Введение. Электроэнергетика в развитых странах мира является базовой отраслью топливно-энергетического комплекса и определяет состояние экономики.

В данной статье на базе анализа прогнозов, разработанных Международным энергетическим агентством, министерством энергетики США и ИМЭМО РАН рассмотрены перспективы развития электроэнергетики в различных странах и регионах мира, состояние и развитие региональных, государственных и межгосударственных энергообъединений, современные условия и направления развития генерирующих мощностей в России.

Предлагаемый прогноз развития электроэнергетики основывается на оценках развития мирового хозяйства в целом, в том числе промышленного производства, демографической ситуации, наличия первичных энергоресурсов. В дальнейшем исследовании он позволит определить соотношение технологических, экономических, организационных проблем, вклад каждого компонента в особенность электроэнергетики.

Прогноз энергопотребления в мире. Из всех источников энергии самым удобным в использовании является электроэнергия. Поэтому прогноз энергопотребления - это основа прогноза развития всей отрасли. Как видно из табл. 1, на 2001-2020 гг. прогнозируется среднегодовой темп прироста конечного мирового потребления электроэнергии 2,6 %, для промышленно развитых стран этот показатель составит 1,7, для развивающихся стран - 4,2 %. В результате из почти 8740 млрд. кВтч прироста потребления электроэнергии 59 % придется на развивающиеся страны. Потребление электроэнергии там увеличится в 2,3 раза. Соответственно доля этих стран в мировом показателе возрастет с 31 до 42 %, доля промышленно развитых стран снизится с 58 до 49 %.

Особенно быстрый рост потребления электроэнергии ожидается в Китае. При среднегодовом темпе его прироста в 5,4 % (в 2,1 раза выше среднемирового), примерно соответствующем ожидаемому темпу прироста ВВП (5,5 % в год), оно к 2020 г. увеличится почти втрое, а доля страны в мировом электропотреблении возрастет с 9 до 15,4 %.

В 2020 г. наиболее высокий коэффициент опережения потребления электроэнергии по отношению к потреблению первичных энергоресурсов прогнозируется в странах Африки (1,2 раза) и в Китае (1,3 раза). В промышленно развитых странах в целом этот коэффициент составит 1,1. Такая же величина коэффициента опережения ожидается в России (табл. 2). Данный показатель отражает, что использование электроэнергии более перспективно, чем потребление ПЭР. Ожидается дальнейший рост электрификации мировой экономики.

Источники для таблиц 1, 2, 3: International Energy Outlook 2001. Wash., DOE/EIA, 2001; Monthly Electricity Survey. IEA.P., april 2001; Российский статистический ежегодник, 2001. М.: Минэнерго России, 2000; Основные положения энергетической стратегии России. М.: Минэнерго России, март 2001 г.; Топливо и энергетика России. М.: Минэнерго России, 2001г.

Необходимо отметить, что потребление электроэнергии отражается на уровне жизни населения. Следовательно, для того, чтобы проанализировать уровень (качество) жизни, необходимо определить показатель «душевое нетто-потребление».

Душевое нетто-потребление электроэнергии в промышленно развитых странах составит в 2020 г. 10,3 тыс. кВтч, превысив мировой уровень в 3,6 раза (табл. 3). В развивающихся странах в целом этот показатель (1,5 тыс. кВтч) будет примерно вдвое меньше мирового. Наиболее высокий уровень душевого электропотребления прогнозируется в США - 14,7 тыс. кВтч и Канаде - 18,7 тыс. кВтч. В России за данный период ожидается полуторакратный рост душевого электропотребления.

Прогноз использования первичных энергоресурсов. Электроэнергетика является одним из основных потребителей первичных энергоресурсов в мире (табл. 4). В 2000 г. на выработку электроэнергии было израсходовано 38 % всех использованных в мире ПЭР, в том числе угля - 22,4 %, газа - 12,2 %, нефти - 3,4%. Согласно прогнозам, доля расхода ПЭР на выработку электроэнергии в мировом их потреблении в 2020 г. останется на современном уровне в 38 %. Таким образом, характер использования первичных энергоресурсов практически не изменится.

Ожидается, что за 20 лет потребление ПЭР для производства электроэнергии возрастет на 47 % и достигнет 7,9 млрд. т у.т. В развивающихся странах оно увеличится в 2,1 раза, а в промышленно развитых и группе стран СНГ, Балтии и Восточной Европы - соответственно на 24 и 21 %.

Удельный вес развивающихся стран в мировом потреблении ПЭР для производства электроэнергии возрастет с 28 до 39 %, а промышленно развитых стран снизится с 57 до 48 %. Эта тенденция хорошо согласуется с прогнозными оценками роста электропотребления по различным группам стран, приведенными в таблице 1.

Потребление природного газа для производства электроэнергии в мире увеличится к 2020 г. более чем вдвое - почти 2,1 млрд. т у.т., в промышленно развитых странах - в 2,3 раза и в развивающихся - почти в 2,7 раза. Мировое использование угля на ТЭС к 2020 г. увеличится на 35 % (до 2,5 млрд. т у.т.), в основном за счет развивающихся стран. При этом доля последних в мировом потреблении угля на эти цели возрастет с 31 до 47%, а абсолютный объем его потребления удвоится, составив до 1165 млн. т у.т. В то же время доля промышленно развитых стран снизится с 59 до 49 %.

На перспективу до 2020 г. рост использования атомных материалов в мире для производства электроэнергии прогнозируется всего лишь на 3,5 % (до 950 млн. т у.т.), причем, если в промышленно развитых странах за счет вывода из эксплуатации отработавших свой срок атомных реакторов или в результате моратория на их дальнейшую эксплуатацию (например, в Швеции) ожидается снижение использования атомной энергии на 10 % (на 76 млн. т у.т.), то в развивающихся странах, наоборот, рост в 2,6 раза, или на 113 млн. т у.т. (табл. 4).

Мировое использование возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии может возрасти к 2020 г. по сравнению с 2000 г. в 1,5 раза и составить 1630 млн. т у.т., основная доля которых придется на гидроэнергию.

В структуре мирового потребления ПЭР для производства электроэнергии увеличится доля природного газа с 18,9 до 26,3 % при одновременном уменьшении доли угля с 33,8 до 31,2 % и атомной энергии - с 17 до 12 %. Удельный вес нефти и возобновляемых энергоресурсов почти не изменится и составит в 2020 г. соответственно 9,9 и 20,6 % (табл. 5).

Прогноз развития генерирующих мощностей. Чтобы удовлетворить возрастающий спрос на электроэнергию, до 2020 г. необходимо ввести примерно 3000 ГВт новых генерирующих мощностей. Оценки ввода новых мощностей за период с 1996 г. до 2020 г. в некоторых странах мира даны в табл. 6.

Прогнозируется изменение структуры генерирующих мощностей по странам. Так, к 2020 г. намечается снижение генерирующих мощностей АЭС (ГВт): в США - на 26 (до 71,6), Великобритании - 7,2 (5,3), Германии - 8 (13,1), Франции - 1,4 (61,7), Швеции - 3,3 (до 6,1). Снижение мощностей АЭС ожидается также в Аргентине, Бельгии, Болгарии, Испании, Литве, Словакии и Швейцарии.

В то же время прогнозируется рост генерирующих мощностей АЭС (ГВт): в Канаде - на 3,6 (13,6), Японии - 13 (до 56,6), Индии - 5,3 (7,6), Китае - 16,5 (18,7), Южной Корее - 9,1 (22,1), а также в Бразилии, Греции, Иране, Пакистане, на Тайване. В результате суммарная мощность АЭС в мире в 2020 г. останется примерно на уровне 2000 г. (350 ГВт).

В целом развитие атомной энергетики в мире значительно замедлилось по сравнению с 70-80-ми годами ХХ столетия, а в промышленно развитых странах Запада оно практически прекратилось. Дальнейшая судьба отрасли будет зависеть от скорости исчерпания традиционных видов углеводородных энергоресурсов и решения проблемы безопасности работы энергетических ядерных реакторов.

Состояние и развитие энергообъединений в мире. Главной особенностью отрасли в XXI в. станет дальнейшее развитие межстрановой интеграции электроэнергетических систем (ЭЭС). Известные преимущества параллельной работы электростанций привели к интенсивному развитию электрических сетей высших классов напряжений, расширению и объединению ЭЭС и формированию крупных территориально протяженных, в т.ч. межгосударственных энергообъединений. Имеются все предпосылки для развития электроэнергетики мирового хозяйства в данном направлении. В настоящее время работают межгосударственные энергообъединения Западной и Центральной Европы (UCTE), Северной Европы (NORDEL), Северной Америки, стран СНГ и ряд других. Идет интеграция ЭЭС и создание крупных энергообъединений в Азии, Африке, Южной и Центральной Америке.

Для Западной и Центральной Европы характерно значительное развитие электрических сетей высших напряжений 220-400 кВ, что имеет большое значение для организации обменов электроэнергией на рыночной основе и надежного функционирования энергообъединений. На этой базе происходит формирование трансевропейской объединенной ЭЭС стран Западной, Центральной и Юго-Восточной Европы (ТЕSIS). Дальнейшее развитие этого энергообъединения может происходить путем совместной работы с энергообъединением СНГ на основе усиления связей на переменном токе и сооружения электропередач постоянного тока в рамках широко обсуждаемых комплексных проектов «Балтийское кольцо», «Энергомост постоянного тока», «Восток - Запад». Аналогичное развитие электрических сетей высших напряжений характерно для энергообъединений Северной Америки.

Энергообъединение СНГ было создано в 1992 г. на базе соглашения «О координации межгосударственных отношений в области электроэнергетики Содружества Независимых Государств». В настоящее время большая часть ЭЭС государств СНГ и стран Балтии работает параллельно. Основой энергообъединения является электрическая сеть напряжений 220-330-500-750 кВ.

Продолжает успешно функционировать энергообъединение стран Центральной Азии (Южный Казахстан, Узбекистан, Кыргызстан, Таджикистан, Туркменистан). В перспективе можно ожидать усиления его связей с ЕЭС России и стран южного направления. Индия, интенсивно развивающая свою электроэнергетику, идет по пути создания национального энергообъединения и развития электрических связей с соседними странами. Формируется межгосударственное энергообъединение на Индокитайском полуострове.

Одним из перспективных регионов с точки зрения создания и развития межгосударственных энергообъединений является Северо-Восточная Азия, включая Восточную Сибирь и Дальний Восток России, Монголию, Китай, КНДР, Республику Корея, Японию. Для этого имеются существенные предпосылки, связанные как с различным территориальным размещением источников энергоресурсов и центров электропотребления, так и существенными потенциальными системными эффектами в результате формирования межгосударственных энергообъединений. Инфраструктура основной электрической сети в этом регионе также достаточно развита.

Состояние и прогноз развития электроэнергетики в России. В России электроэнергетика является одной из основных отраслей экономики. Она обеспечивает потребности в электроэнергии национального хозяйства и населения, ее экспорт в страны СНГ и дальнего зарубежья, а также более 45 % суммарной потребности промышленно-бытового сектора в тепловой энергии.

На начало 2002 г. производственный потенциал российской электроэнергетики составляли электростанции общей установленной мощностью около 205 млн. кВт (в том числе ГЭС - 22 % и АЭС - 11 %), линии электропередачи (ЛЭП) всех классов напряжения общей протяженностью более 2,5 млн. км. (в том числе ЛЭП напряжением от 220 до 1150 кВт - около 150 тыс. км). Свыше 90 % этого потенциала объединяет Единая энергетическая система (ЕЭС), охватывающая всю обжитую территорию страны от европейской части до Дальнего Востока. Однако в связи с естественным старением основных фондов (их износ составляет около 65 %) и незначительным вводом новых мощностей располагаемая мощность электростанций не превышает 160 млн. кВт. Это обстоятельство может сдерживать обеспечение страны электроэнергией в условиях возобновившегося экономического роста.

Негативное действие всех этих факторов привело к снижению экономической эффективности отрасли (повышение удельных расходов топлива на выработку электроэнергии и тепла на ТЭС, рост численности производственного персонала, замедление вводов новых мощностей и др.), а также к критическому понижению уровня энергетической безопасности отдельных регионов (Северный Кавказ, Дальний Восток и др.).

В России на фоне прогнозируемого экономического роста предвидится увеличение энергопотребления. Так, при ожидаемом среднегодовом темпе прироста потребления электроэнергии в 1,9 % оно возрастет на 45,5 % (до 1225 млрд. кВтч) (табл. 1). Соответственно, необходимы меры государственной политики.

В соответствии с Основными положениями энергетической стратегии России на период до 2020 года, одобренными правительством, производство электроэнергии по среднему варианту сценариев развития экономики по сравнению с 2000 г. должно возрасти на 17 % к 2010 г. и на 45 % - к 2020 г. В структуре производства доля ТЭС в ближайшие 20 лет снизится с 66 % до 63 % , ГЭС - с 19 до 16 % при одновременном росте доли АЭС с 15 до 21 % (табл. 7). Для надежного обеспечения необходимых объемов производства установленная мощность электростанций России по сравнению с 2000 г. должна увеличиться на 5-6 % к 2010 г. и на 29-32 % к 2020 г.

Для обеспечения прогнозируемых уровней электро- и теплопотребления ввод генерирующих мощностей на электростанциях России (с учетом замены и модернизации) в 2001-2020 гг. должен составить по среднему сценарию развития экономики страны 135-140 млн. кВт, в том числе на ТЭС 100-103 млн. кВт (из них парогазовые и газотурбинные установки - 63-65 млн. кВт), на ГЭС и ГАЭС - около 10 млн. и на АЭС -25-28 млн. кВт.

Такой объем ввода генерирующих мощностей потребует примерно 125 млрд. долл. капитальных вложений, которые станут возможными только при условии успешного реформирования отрасли и создания полноценного конкурентного рынка электроэнергии. В связи с быстро нарастающим старением оборудования электростанций и необходимостью его вывода из эксплуатации в перспективе необходимо обеспечить более интенсивный рост мощности новых генерирующих источников по сравнению с ростом суммарной установленной мощности.

Заключение. В целом мировая электроэнергетика до 2020 г. будет развиваться темпами, соизмеримыми с темпами роста экономики и численности населения. Среднегодовой темп прироста конечного потребления электроэнергии в развивающихся странах будет в 2.5 раза выше, чем в промышленно развитых странах - 4,2 против 1,7 %.

Электроэнергетика будет в основном базироваться на традиционных первичных энергоресурсах - уголь, газ, нефть, гидро- и атомные материалы. Расширится использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии - ветровой, солнечной, геотермальной, биомассы и др. В условиях усиления глобализации главной особенностью электроэнергетики XXI в. станет дальнейшее развитие электроэнергетических систем и их межстрановая интеграция как на евразийском пространстве, так и в Северной Америке.

Российской электроэнергетике в период до 2020 г. будут свойственны те же тенденции, что и мировой, а именно: небольшое изменение структуры первичных энергоресурсов, используемых для производства электроэнергии, дальнейшее развитие Единой электроэнергетической системы страны и ее интеграция с энергосистемами стран СНГ и Западной Европы, усиление процессов автономизации энергоснабжения.