проблемы. [ нужна цитата ]
Недавно [126] энергетический кризис охватил страны Европы из-за зависимости от российского природного газа, который был отключен во время российско-украинской войны. Это показывает, что человечество по-прежнему сильно зависит от ископаемых источников энергии, и необходимо позаботиться о том, чтобы переход был плавным, чтобы меньше шоков от нехватки энергии парализовывали сами усилия по эффективному энергообеспечению перехода. [ необходима цитата ]
Среди ключевых вопросов, которые следует учитывать в отношении темпов глобального перехода на возобновляемые источники энергии, — насколько хорошо отдельные электроэнергетические компании способны адаптироваться к меняющейся реальности энергетического сектора. Например, на сегодняшний день внедрение возобновляемых источников энергии электроэнергетическими компаниями остается медленным, чему препятствуют их постоянные инвестиции в мощности по производству ископаемого топлива. [127]
Неполное регулирование потребления чистой энергии и опасения по поводу нехватки электроэнергии были определены как основные препятствия для энергетического перехода в странах с быстроразвивающейся экономикой, зависящих от угля, таких как Вьетнам. [122]
С 2000 по 2012 год уголь был источником энергии с самым большим общим ростом. Использование нефти и природного газа также имело значительный рост, за которым следовали гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии. Возобновляемые источники энергии росли быстрее, чем когда-либо в истории в этот период. Спрос на ядерную энергию снизился, отчасти из-за нагнетания страха и неточного изображения в СМИ некоторых ядерных катастроф ( Три-Майл-Айленд в 1979 году, Чернобыль в 1986 году и Фукусима в 2011 году). [128] [129] В последнее время потребление угля снизилось по сравнению с низкоуглеродной энергией. Уголь снизился с примерно 29% от общего мирового потребления первичной энергии в 2015 году до 27% в 2017 году, а негидроэнергетические возобновляемые источники энергии выросли примерно до 4% с 2%. [130] [ требуется обновление ]
Китай является как крупнейшим в мире потребителем энергии , так и крупнейшей промышленной страной , и обеспечение адекватного энергоснабжения для поддержания экономического роста было основной заботой китайского правительства с момента основания Китайской Народной Республики в 1949 году. [131] С момента индустриализации страны в 1960-х годах Китай в настоящее время является крупнейшим в мире источником выбросов парниковых газов , а уголь в Китае является основной причиной глобального потепления . [132] Китай также является крупнейшим в мире производителем возобновляемой энергии (см. эту статью ) и крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии , солнечной энергии и энергии ветра в мире. Энергетическая политика Китая связана с его промышленной политикой , где цели промышленного производства Китая диктуют его управление спросом на энергию . [133]
Поскольку Китай является страной, которая в значительной степени зависит от импорта нефти как для внутреннего потребления, так и в качестве сырья для легкой промышленности , электрификация является важнейшим компонентом национальной энергетической политики Китая.Индия поставила перед собой цели по возобновляемым источникам энергии, согласно Парижским климатическим соглашениям, перевести 50% [134] от общего объема потребления энергии на возобновляемые источники . По состоянию на 2022 год Центральное электроэнергетическое управление уверенно движется к достижению своих целей, производя 160 ГВт электроэнергии из чистых источников, таких как солнечные , ветровые , гидро- и атомные электростанции , что составляет 40% от его общей мощности. Индия занимает третье место в индексе привлекательности стран с возобновляемыми источниками энергии компании Ernst and Young после США и Китая.
Гидроэлектростанции являются важной частью энергетической инфраструктуры Индии с момента обретения ею независимости в 1947 году. Бывший премьер-министр Джавахар Лал Неру называл их « храмами современной Индии » и считал их ключевыми двигателями современности и индустриализма для зарождающейся республики. Известными примерами гидроэлектростанций являются гидроэнергетический комплекс Tehri мощностью 2400 МВт , гидроэлектростанция Koyna мощностью 1960 МВт и плотина Srisailam мощностью 1670 МВт . В последнее время Индия уделяет должное внимание новым возобновляемым технологиям, таким как солнечные электростанции и ветровые электростанции. На них размещены 3 из 5 крупнейших в мире солнечных электростанций, включая крупнейший в мире Bhadla Solar Park мощностью 2255 МВт и второй по величине в мире солнечный парк мощностью 2000 МВт Pavgada Solar Park и мегасолнечный парк Kurnool Ultra мощностью 100 МВт.
Несмотря на позитивные изменения, загрязнение воздуха углем по-прежнему убивает много людей [135] , и Индии необходимо сократить свою зависимость от традиционного производства электроэнергии на основе угля, поскольку на него по-прежнему приходится около 50% ее производства энергии . Индия также движется к своей цели по электрификации автомобильной промышленности, [136] стремясь к тому, чтобы к 2030 году доля электромобилей среди частных транспортных средств составляла не менее 30% .
Вьетнам лидирует в Юго-Восточной Азии по использованию солнечной и ветровой энергии, достигнув около 20 ГВт в 2022 году с почти нуля в 2017 году. [137] В Таиланде самое большое количество регистраций электромобилей — 218 000 в 2022 году. [138] Энергетический переход в Юго-Восточной Азии можно резюмировать следующим образом: сложный, достижимый и взаимозависимый. Это означает, что, несмотря на препятствия, осуществимость во многом зависит от международной поддержки. [138]
Общественный спрос на улучшение качества местной окружающей среды и цели правительства по продвижению зеленой экономики оказались ключевыми движущими силами во Вьетнаме. [137]
Было установлено , что стремление правительств привлечь международную поддержку для инициатив зеленого роста и общественный спрос на чистую окружающую среду являются движущими силами энергетического перехода в развивающихся странах, таких как Вьетнам. [139] [140] Благодаря относительно более благоприятной инвестиционной среде Вьетнам готов к более быстрому энергетическому переходу, чем некоторые другие члены АСЕАН [141]
Европейский зеленый курс — это набор политических инициатив Европейской комиссии с главной целью сделать Европу климатически нейтральной к 2050 году. [142] [143] Также будет представлен план оценки воздействия для увеличения целевого показателя ЕС по сокращению выбросов парниковых газов к 2030 году как минимум до 50% и к 55% по сравнению с уровнями 1990 года. План состоит в том, чтобы пересмотреть каждый существующий закон на предмет его климатических достоинств, а также ввести новое законодательство по круговой экономике , реконструкции зданий , биоразнообразию , сельскому хозяйству и инновациям . [143] Президент Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен заявила, что Европейский зеленый курс станет для Европы «моментом человека на Луне», поскольку план сделает Европу первым климатически нейтральным континентом. [143]
Исследование показало, что компании с цифровыми технологиями вкладывают больше денег в стратегии энергосбережения. В Европейском союзе 59% компаний, инвестировавших как в базовые, так и в передовые технологии, также инвестировали в меры по повышению энергоэффективности, по сравнению с 50% американских компаний в той же категории. В целом, существует значительное несоответствие между цифровыми профилями предприятий и инвестициями в энергоэффективность. [144]
Германия сыграла огромную роль в переходе от ископаемого топлива и ядерной энергии к возобновляемым источникам энергии. Энергетический переход в Германии известен как die Energiewende (дословно «энергетический поворот»), что означает поворот от старых видов топлива и технологий к новым. Ключевой политический документ, описывающий Energiewende, был опубликован правительством Германии в сентябре 2010 года, примерно за шесть месяцев до аварии на АЭС «Фукусима» ; законодательная поддержка была принята в сентябре 2010 года.
Политика была принята федеральным правительством Германии и привела к огромному расширению возобновляемых источников энергии, особенно ветровой энергии. Доля Германии в возобновляемых источниках энергии увеличилась примерно с 5% в 1999 году до 17% в 2010 году, приблизившись к среднему показателю ОЭСР в 18% использования возобновляемых источников энергии. [145] В 2022 году доля Германии составила 46,2%, что превысило средний показатель по ОЭСР. [146] Значительным фактором этого увеличения доли возобновляемых источников энергии является снижение стоимости капитала . Германия может похвастаться одной из самых низких в мире стоимостей капитала для возобновляемой солнечной и ветровой энергии на суше. В 2021 году Международное агентство по возобновляемым источникам энергии сообщило о капитальных затратах около 1,1% и 2,4% для солнечной и ветровой энергии на суше. [147] Это представляет собой значительное снижение по сравнению с предыдущими показателями в начале 2000-х годов, когда капитальные затраты составляли около 5,1% и 4,5% соответственно. [148] Это снижение капитальных затрат было обусловлено различными экономическими и политическими факторами. После мирового финансового кризиса 2008–2009 годов Германия смягчила правила рефинансирования банков, выдавая дешевые кредиты с низкими процентными ставками, чтобы снова стимулировать экономику. [149]
В этот период индустрия возобновляемых источников энергии также начала испытывать эффекты обучения в производстве, организации проектов, а также финансировании благодаря росту инвестиций и объемов заказов. Это в сочетании с различными формами субсидий способствовало значительному снижению капитальных затрат и приведенной стоимости электроэнергии (LCOE) для солнечной и береговой ветровой энергии. Поскольку технологии стали зрелыми и стали неотъемлемой частью существующих социотехнических систем, следует ожидать, что в будущем эффекты опыта и общие процентные ставки станут ключевыми факторами, определяющими конкурентоспособность этих технологий. [148]
Производителям был гарантирован фиксированный тариф на подачу электроэнергии на 20 лет, гарантирующий фиксированный доход. Были созданы энергетические кооперативы, и были предприняты усилия по децентрализации контроля и прибыли. Крупные энергетические компании имеют непропорционально малую долю рынка возобновляемых источников энергии. Атомные электростанции были закрыты, а существующие девять станций закроются раньше, чем необходимо, в 2022 году.
Сокращение зависимости от атомных станций привело к увеличению зависимости от ископаемого топлива. Одним из факторов, который препятствовал эффективному использованию новой возобновляемой энергии, было отсутствие сопутствующих инвестиций в энергетическую инфраструктуру для вывода энергии на рынок. Считается, что необходимо построить или модернизировать 8300 км линий электропередач. [145]
Разные земли по-разному относятся к строительству новых линий электропередач. Тарифы для промышленности заморозили, и поэтому возросшие расходы на Energiewende легли на плечи потребителей, у которых выросли счета за электроэнергию. В 2013 году у немцев были одни из самых высоких расходов на электроэнергию в Европе. [150] Тем не менее, впервые за более чем десять лет цены на электроэнергию для бытовых потребителей упали в начале 2015 года. [151]
Из-за высокой доли гидроэлектроэнергии (59,6%) и ядерной энергетики (31,7%) в производстве электроэнергии, выбросы CO2, связанные с энергетикой, в Швейцарии на душу населения на 28% ниже, чем в среднем по Европейскому союзу, и примерно равны выбросам Франции. 21 мая 2017 года швейцарские избиратели приняли новый Закон об энергетике, устанавливающий «энергетическую стратегию 2050». Целями энергетической стратегии 2050 являются: сокращение потребления энергии ; повышение энергоэффективности ; и содействие использованию возобновляемых источников энергии (таких как вода , солнечная , ветровая и геотермальная энергия , а также топливо из биомассы ). [152] Закон об энергетике 2006 года запрещает строительство новых атомных электростанций в Швейцарии. [152]
По закону выбросы парниковых газов Соединенным Королевством будут сокращены до чистого нуля к 2050 году. [153] Чтобы помочь в достижении этой установленной законом цели, национальная энергетическая политика в основном сосредоточена на офшорной ветроэнергетике страны и поставке новой и передовой ядерной энергии. Увеличение национальной возобновляемой энергии — особенно из биомассы — вместе с 20% электроэнергии, вырабатываемой ядерной энергетикой в Соединенном Королевстве, означало, что к 2019 году низкоуглеродная британская электроэнергия обогнала ту, что вырабатывается ископаемым топливом. [154]
Для достижения цели чистого нуля необходимо укрепить энергетические сети . [155] Электричество является лишь частью энергии в Соединенном Королевстве , поэтому природный газ, используемый для промышленного и бытового отопления [156], и нефть, используемая для транспорта в Соединенном Королевстве, также должны быть заменены [157] либо электричеством, либо другой формой энергии с низким содержанием углерода, такой как устойчивые биоэнергетические культуры [158] или зеленый водород . [159]
Хотя необходимость энергетического перехода не оспаривается ни одной крупной политической партией, в 2020 году ведутся дебаты о том, какую часть финансирования, необходимого для выхода из рецессии COVID-19, следует потратить на переход и сколько рабочих мест можно создать, например, для повышения энергоэффективности в британском жилье . [160] Некоторые считают, что из-за постковидного государственного долга финансирование перехода будет недостаточным. [161] Brexit может существенно повлиять на энергетический переход, но по состоянию на 2020 год это неясно [update]. [162] Правительство призывает британский бизнес спонсировать конференцию по изменению климата в 2021 году , возможно, включая энергетические компании, но только если у них будет надежный краткосрочный план энергетического перехода. [163]
Реформирование субсидий на ископаемое топливо — сложная задача для политиков. В целом, наше исследование показывает, что отмена субсидий на ископаемое топливо — простая задача только для ограниченного числа субсидий. Отмена субсидий на ископаемое топливо, по-видимому, не во всех случаях помогает энергетическому переходу. Важно оценивать политику с точки зрения адекватного ценообразования ущерба от изменения климата и других внешних факторов.
Источник данных: Управление энергетической информации США,
Ежемесячный обзор энергетики,
Приложение D.1 и Таблицы 1.3 и 10.1, апрель 2022 г., предварительные данные за 2021 г. / Древесина включает древесину и древесные отходы; Возобновляемые источники включают биотопливо, геотермальную энергию, солнечную энергию и ветер.
Несмотря на сбои в цепочке поставок и макроэкономические препятствия, инвестиции в энергетический переход в 2022 году выросли на 31%, сравнявшись с ископаемым топливом
{{cite news}}
: CS1 maint: location (link)Начальные годы различаются в зависимости от сектора, но все секторы присутствуют с 2020 года.
МЭА. CC BY 4.0.● Источник данных по 2016 год: «Обновление рынка возобновляемой энергии / Прогноз на 2021 и 2022 годы» (PDF) . IEA.org . Международное энергетическое агентство. Май 2021 г. стр. 8. Архивировано (PDF) из оригинала 25.03.2023.
IEA. Лицензия: CC BY 4.0
Подавляющее большинство всех публикаций подчеркивает техническую осуществимость и экономическую жизнеспособность систем 100% возобновляемой энергии.
{{cite book}}
: |website=
проигнорировано ( помощь )CS1 maint: date and year (link) CS1 maint: location missing publisher (link)Энергетический переход значительно увеличит спрос на полезные ископаемые.... Растущее число социальных и экологических конфликтов, связанных с добычей полезных ископаемых в странах с развивающейся экономикой, является проявлением этой напряженности и поднимает вопросы о справедливых энергетических переходах
{{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite web}}
: |last=
имеет общее название ( помощь )