Человечество переходит от сжигания ископаемого сырья к использованию промышленных технологий — от охоты за дефицитными ископаемыми ресурсами к «фермерству» неисчерпаемого солнца, от потребления ресурсов Земли к их простому заимствованию.

Это не незначительное замещение ради климата. Это энергетическая революция. Магнитным центром является электрон: мы революционизируем способы генерации, использования и передачи электронов. Солнечная и ветровая энергетика завоевывают предложение электроэнергии. Электромобили, тепловые насосы и ИИ электрифицируют основные новые сферы применения. Аккумуляторы и цифровизация связывают спрос и предложение.

Три взаимоусиливающих сдвига. Одна энергетическая революция. Электротехническая революция.

В своей основе эта революция движима физикой, экономикой и геополитикой. В конце концов, вектор истории энергетики склоняется к решениям, которые являются более эффективными, дешевыми и безопасными.

Краткосрочные неудачи имеют значение, но фундаментальные факторы важнее. И фундаментальные показатели складываются в пользу электротеха.

Физика. Электротех выставляет на посмешище сжигание ископаемого топлива, при котором две трети энергии теряется в виде тепла. Электротех в три раза эффективнее. Экономика. Технологии дешевеют по мере масштабирования. Сырьевые товары становятся дороже, чем глубже приходится копать.

Геополитика. Три четверти мира зависят от импорта ископаемого топлива. 92% стран имеют потенциал ВИЭ, более чем в 10 раз превышающий их текущий спрос. Электротех рос по экспоненте на протяжении десятилетий. Разница сегодня в том, что он слишком дешев, чтобы его сдерживать, и слишком велик, чтобы его игнорировать. Если текущие экспоненциальные темпы сохранятся еще пять лет, мировой спрос на ископаемое топливо сойдет со своего плато. Добро пожаловать в век электротеха. Даан Вальтер, Сэм Батлер-Слосс, Кингсмилл Бонд Век электротеха

Содержание

• Глава 1
• Новый взгляд: электротехническая революция

Электротех — это лучший способ объяснить реальность Большая часть дискуссий о будущем энергетики ведется между сторонниками постепенного отказа от ископаемого топлива и защитниками чистого нуля (net zero). Мы предлагаем третий подход — электротехническую революцию, — который лучше объясняет экстраординарные изменения, происходящие сегодня в энергетической системе.

Электротех — это электроэнергетические технологии Электротех описывает экспоненциальные энергетические технологии, революционизирующие способы генерации, соединения и использования электронов — технологии, имеющие кривые обучения и быстрый рост, такие как солнечная энергия, ветер, аккумуляторы и цифровые решения.

Электротех высвобождает в 100 раз больше энергии Электротех позволяет нам использовать колоссальные энергетические ресурсы солнца. Солнце поставляет Земле столько энергии каждые пять дней, сколько содержат все запасы ископаемого топлива вместе взятые. Это делает возможной новую энергетическую эру.

Третий путь: взгляд со стороны электротеха

Данные графиков (иллюстративно):

• IPCC – Пути к чистым нулевым выбросам: Гт CO2 в год (снижение с 50 до -25 к 2100 году).
• EIA – Поставки первичной энергии: Квадриллион БТЕ (доминирование нефти, газа и угля с медленным ростом ВИЭ).
• Rystad – Мировой спрос на полезную энергию: ЭДж полезной энергии (рост солнечной и ветровой энергии, обеспечивающей электрифицированные энергетические услуги, до 1000 ЭДж к 2100 году).

Электротех — это технология, совершающая революцию в предложении, соединении и спросе на электроэнергию Это технологическая революция в энергетике

2020-е годы знаменуют собой великую технологическую конвергенцию Век эволюции сходится в десятилетие революции

Хронология:

• 1900: Первые электромоторы.
• 1921: Внедрение универсальных двигателей.
• 1938: Установка первого функционального бытового теплового насоса.
• 1954: Bell Labs разрабатывает первый кремниевый солнечный элемент.
• 1971: Первые коммерчески доступные чипы.
• 1975-1976: Предложена концепция литий-ионного аккумулятора.
• 1979: Первая современная ветряная турбина.
• 1983: Коммерциализация бесщеточных двигателей постоянного тока.
• 1991: Sony выводит на рынок первый литий-ионный аккумулятор; первая морская ветряная электростанция.
• 2006: Масштабное развертывание первых умных счетчиков со встроенными чипами.
• 2008: Прорыв в технологии тепловых насосов для холодного климата.
• 2020-е: Конвергенция электротеха (Чипы, Аккумуляторы, Электродвигатели, Солнечная энергия, Ветроэнергетика, Тепловые насосы).

Это последняя в длинном ряду технологических смен Это век электротеха

Электротех состоит из тех же компонентов, что и цифровые технологии, и наследует их импульс развития Электротех — детище цифровых технологий

Компоненты:

• Аккумулятор (для смартфонов/ноутбуков, электромобилей, стационарных хранилищ).
• Электродвигатель / генератор (ветряные электростанции, электромобили, дроны).
• Солнечная панель / ФЭУ-ферма.
• Тепловой насос.
• Инвертор.
• Процессор (ЦОД, смартфоны).
• Спутник.

Солнце поставляет Земле больше энергии каждые 5 дней, чем составляют все запасы ископаемого топлива От сжигания древнего солнечного света к его использованию в реальном времени

Сравнение энергетических ресурсов (ЭДж):

• Солнечная энергия, получаемая каждые 5 дней: 50 000 ЭДж.
• Общие мировые запасы ископаемого топлива:
• Уголь: 26 600 ЭДж.
• Нефть: 10 600 ЭДж.
• Газ: 7 500 ЭДж.

Электротех обеспечивает еще один 100-кратный скачок в энергетическом изобилии Собиратели, Фермеры, Ископаемое топливо, Фотовольтаика

1. Собиратели (250 000 – 9 000 до н.э.): Энергия человеческого и животного труда, огонь.
2. Фермеры (9 000 до н.э. – 1750): Сельское хозяйство позволяет увеличить захват энергии на гектар в 100 раз.
3. Ископаемое топливо (1750 – 2025): Ископаемые ресурсы открывают доступ к древнему солнечному свету и обеспечивают 50-кратное увеличение захвата энергии.
4. Фотовольтаика (с 2025 года): Солнечная энергия и электрификация открывают в 100 раз больший энергетический потенциал.

Глава 2

Становление электротеха

Стоимость электротеха падает быстро.

Затраты на электротех снижались на протяжении десятилетий согласно установленным кривым обучения — около 20% на каждое удвоение объема внедрения. Сейчас они конкурируют с ископаемым топливом по стоимости: электромобили Dolphin продаются в Китае менее чем за 10 000 долларов США, а проекты «солнце плюс хранение» в Индии стоят 40 долларов за МВт·ч. В результате капитал перераспределяется, и две трети энергетических расходов направляются в электротех.

Рост был экспоненциальным

Ключевые электротехнические технологии демонстрируют экспоненциальный рост. Мы видим это в генерации (солнце и ветер), соединениях (аккумуляторы и ПО) и использовании (электромобили и тепловые насосы). Лидером перемен является Китай, и сейчас этот процесс каскадно распространяется на развивающиеся рынки. АСЕАН, например, обогнала США по уровню электрификации в 2023 году.

Потолок возможного находится высоко над нами

Мы уже знаем, как довести долю солнечной и ветровой энергии до 70–80% генерации при стоимости, сопоставимой с ископаемым топливом, и как электрифицировать около 75% конечного спроса. Таким образом, мы можем более чем утроить показатели ВИЭ и электрификации.

ВИЭ заменяют ископаемую электроэнергию; электрификация заменяет ископаемые молекулы Два вектора энергетического перехода

Мировой спрос на конечную энергию в 2023 году:

• Электроны (20%):
• Солнце и ветер.
• Прочая чистая энергия (в основном АЭС и ГЭС).
• Электроэнергия на ископаемом топливе.
• Молекулы (80%):
• Биомасса и тепло.
• Молекулы ископаемого топлива.

Векторы:

1. ВИЭ (в рамках электроэнергетики).
2. Электрификация (замещение молекул электронами).

Инвестиции в электротех в два раза превышают инвестиции в ископаемое топливо и мы тратим на солнечный CAPEX больше, чем на нефтяной

Инвестиции в энергетику по категориям (млрд долларов США):

• Электротех: ~1 300 млрд (в 2024–2025 гг.).
• Ископаемое топливо: ~600 млрд.
• Прочее: ~500 млрд.

Инвестиции в солнечную энергию против нефти (млрд долларов США):

• CAPEX в солнечную энергетику обогнал инвестиции в добычу нефти в районе 2023 года и продолжает расти (свыше 500 млрд долларов).

Два вектора энергетического перехода. Прочие «чистые» электроны — это в основном АЭС и ГЭС.

Мировой спрос на конечную энергию в 2023 году:

• Электроны (20%):
• Солнце и ветер.
• Прочие чистые источники.
• Электроэнергия на ископаемом топливе.
• Молекулы (80%):
• Биомасса и тепло.
• Молекулы ископаемого топлива.

Инвестиции в электротех и ископаемое топливо

Инвестиции в электротех в два раза превышают инвестиции в ископаемое топливо. Мы тратим на солнечный CAPEX больше, чем на добычу нефти.

Источники: IEA WEI, анализ Ember. Примечание: инвестиции в нефть указаны для сегмента upstream (добыча).

Технологическое совершенствование электротеха

Десятилетия инноваций повышают потолок возможного. Электротех продолжает качественно улучшаться.

• Эффективность солнечных элементов (%): Рост с ~15% в 1990-х до >25% к 2024 году. Более эффективные элементы экономят площадь и материалы, снижая затраты.
• Плотность энергии лучших аккумуляторных ячеек (Вт·ч/кг): Рост с ~100 в 1990-х до >350 в 2024 году. Повышение плотности увеличивает запас хода электромобилей и открывает новые сферы применения.
• Коэффициент сезонной эффективности (КСЭ) тепловых насосов: Средний показатель продаж в США вырос с 2.0 (1975 г.) до >3.0 (2024 г.). Высокий КСЭ означает более эффективную и мощную систему отопления.

Динамика снижения стоимости по кривым обучения

Десятилетия инноваций обеспечили экономическое преимущество электротеха. Цены падают согласно кривым обучения (логарифмическая шкала).

Конкурентоспособность электротеха

После десятилетий инноваций электротех стал дешевле ископаемого топлива и готов вытеснить традиционные технологии.

• LCOE ($/МВт·ч, 2024): * Солнце и наземный ветер (-58% и -77% соответственно) находятся ниже или на уровне маржинальных затрат электростанций на ископаемом топливе.
• Морской ветер: -84% за 10 лет.
• Транспорт ($/кВт·ч): * Аккумуляторы: Стоимость упала до уровня, когда совокупная стоимость владения (TCO) и розничная цена электромобиля сравниваются с авто на ДВС.

Производственные мощности

Производственные мощности уже развернуты и опережают прогнозируемый спрос даже в сценариях «чистого нуля» (Net Zero).

• Производство солнечных панелей (ГВт): Мощности (~1 600 ГВт к 2030 г.) значительно превышают прогноз спроса IEA Net Zero.
• Производство аккумуляторов (ТВт·ч): Планируемые мощности (~12 ТВт·ч к 2028 г.) перекрывают потребности сценария Net Zero.

Структура установленной мощности

Солнечная энергетика за 15 лет прошла путь от самого малого до самого крупного источника мощности в мире.

• Мировая установленная мощность (ГВт, 2025E): * Солнце: >2 500 ГВт (лидер).
• Уголь: ~2 100 ГВт (стагнация).
• Природный газ: ~1 800 ГВт.
• Гидроэнергетика и прочие ВИЭ: ~1 500 ГВт.

Глобальное внедрение ВИЭ

Развертывание солнца и ветра — это глобальный процесс: от развитых экономик до развивающихся рынков.

• Доля солнца и ветра в генерации (%): * Развитые рынки: рост с 5% до >20% (2010–2024).
• Китай: рост с 2% до >15%.
• Развивающиеся рынки: устойчивый рост выше 10%.
• Петрорегионы (Ближний Восток, Евразия): начало активного роста с 2020 года.

Флекстех и сетевые технологии

Рост новых соединений позволяет эффективно связывать спрос и предложение.

• Накопители (ГВт): Рост с почти нулевых значений в 2010 г. до ~150 ГВт в 2024 г.
• HVDC (линии постоянного тока высокого напряжения): Рост установленной мощности с 50 ГВт (1997 г.) до >450 ГВт (2023 г.).
• Умные устройства: >15 млрд подключенных к интернету устройств и >1.2 млрд установленных умных счетчиков.

Самоподдерживающийся цикл

Замкнутый цикл между стоимостью и объемом: чем дешевле технология, тем быстрее она внедряется.

• Накопители энергии (Utility-scale): * Стоимость: падение с 600 $/кВт·ч (2010) до <150 $/кВт·ч (2024).
• Объемы продаж: CAGR +71%. Рост с 0 до >160 ГВт·ч.

История электрификации

Мы электрифицируем мировую экономику уже более века. Основные драйверы: станки, насосы, охлаждение, отопление, бытовая техника, освещение и электроника. Потребление выросло с ~0 PWh в 1900 г. до ~30 PWh в 2020 г.

Доминирование электричества

В 2007 году электричество обогнало нефть как крупнейший поставщик полезной энергии.

Революция электромобилей (EV)

Экспоненциальный рост во всех сегментах транспорта (парк в млн единиц):

• 2-х и 3-х колесный транспорт: >60 млн.
• Легковые авто (EV): ~40 млн к 2024 г.
• Грузовики и фургоны: ~4 млн.
• Публичные точки зарядки: ~4 млн.

Региональное внедрение EV

Двузначные темпы роста по всему миру (парк легковых авто, млн):

• Китай: рост с 0 до >25 млн (2010–2024).
• Северная Америка и Европа: рост до ~15 млн.
• Остальной мир: ускорение после 2020 г.

Опережающие темпы Китая

Китай движется с молниеносной скоростью в ВИЭ и электрификации:

• Доля электричества в конечном потреблении: >25%.
• Доля продаж электромобилей (Cars): >40% к 2024 году.
• Генерация солнца и ветра: >1 500 ТВт·ч.

Развивающиеся рынки: «прыжок через поколение»

Многие развивающиеся рынки (EM) опережают США по темпам внедрения.

• 63% EM опережают США по доле солнца в генерации (примеры: Чили, Вьетнам, Бразилия).
• 25% EM опережают США по уровню электрификации (доля электричества в спросе) (примеры: Парагвай, Вьетнам, Чили).

Разрыв в официальной статистике

Официальные данные не успевают за реальными изменениями на местах. В развивающихся странах (Пакистан, Нигерия) импорт солнечных панелей значительно превышает официально зарегистрированные мощности. Это означает, что панели устанавливаются децентрализованно и не учитываются сетями.

Солнечная энергия в Африке

Африка разворачивается к солнцу. Экспорт солнечных модулей из Китая в Африку вырос на 60% за последние 12 месяцев (к июню 2024 г.), достигнув объема ~16 ГВт.

Потолок проникновения ВИЭ

Достижение доли в 70–80% для солнца и ветра возможно уже сегодня. Потолок ВИЭ высок и продолжает расти.

6 решений для управления вариативностью:

1. Гибкость на стороне спроса.
2. Гибкая генерация.
3. Умные сети.
4. Расширение сетей.
5. Накопители энергии.
6. Избыточное строительство мощностей солнца и ветра.

Статус регионов:

• Лидеры (Дания, Южная Дакота, Португалия): осваивают «последнюю милю» к 100%.
• Догоняющие (Япония, Франция, Турция): быстро наращивают долю.

Доля ветра и солнца в мировой генерации (2024):

• Достижение 70–80% проникновения солнца и ветра достижимо уже сегодня.
• Потолок ВИЭ высок и продолжает расти.

Потолок электрификации

Более 75% мировой энергетической системы теперь может быть электрифицировано. Потолок электрификации высок и продолжает расти.

Доля в конечном спросе на энергию по подсекторам и потенциал электрификации (%):

Потенциал ВИЭ и электрификации

ВИЭ и электрификация могут утроиться. Большая часть энергетической системы находится в пределах досягаемости.

Мировой конечный спрос на энергию в 2023 году:

1. Электроны (Электричество): * Доля солнца и ветра сегодня.

• Ископаемое топливо в электроэнергетике (замещаемо).

2. Молекулы: * Биомасса и тепло.

• Молекулы ископаемого топлива (подлежат замещению электронами или чистыми молекулами).

Вывод: Потенциал ВИЭ и электрификации охватывает основную долю системы.

Глава 3

Пик ископаемого топлива в электроэнергетике

Стремительный рост солнца и ветра позволяет им забирать все большую долю роста спроса на электроэнергию (64% роста с 2018 г.). В половине стран мира пик ископаемого топлива в электроэнергетике уже пройден, а предварительные данные за первое полугодие 2025 г. указывают на прохождение пика в Китае.

Пик ископаемого топлива в конечном потреблении энергии

Пики каскадом переходят из одной области в другую. Спрос на ископаемое топливо стагнирует (плато) в промышленности с 2014 г., в зданиях — с 2018 г., в дорожном транспорте — с 2019 г. Тем временем две трети мира уже прошли пик спроса на ископаемое топливо в конечном потреблении.

Пик в Китае означает мировой пик

Спрос на ископаемое топливо в конечном потреблении в Китае достиг пика: в промышленности в 2012 г., в зданиях в 2017 г., в транспорте в 2021 г., а в электроэнергетике — в первом полугодии 2025 г. В результате общие выбросы снизились на 1% в годовом исчислении. Китай является «осевой» страной, так как на него пришлось 95% чистого роста спроса на ископаемое топливо с 2018 г. Пик в Китае фактически означает мировой пик.

Отсутствие пространства для роста ископаемого топлива

Солнце и ветер готовы забрать весь прирост спроса.

Ежегодное изменение выработки электроэнергии (ТВтч):

• Рост спроса на электроэнергию стабилен.
• Рост солнца и ветра ускоряется.
• Результат: Пространство для роста ископаемой генерации сокращается и стремится к нулю.

Электричество забирает весь рост конечного спроса

Пик ископаемого топлива в промышленности пройден в 2014 г., в зданиях — в 2018 г.

Спрос на конечную энергию по секторам (ЭДж):

• Здания: Ископаемое топливо вышло на плато (2018), электричество растет.
• Промышленность: Ископаемое топливо на плато (2014), электричество растет.
• Транспорт: Замедление роста ископаемого топлива за счет электрификации.

Электромобили и плато в дорожном транспорте

Дорожный транспорт составляет 75% спроса на энергию в транспортном секторе.

Спрос на нефть в дорожном транспорте (млн барр./сут):

• Сценарий IEA STEPS показывает выход на плато.
• Объем «сэкономленной» нефти за счет электромобилей (EV) ежегодно увеличивается, компенсируя рост автомобильного парка.

Пики в промышленности повсеместно

Только 6% спроса на энергию приходится на сектора, где все еще наблюдается структурный рост потребления ископаемого топлива.

Доля промышленного спроса:

• 32% — Пик пройден: Пищевая пром-ть, деревообработка, текстиль, машиностроение, целлюлозно-бумажная пром-ть.
• 62% — Плато: Прочая пром-ть, неметаллические минералы, химия, черная металлургия, транспортное оборудование.
• 6% — Продолжающийся рост: Сельское хозяйство, строительство, цветная металлургия, горнодобыча.

Мир прошел пик ископаемого топлива

Две трети мира прошли пик ископаемого топлива в конечном потреблении, и почти половина — в электрогенерации.

Доля стран (в % от мирового потребления 2023 г.), прошедших пик:

• Конечная энергия (спрос): ~66% мира (Лидеры: Франция, Бразилия, Япония, США, Германия, Китай). Драйверы — эффективность и электрификация.
• Электроэнергия (генерация): ~50% мира (Лидеры: Швеция, Бразилия, Италия, Япония, Польша, Испания). Драйверы — чистая энергия и эффективность.

После пика следует спад

Страны не задерживаются на плато долго, хотя в мировом масштабе этот процесс может выглядеть как плато.

Спрос на ископаемое топливо (Пик = 100):

• Франция: Резкое снижение после 1970-х.
• США: Постепенное снижение после 2005-2007 гг.
• Германия: Устойчивый спад.
• Пакистан / Бразилия: Иллюстрация динамики развивающихся рынков, приближающихся к своим пикам.

Китай как осевая нация

Спрос на ископаемое топливо за пределами Китая уже вышел на плато.

• Остальной мир: Снижение в зрелых экономиках компенсировало рост на развивающихся рынках (исключая Китай).
• Китай: Обеспечил почти весь чистый рост спроса на ископаемое топливо с 2018 г. (около 22 ЭДж).
• Вывод: Китай был единственным драйвером роста; его выход на плато означает глобальное плато.

Пик спроса в Китае

Спрос на ископаемую энергию в конечном потреблении перестал расти в 2014 г., а в электроэнергетике — в первом полугодии 2025 г.

• Конечное потребление энергии (ЭДж): Ископаемое топливо находится на плато более 10 лет. Рост обеспечивается электричеством.
• Генерация электроэнергии (ТВтч): Наблюдаются ранние признаки прохождения пика ископаемой генерации благодаря масштабному вводу ветра и солнца.

Глава 4

Три фундаментальных драйвера перемен

1. Физика: Электротехнологии более эффективны, чем альтернативы.
2. Экономика: Электротехнологии как технология имеют кривые обучения (learning curves) и траектории роста.
3. Геополитика: Электротехнологии — ключевой инструмент энергетической безопасности.

4.1. Физика перемен

Ископаемое топливо крайне неэффективно

Система на ископаемом топливе теряет две трети первичной энергии. 4,6 триллиона долларов в год буквально «вылетают в трубу» (тратятся на теплопотери), что создает крайне привлекательную среду для внедрения более эффективных решений.

Электротехнологии в три раза эффективнее

Электротехнологии в три раза эффективнее ископаемых технологий в секторах, составляющих две трети спроса: электроэнергетика, дорожный транспорт и низкотемпературное тепло. Ископаемое топливо необходимо сжигать, что требует ежегодной транспортировки 17 000 млн тонн сырья по всему миру. Электротехнологиям требуется менее 300 млн тонн материалов в год для создания инфраструктуры по сбору энергии солнца и ветра.

Превосходство над другими чистыми технологиями

Электротехнологии гораздо эффективнее других чистых решений, таких как улавливание углерода (CCS), биомасса или водород.

Энергия — это эффективность

Суть энергетической системы заключается в максимально эффективном преобразовании энергии в полезные формы.

Мы теряем около двух третей первичной энергии на пути к полезному использованию...

В своей основе энергетическая система предназначена для максимально эффективного преобразования энергии в полезные формы. Энергия — это прежде всего эффективность.

Источники: RMI.

Мы теряем около двух третей энергии, которую вводим в систему. Текущая ископаемая энергосистема невероятно неэффективна.

Мировые энергетические потоки и потери, ЭДж в год, 2019 г.

• 4,6 трлн долларов — стоимость потерянной энергии.
• 380 ЭДж — общие потери энергии.

Источники: RMI.

Переход предлагает качественный скачок в энергоэффективности во всей экономике. Электротехнологии в 3 раза эффективнее.

Источники: IEA, IIASA, RMI. Примечание: отопление относится только к низкотемпературному нагреву.

Электротехнологии могут обеспечить те же полезные услуги, используя в три раза меньше конечной энергии. Они позволяют получать гораздо больше, тратя гораздо меньше.

Пример: пассажирские автомобили. Спрос на конечную энергию, ЭДж.

• Спрос на энергию сегодня (Нефть): ~42 ЭДж.
• Спрос на энергию сегодня, если бы все авто были электрическими (Электричество): ~13 ЭДж.

Весь мировой автопарк мог бы работать примерно на 13 ЭДж электроэнергии, что эквивалентно менее чем 15% от совокупного спроса на электроэнергию сегодня.

Источники: BNEF, анализ Ember.

Ископаемая энергосистема требует более чем в 50 раз больше материалов, чем электротехнологии. Невыносимая тяжесть ископаемой системы.

Добыча ископаемого топлива в год сегодня (млн метрических тонн):

• Уголь: 9 000 |---|
• Нефть: 5 000
• Газ: 3 400

Общий спрос на материалы для энергоперехода за 25 лет (2024–2050 гг., млн метрических тонн):

• Сталь: 5 000
• Алюминий: 950 * Медь: 650 * Кремний: (значимо) * Литий, графит, никель и прочие: (значимо)

Суммарный объем материалов за 25 лет сопоставим с объемом добычи ископаемого топлива всего за один год.

Источники: ETC, EI, анализ Ember.

Если перерабатывать батареи и улучшать их характеристики, добыча новых минералов не потребуется. Заимствование, а не сжигание.

• Снижение спроса на минералы за счет инноваций: ~6–10% за десятилетие.
• Снижение за последнее десятилетие только за счет изменения химии и повышения плотности: 25–45% (около 25% для лития, около 50% и более для никеля и кобальта).

Жизненный цикл:

1. Добыча минералов (2025).
2. Спрос на минералы на автомобиль (2035) снижается за счет вторичного сырья (рециклинг батарей 2035 года).
3. Спрос на минералы на автомобиль (2045) практически полностью покрывается вторичным сырьем (рециклинг батарей 2045 года).

Источники: RMI. Примечание: срок службы батареи в 10 лет является индикативным; вероятнее, он дольше.

Чистые технологии на основе молекул не обладают преимуществами высокой эффективности. Эффективность отличает электротехнологии от других видов чистых технологий.

Источники: IEA, IIASA, RMI. КСЭ — технологии улавливания и хранения углерода.

4.2 Экономика перемен

Технологии имеют кривые обучения.

Электротехнологии компактны и модульны, что дает массу возможностей для инноваций. Чем больше развертывание, тем ниже стоимость: кривая обучения составляет около 20% на каждое удвоение мощностей. Ископаемому топливу же приходится бороться с истощением ресурсов.

Технологии растут экспоненциально.

Электротехнологии быстро растут по стандартным S-кривым. В течение 30 лет мощности солнечной энергетики удваивались в среднем каждые три года, а с 2020 года хранение энергии в батареях удваивается почти ежегодно.

Электротехнологии делают вас богаче.

Они обеспечивают рост ВВП, питают индустрии будущего и создают основной прирост рабочих мест в энергетике.

Электротехнологии дешевеют при масштабировании, тогда как ископаемое топливо дорожает. Обучение эффективнее добычи.

Цена солнечных панелей против объема производства:

• С 1976 по 2024 гг. стоимость ($/Вт) упала с более чем 100 до менее чем 0,1.
• При росте спроса добавляются новые, более эффективные заводы, снижая общие затраты за счет обучения и эффекта масштаба.

Цена нефти против объема добычи:

• С 1900 по 2024 гг. цена ($/баррель) имеет долгосрочный повышательный тренд.
• При росте спроса необходимо осваивать новые, более дорогие месторождения, что ведет к росту цен, лишь частично компенсируемому методами добычи.

Источники: Rystad, BNEF, анализ Ember.

Электротехнологии — это триумф интеллекта над грубой силой. Технологии побеждают сырьевые товары по стоимости.

Историческая стоимость источников энергии ($ за МВт·ч полезной энергии):

• Сырьевые товары (Commodities): Нефть, уголь, газ — цены волатильны и не имеют устойчивого тренда к снижению (находятся в диапазоне 100–1 000 $/МВт·ч).
• Технологии (Technologies): Солнце, ветер, батареи — демонстрируют стремительное падение стоимости (солнечная энергия упала с >10 000 $/МВт·ч в 1960-х до значений ниже угля и газа к 2020-м).

Источники: Way et al. 2022.

Пространство электрохимических решений, лежащих в основе электротехнологий, огромно. Существует колоссальное поле для исследований.

Пример: пространство решений для аккумуляторной ячейки.

• Катод: Слоистые оксиды, шпинели, полианионы.
• Анод, Электролит, Сепаратор, Токосъемники. * Только для катодной шпинели (LiMe2O4) с тройными металлами существует 125 000 перестановок и более 2 000 000 методов подготовки.

Это открывает бесконечные возможности для оптимизации стоимости и драйверов производительности.

Электротехнологии компактны, модульны и дешевы, что позволяет проводить множество экспериментов и быстро обучаться. Обучение в процессе деятельности.

Источники: Global Energy Monitor, Ember.

Успешные технологии растут по S-кривым. Это привычный путь, а не «бизнес как обычно».

Внедрение технологий в домохозяйствах США (% от максимума):

• Инфраструктурные системы: Каналы, железные дороги, телеграф, нефтепроводы, дороги — все прошли путь S-образной кривой с 1800 по 1960 гг.
• Индивидуальные продукты: Радио, автомобиль, холодильник, цветной ТВ, интернет, мобильные телефоны — современные технологии проходят цикл внедрения (от 0 до 100%) значительно быстрее.

Источники: Comin & Hobijn via OWID, Grubler, RMI.

S-кривые — это сигнал в шуме. Электротехнологии растут по S-кривым; сроки различаются, но форма на удивление единообразна.

• Графики показывают долю (%) в общей генерации для 75 крупнейших экономик.
• Переход от 1% до 10%, а затем к 50% доли рынка следует четкой траектории ускорения.

Источники: данные и анализ Ember. Примечание: на основе 75 крупнейших экономик по потреблению электроэнергии.

Инфраструктурные системы в США: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100%. Период: 1800, 1840, 1880, 1920, 1960, 2000 гг. Каналы, железные дороги, телеграф, нефтепроводы, дороги. S-кривая как норма, а не отклонение: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100%. Период: 1900, 1920, 1940, 1960, 1990, 2010 гг. Радио, автомобиль, стационарный телефон, плита, стиральная машина, мобильный телефон, интернет, цветной ТВ, холодильник.

S-кривые — это сигнал в шуме.

Электротехнологии растут по S-образным кривым; сроки различаются, но форма на удивление единообразна.

• Графики показывают долю (%) в общей генерации.
• Внедрение солнечной и ветровой энергии по странам — со сдвигом во времени и фактическое.
• Некоторые страны начали позже других, но все следуют схожей S-образной траектории внедрения.

Источники: данные и анализ Ember. Примечание: на основе 75 крупнейших экономик по потреблению электроэнергии, отфильтрованных по странам с долей генерации от солнца и ветра >2% (N=52). Доли стран были сдвинуты во времени для соответствия глобальной логистической S-кривой.

Победа в электротехнологиях означает получение дешевой энергии, рабочих мест, роста и отраслей будущего. Победителю достаются трофеи.

Вклад чистых технологий в рост ВВП, 2023 г.

Изменение занятости в энергетике, 2019–2030 гг. (млн рабочих мест)

Источники: IEA World Energy Employment 2024 для сценария STEPS (л), IEA ETP.

4.3 Геополитика перемен

01. Ископаемое топливо создает зависимость и риски

Ископаемое топливо сжигается ежедневно, и на следующий день его приходится покупать снова, что создает системные риски для покупателей. Три четверти мира живут в странах-импортерах ископаемого топлива, а такие регионы, как Европа, зависят от импорта ископаемых ресурсов на две трети своей потребности в энергии. В мире растущей напряженности это слишком большой риск.

02. Электротехнологии обеспечивают энергетическую безопасность

Электротехнологии являются основой энергетической безопасности, поскольку каждая страна имеет доступ к солнцу и ветру и может электрифицировать конечный спрос. ВИЭ в сочетании с электрификацией транспорта и низкотемпературного тепла могут сократить импорт ископаемого топлива на 70%. Однажды купленные электротехнологии служат десятилетиями, обеспечивая защиту от капризов мирового ценообразования.

03. Китай лидирует в «гонке на вершину»

Китай возглавляет революцию в электротехнологиях, масштабно и быстро внедряя свои технологии на развивающихся рынках. Другим странам, стремящимся к независимости и влиянию, необходимо будет конкурировать в этой гонке за передовые технологии будущего.

Более 50 стран импортируют более половины первичной энергии в виде ископаемого топлива. Зависимость от импорта ископаемого топлива повсеместна.

Чистый импорт ископаемого топлива как доля спроса на первичную энергию (2022 г., %):

Источники: IEA WEB, анализ Ember.

Четверть мира тратит более 5% ВВП на ежегодный импорт ископаемого топлива. Импорт ископаемого топлива обходится очень дорого.

• 3/4 мирового населения являются чистыми импортерами ископаемого топлива.
• 1/4 мирового населения тратит более 5% ВВП на импорт ископаемого топлива.

Стоимость чистого импорта (-) и экспорта (+) ископаемого топлива как доля ВВП, 2022 г.

• Экспортеры: Россия, Нигерия.
• Импортеры (высокая нагрузка): Пакистан, Таиланд, Корея, Египет, Бангладеш, Чили, Индия.
• Импортеры (умеренная нагрузка): Китай, Япония, Испания, США.

Источники: IEA WEB, анализ Ember. Примечание 1: ось Y ограничена на уровне -20% для удобства чтения. Баланс ВВП основан на торговых балансах энергией в ЭДж за 2022 год, умноженных на типичные цены на сырьевые товары от МЭА.

Они в 100 раз масштабнее ископаемого топлива, и у каждой страны их достаточно для самообеспечения. ВИЭ доступны всем.

Потенциал ВИЭ как кратное спроса на энергию в 2022 году:

• 92% населения обладают «достаточными» или лучшими ресурсами ВИЭ.
• Избыточные (Superabundant): >1000x (многие страны Африки, Южной Америки, Австралия).
• Обильные (Abundant): >100x.
• Достаточные (Replete): >10x.
• Ограниченные (Stretched): <10x.

Источники: NREL, Solargis, Jacobson. Подробнее см. Carbon Tracker – The Sky’s the Limit.

Всего несколько технологий могут сократить мировой импорт энергии на 70%. ВИЭ, электромобили и тепловые насосы дают независимость.

Мировые чистые расходы импортеров на ископаемое топливо (млрд долл. США):

• 2022 год: ~2100 млрд долл.
• Потенциал сокращения за счет ветра и солнца.
• Потенциал сокращения за счет электромобилей.
• Потенциал сокращения за счет тепловых насосов.
• Остаточный импорт: ~700 млрд долл. (сокращение на ~70%).
• Факторы: более широкая электрификация, низкий импорт ископаемого топлива.

Источники: IEA WEB, World Bank, Ember - Energy Security in an insecure world.

Увеличение доли отечественных ВИЭ и электрификации может радикально снизить энергетическую зависимость. Электротехнологии обеспечивают энергетическую безопасность.

Доля в конечном потреблении энергии (2023 г.):

1. Молекулы (Ископаемое топливо): Импортируемое ископаемое топливо, отечественное ископаемое топливо, биомасса и тепло.
2. Электроны (Чистая энергия): Безопасные электроны через ВИЭ (солнце и ветер), прочие чистые источники (гидро- и атомная энергия).

Электрификация конечного потребления с использованием местных «электронов» обеспечивает защищенное энергопотребление.

Солнечная панель обеспечивает 30 лет энергетической свободы. Вы не можете «выключить» солнце.

Сравнение периодов зависимости:

• Автомобиль с ДВС (на бензине): Постоянный период зависимости на протяжении всего срока службы (20+ лет). Каждая поездка требует новой покупки топлива.
• Электромобиль (на солнечной энергии): * Год 0: Развертывание (покупка технологии).
• Годы 1–30: Период свободы. Топливо (солнечный свет) бесплатно и не зависит от цепочек поставок.
• Год 30: Повторное развертывание.

После установки затраты на электротехнологии остаются стабильными — даже при сбоях в мировых цепочках поставок или росте стоимости топлива. Электротехнологии спасают от волатильности ископаемого топлива.

Структура совокупной стоимости владения (TCO), %, примеры из США:

• Риск инфляции после развертывания: Затраты на энергию (газ, бензин) подвержены высокой инфляции. Затраты на электротехнологии в основном фиксированы в момент установки.

Когда прекращаются поставки ископаемого топлива, экономика останавливается. Когда прекращаются поставки электротехнологий, под угрозой оказывается только рост. Электротехнологии предлагают путь к постоянной энергетической безопасности.

1. Экономика на импорте ископаемого топлива: При прекращении импорта вся деятельность останавливается немедленно.
2. Экономика на импорте электротехнологий: При прекращении импорта тормозится только рост (внедрение новых мощностей). Существующая экономика продолжает работать на уже установленных технологиях.
3. Экономика на локальных технологиях замкнутого цикла: Торговые шоки практически не оказывают влияния.

И это разжигает геополитическую гонку. Китай — первая крупная электродержава.

Лидерство Китая в цифрах:

• Патенты: Доля Китая в ежегодных патентах на чистые технологии выросла с ~10% в 2010 г. до ~30% в 2022 г.
• Производство аккумуляторов: С 300 000 в 2010 г. до 6 млн в 2024 г. (в эквиваленте).
• Генерация солнца и ветра: Рост с практически нулевых значений в 2000 г. до 1 800 ТВтч в 2023 г. (обогнав ЕС и США).
• Электрификация: Доля в конечном потреблении энергии растет быстрее, чем в других крупных экономиках.

70 Приобретение союзников на этом пути — особенно на развивающихся рынках. Китай экспортирует революцию электротехнологий всему миру.

Китайский экспорт (млрд долл. США):

• Солнечные панели: Основные рынки — ЕС и развивающиеся рынки. Рост с ~15 млрд в 2015 г. до ~45 млрд в 2024 г.
• Аккумуляторы: Резкий скачок экспорта после 2021 года, достигая ~40 млрд долл.
• Электромобили: Рост экспорта с нуля в 2020 г. до ~20 млрд долл. в 2024 г.

Инвестиции Китая в электротехнологии с 2023 года. Более 100 млрд долл. исходящих ПИИ в электротехнологии с 2023 года. Китай экспортирует мощности для производства электротехнологий.

Направления инвестиций:

• Ветропарки и производство ветротурбин.
• Солнечные электростанции и производство солнечных панелей.
• Гидроэнергетика.
• Технологии передачи электроэнергии (сети).
• Производство аккумуляторов и материалов для них.
• Системы накопления энергии (СНЭ).
• Транспорт на новых источниках энергии (NEV).

Китайский экспорт (млрд долл.):

• Солнечные ФЭУ: Развивающиеся рынки, ЕС, США, Прочие. Рост до ~45 млрд долл. к 2024 г.
• Аккумуляторы: Рост до ~40 млрд долл. к 2024 г.
• Электромобили: Рост до ~20 млрд долл. к 2024 г.

Инвестиции Китая в электротехнологии с 2023 года. Более 100 млрд долл. исходящих ПИИ в электротехнологии с 2023 года. Китай экспортирует мощности для производства электротехнологий. Источники: Climate Energy Finance: Power Shift, аннотация Ember.

• Ветропарки.
• Ветропарки и СНЭ.
• Производство ветротурбин.
• Солнечные электростанции.
• Производство солнечных панелей.
• Гидроэнергетика.
• Сетевые технологии и передача электроэнергии.
• Аккумуляторы.
• Материалы для аккумуляторов.
• СНЭ.
• Транспорт на новых источниках энергии (NEV).

Глава 5.1 Глубокое влияние на энергосистему

Ускорение перемен с Электроэнергетикой 2.0

Решения в сфере электротехнологий сливаются в единый поток перемен, который обеспечит более быструю электрификацию и продолжение роста ВИЭ по S-образным кривым.

Продолжение технологического скачка развивающихся рынков

Развивающиеся рынки продолжат свой энергетический скачок (leapfrog), возглавляемый растущими странами Азии. Многие развивающиеся рынки внедряют ВИЭ быстрее, чем это делали развитые рынки до них, и быстрее электрифицируют конечный спрос.

Спрос на ископаемое топливо начнет снижаться к 2030 году

В настоящее время спрос на ископаемое топливо находится на «неровном плато», но продолжающийся быстрый рост электротехнологий будет все сильнее подталкивать ископаемое топливо к упадку к концу десятилетия. Это замещение, а не дополнение. И это создает уязвимость для таких сфер, как нефтепереработка или СПГ.

От конкурентоспособных до непреодолимых. Электротехнологии станут дешевле благодаря кривым обучения. Источники: IRENA, BNEF, экстраполяция Ember Futures на основе коэффициентов обучения.

Экстраполяция затрат до 2035 года:

• Стоимость ветра (долл./МВт·ч): Снижение с 45 до ~15.
• Стоимость солнца (долл./МВт·ч): Снижение с 50 до ~15.
• Стоимость аккумуляторов (долл./кВт·ч): Снижение с 150-200 до ~50.

Параметры прогноза на следующее десятилетие:

• Солнечная энергетика: Рост (g) 15–18%, коэффициент обучения (LR) 20–30%.
• Ветроэнергетика: Рост (g) 8–13%, коэффициент обучения (LR) 12–17%.
• Аккумуляторы: Рост (g) 19–22%, коэффициент обучения (LR) 19–29%.

Электрификация ускорится благодаря более дешевой, эффективной, местной и цифровой электроэнергии. Электроэнергетика 2.0 уже здесь. Источник: Ember.

Прогресс в одной области делает другие области более привлекательными. Электротехнологии запускают «благотворный цикл» (virtuous spiral). Источник: Ember.

1. Электрифицированный спрос масштабирует ВИЭ, снижая затраты.
2. Переменная генерация ВИЭ требует сглаживания и создает возможности для арбитража для технологий гибкости (flextech).
3. Использование электричества, когда оно самое дешевое, стимулирует спрос.
4. Более дешевые местные ВИЭ делают электрификацию более привлекательной.
5. Больше спроса для объединения и оптимизации.
6. Технологии гибкости и сетей обеспечивают более глубокое проникновение ВИЭ.

(Схема связывает: Солнце и ветер, Электромобили и тепловые насосы, Технологии гибкости и сетей).

76 Импульс сохранится. Источники: Ember, сценарии МЭА WEO. Примечание: NZE — «Чистый ноль», APS — Сценарий объявленных политик, STEPS — Сценарий заявленных политик.

Доля солнца и ветра в мировой генерации (%):

• NZE: Рост до ~60% к 2035 г.
• APS: Рост до ~45% к 2035 г.
• STEPS: Рост до ~40% к 2035 г.

Доля электричества в конечном энергопотреблении (%):

• NZE: Рост до ~35% к 2035 г.
• APS: Рост до ~28% к 2035 г.
• STEPS: Рост до ~25% к 2035 г.

ВИЭ и электрификация продолжат расти.

Глобальные кривые плавные, но локально это тернистый путь отстающих и лидеров. Не ждите, что дорога будет ровной. Источники: МЭА; Segment Y через New York Times; анализ Ember.

• Мировые продажи электромобилей (% от продаж авто): Плавная кривая роста до 20% к 2024 г.
• Продажи ЭМ в Германии (%): Резкое замедление после отмены ключевых государственных субсидий (падение с ~40% в конце 2022 г. до ~15% в 2024 г.).
• Продажи ЭМ на развивающихся рынках (%): Ускорение быстрее ожиданий (Непал, Пакистан, Филиппины, Малайзия, Индия, Индонезия, Вьетнам, Таиланд, Эфиопия).

Перемены происходят быстрее, чем на Западе. Технологический скачок развивающихся рынков имеет сильный импульс. Источники: МЭА, RMI, Ember.

Доля солнца и ветра в генерации (сдвиг по времени):

• Китай и Азия «перепрыгивают» ОЭСР в электрификации.
• Китай достиг 16% доли через 9 лет после достижения порога в 0,5%, в то время как ОЭСР потребовалось гораздо больше времени.
• Латинская Америка, Южная Азия, Юго-Восточная Азия и Африка показывают траектории более крутые, чем историческая кривая ОЭСР.

79 Продажи превращаются в парк транспортных средств (stocks) за 15 лет или менее. Автотранспорт — это «мягкое подбрюшье» нефтяной системы. Источники: МЭА (прошлое), экстраполяция Ember Futures.

• Продажи электромобилей (%): Прогноз достижения почти 100% к 2035 г. (Легковые, грузовые авто, фургоны).
• Спрос на нефть для автотранспорта (млн барр./сут): Пик достигнут; начало снижения. К 2035 г. объем «вытесненной нефти» (avoided oil) превысит 30 млн барр./сут.

Забрав весь рост к концу этого десятилетия, электротехнологии начнут вытеснять ископаемое топливо. Рост электротехнологий означает упадок ископаемого топлива. Источник: Rystad Energy (Fast 1,8 °C, Faster 1,6 °C), RMI.

Прогнозы спроса (ЭДж):

• Мировой спрос на уголь: Резкое падение после 2020–2025 гг.
• Мировой спрос на нефть: Плато и начало снижения к 2030 г.
• Мировой спрос на газ: Рост замедляется, пик около 2030 г., затем снижение.

Неравномерный спрос на нефть нарушит работу нефтепереработки. Источники: МЭА; EIA; анализ Ember.

Типовой выход продуктов из одного барреля нефти на НПЗ:

• Бензин: 28% * Газойль/Дизель: 28% * Авиакеросин: 9% * Мазут: 13% * СУГ/Этан: 13% * Нафта: 4% * Прочие: 5%

Рост мирового спроса на нефть по продуктам, 2024–2030 гг. (млн барр./сут):

• Впервые в истории спрос на определенные части барреля (бензин, мазут) начнет структурно снижаться.
• Это окажет давление на многие НПЗ, зависящие от доходов от бензина.
• Только более сложные НПЗ смогут переориентировать часть барреля на керосин или нефтехимию — многие заводы не смогут этого сделать и столкнутся с трудностями.

Борьба СПГ против солнца — это великая битва за будущее энергетики. Битва избыточных мощностей. Источники: МЭА; анализ Ember.

Избыток мощностей солнечных ФЭУ (ГВт):

• Предложение значительно превышает спрос (почти 1500 ГВт против ~600 ГВт спроса к 2030 г.).
• «Солнечный натиск» в поисках новых рынков.

Избыток мощностей СПГ (млрд куб. м):

• Новое предложение из США и остального мира (RoW) создает значительный профицит к 2030 г.
• «Натиск СПГ» в поисках новых рынков.

83 Потому что солнце предлагает более выгодную сделку: эффективнее, быстрее, дешевле и локально. Солнце выиграет битву за энергетическое будущее. Источники: Rystad, анализ Ember.

Этапы развертывания новой энергии:

Случай импорта СПГ:

1. Оффтейк-контракт на поставку СПГ.
2. Строительство новой газовой ТЭС.
3. Строительство нового СПГ-терминала.
4. Строительство новых газопроводов.
5. Развитие централизованной сети.

• Срок: 6 лет.
• Масштаб: Шагами по 1–2 ГВт.
• Затраты: ~3–5 млрд долл.
• Результат: Постоянный импорт.

Случай импорта «Солнце + Аккумуляторы»:

1. Импорт солнечных панелей и аккумуляторов через существующий порт.
2. Подключение к локальной сети / за счетчиком.
3. Локальное развертывание системы.

• Срок: Сегодня (First power).
• Масштаб: Шагами по 1–10 кВт.
• Затраты: ~2–10 тыс. долл.
• Результат: Энергия от солнца.

Глава 5.2 Более широкие последствия изменений в энергетике

01 Победителями станут цифровые технологии и солнечная энергия

ИТ и ИИ снизили предельные издержки на информацию до уровня предельных издержек на электроэнергию. Электротехнологии теперь делают то же самое для самой энергии, стремясь к нулевым предельным издержкам. Вместе это открывает мир изобилия энергии и информации. Это означает конец энергоемкого развития на основе нефти.

02 Новые лидеры

Поднимется новый класс индустриальных наций — тех, у кого есть и изобилие солнечного света, и ИИ для его использования. Величайшие возможности открываются в глобальном «солнечном поясе».

03 Проигравшими станут те, кто цепляется за старое

По мере того как спрос на ископаемое топливо будет сползать с плато, ценовые колебания усилятся — это спровоцирует кризисы для стран и компаний, которые слишком долго остаются зависимыми от ископаемых доходов. Ископаемые активы на вершине кривой затрат станут невостребованными (stranded assets), а доходность новых проектов разочарует.

Энергетический переход означает экономический переход. Энергия является драйвером всего. Источник: Ember.

Традиционный (ошибочный) взгляд на энергетический сектор:

• Труд, капитал, земля -> Логистика, ИТ, Недвижимость, Энергетика, Строительство.

Энергетический переход означает экономический переход. Энергия — это драйвер всего. Источник: Ember.

Более точный системный взгляд на энергетический сектор:

Те же люди и регионы, что создали цифровые технологии (в основном в Китае), теперь создают электротех. Технологии приходят в энергетический сектор. ИЛЛЮСТРАТИВНО И НЕИСЧЕРПЫВАЮЩЕ.

Электротех производится в тех же местах, что и цифровые технологии

Расположение ключевых поставщиков электроники в Китае на основе данных цепочки поставок Apple:

• 60% мировых мощностей по производству солнечных панелей.
• Количество поставщиков: от 0 до 240 (концентрация в прибрежных регионах).

Многие лидеры электротеха начинали в цифровых технологиях

Источники: RMI; Bloomberg; FT; Apple; анализ Ember; сайты компаний.

87 Рост спроса ИИ на энергию в контексте. ИИ может повысить спрос на электричество, но он приносит колоссальную пользу для масштабирования электротеха. ИИ ускоряет изменения. Источники: IEA Energy and AI; анализ Ember.

Прирост спроса на электроэнергию по секторам, 2024–2030 (ТВт·ч):

• Электрический транспорт: ~2 000 * Бытовые приборы: ~1 400 * Охлаждение помещений: ~1 200 * Центры обработки данных (включая ИИ): ~1 100 * Отопление и нагрев воды: ~1 000 * Тяжелая промышленность: ~800 * Прочая промышленность: ~500 * Другое: ~400

Примеры влияния масштабирования ИИ на электротех:

• Прогнозное обслуживание.
• Автономные операции.
• Умная зарядка.
• Адаптивное отопление.
• Оптимизация энергосетей.
• Долговечность аккумуляторов.
• Открытие новых материалов.
• Настройка силовой электроники.
• Автоматизация выдачи разрешений.

88 Благодаря ИИ и электротеху предельные издержки на энергию и информацию резко упадут. Наступает экономика нулевых предельных издержек. Источники: Google; анализ Ember. Примечание: страница фокусируется на предельных издержках, а не на LCOE (без учета списания CAPEX).

Стоимость информации (иллюстрация):

• Предельные издержки поискового запроса Google сегодня: в основном стоимость труда по просмотру результатов.
• Предельные издержки поиска через ИИ: ~0,3 цента США.
• Предельные издержки поиска через ИИ по мере роста доли ветра и солнца: ~0,01 цента США (стоимость электричества).

Вывод:

1. ИИ снижает предельные издержки на информацию до предельных издержек на электричество.
2. Электротех снижает предельные издержки на электричество почти до нуля.

89 Патенты — опережающий индикатор того, где будут находиться ведущие компании будущего. Фронтир энергетических технологий сместился на Восток. Источники: IRENA, анализ Ember.

Ежегодное количество заявок на патенты в области технологий чистой энергии:

• Китай: Стремительный рост с <10 000 в 2000 г. до >300 000 к 2022 г.
• ЕС: Стабильное плато в районе 50 000 – 70 000. |---|
• США: Стабильно около 40 000 – 50 000.
• Остальной мир: Постепенный рост до 100 000.

90 Подушевой спрос Китая на нефть для транспорта достиг пика на уровне 1/10 от уровня США — другие развивающиеся рынки последуют этому примеру. Конец нефтеемкого развития. Источники: Maddison (via OWID), IEA WEB; анализ Ember.

Спрос на нефть для дорожного транспорта на душу населения и ВВП:

• США: Пик спроса — 70 ГДж на чел. (при ВВП на душу >30 000 $).
• Япония / Великобритания: Пик на уровне 20–30 ГДж на чел.
• Китай: Пик спроса — 8 ГДж на чел. (при ВВП на душу ~15 000 $).
• Вьетнам и Индия: Ожидается пик до того, как ВВП на душу достигнет 10 000 $.

91 Развивающиеся рынки получат самую низкую стоимость электроэнергии. Электротех высвобождает мощь «солнечного пояса».

Солнечное излучение (GHI), долгосрочное среднее:

• Годовые итоги: 803 – 2 702 кВт·ч/м².
• В «солнечном поясе» проживает 80% мирового населения.

Источники: Global Solar Atlas, Ember. Карта отражает потенциал для долгосрочных прогнозов стоимости электроэнергии по регионам.

92 Автомобильный сектор — тревожный сигнал для других отраслей. За четыре года Китай прошел путь от малого игрока до доминанта. Источники: Alix Partners, NYT, OICA, Wikipedia.

Экспорт автомобилей (млн штук):

• Китай: Резкий скачок с <1 млн в 2020 г. до ~6 млн в 2024 г. (опередил Японию и Германию).
• Япония: Снижение с 5 млн до ~4 млн.
• Германия: Стагнация на уровне ~3 млн.

Роль автопрома в экономиках (2023):

93 Компании и страны, зависящие от цен на нефть, столкнутся с трудностями по мере их падения. Снижение даже на несколько миллионов баррелей будет болезненным. Источники: Rystad; IEA; анализ Ember.

Глобальная кривая затрат на добычу нефти:

1. Верхний квартиль (самая дорогая нефть) представлен независимыми компаниями и мейджорами, меньше — национальными компаниями. Снижение спроса на несколько процентов может уничтожить добычу некоторых игроков.
2. Многим петрогосударствам нужна цена нефти выше $50 за баррель для бездефицитного бюджета.

Цена нефти для фискального баланса:

• Саудовская Аравия: $98/баррель * Ирак: $84/баррель * Кувейт: $88/баррель * ОАЭ: $51/баррель

Прогноз цены нефти на 2035 г. (IEA):

• Сценарий заявленной политики (STEPS): $67.
• Сценарий Net Zero: $33.

94 Снижение спроса на ископаемое топливо будет иметь гораздо более широкие последствия. Например, порты по всему миру потеряют крупнейших клиентов. Источники: Global Energy Monitor; IEA; анализ Ember.

Доля ископаемого топлива в мировых морских перевозках:

• По массе: 45% (угольные, нефтяные и СПГ-терминалы).
• По стоимости: ~$3 трлн в год.

Карта мира показывает сотни терминалов СПГ, угля и нефти, которые станут недозагруженными.

Глава 6 Завладеть возможностью

01 Время пришло

Это десятилетие, когда меняется все. Лидеры нарастят мощности, цены на электротех станут непреодолимо привлекательными, технологии продолжат рост по S-кривым, а спрос на ископаемое топливо начнет окончательное снижение. Пора пересмотреть стандартные энергетические модели, потому что к 2030 году рынки уже учтут новую реальность в ценах.

02 Перемены — это трудно

Инерция и лоббизм действующих игроков мешают изменениям. Сложно внедрять новые технологии и выявлять будущих лидеров. Даже политики, стремящиеся к переменам, могут выбрать неверные решения.

03 Разумные политические действия жизненно важны

Политикам, желающим, чтобы их страны воспользовались преимуществами эпохи электротеха, нужно пересмотреть стратегию. Это означает снижение цен на электричество и электрификацию конечного спроса. Также это требует экспериментов в политике и отказа от неработающих решений.

Электротех, создававшийся столетие, определит это десятилетие. Это решающее десятилетие. Источники: BNEF, RMI, экстраполяция Ember.

Сложные модели упускают реальность экспоненциальных изменений.

Остерегайтесь ограничений старых энергетических моделей.

• Солнечная энергия: Фактическая генерация (S-кривая) кратно превышает прогнозы IEA (WEO) прошлых лет.
• Электромобили: Доля продаж EV достигла 20% к 2024 году, тогда как старые прогнозы ожидали этого лишь к 2040-м годам.
• Уголь: Прогнозы EIA десятилетней давности ожидали роста спроса, в то время как реальность пошла по пути резкого снижения.

Остерегайтесь ограничений старых энергетических моделей Источники: BNEF (фактические данные по солнцу), IEA STEPS для прогнозов WEO (солнце и электромобили), EIA через RethinkX (спрос на уголь)

• Новые солнечные мощности (ГВт ежегодного прироста): Фактические показатели (S-кривая) значительно опережают прогнозы IEA разных лет (2015–2023).
• Доля электромобилей (EV) в продажах (%): Фактический рост (S-кривая) идет по траектории, которая намного круче прогнозов 2021–2023 годов.
• Спрос на уголь в США (Квадриллион БТЕ/год): Реальное снижение оказалось гораздо более резким, чем предсказывали прогнозы 2007, 2012 и 2018 годов.

Инвестиции в технологические революции — это всегда риск

Никто не говорил, что будет легко Источник: Министерство транспорта США, Mazzucato & Semmer (1999)

Стандартный сценарий:

1. Жестокая конкуренция ведет к избытку мощностей и «отсеву» игроков.
2. Большинство новых участников терпят неудачу на ранних этапах.
3. Компании и инвесторы гонятся за ростом, прежде чем за прибылью.
4. Волатильность рынка максимальна на начальной фазе.
5. Победители получают все.
6. Крах на уровне отдельных фирм — необходимая часть прогресса на уровне всей экономики.

График: В США в начале XX века сотни автомобильных компаний боролись за рынок (пик >250 компаний), но в ходе консолидации их число резко сократилось, в то время как количество зарегистрированных авто выросло до 100 млн и выше.

Три ключевых вопроса для оценки новых энерготехнологий в период максимальной путаницы

Сфокусируйтесь на фундаментальных факторах

1. Физика: Делает ли это энергетическую систему более эффективной?
2. Экономика: Является ли решение малым и модульным, чтобы его можно было производить масштабно и извлекать выгоду из кривых обучения?
3. Геополитика: Повышает ли это независимость и безопасность пользователя?

Многие популярные решения столкнутся с суровой реальностью

Выбирайте технологии, которым дует попутный ветер

Некоторые чистые технологии только шумят; КСЭ реально работают

Избегайте отвлекающих факторов Источники: IEA, BNEF. Примечание: предотвращенные выбросы оценены на основе средней интенсивности выбросов в мировой сети.

• Мировые мощности CCS (млн тонн CO2 в год): Огромный объем отмененных проектов. Несмотря на нарратив «CCS вот-вот взлетит» (повторявшийся в 2000, 2005, 2010, 2015 гг.), реальные мощности стагнируют.
• Предотвращенные выбросы за счет ветра и солнца: Экспоненциальный рост, несмотря на старый нарратив «Ветер и солнце не работают».

Правительства должны решить, что отвечает долгосрочным интересам их стран

Действующие игроки сопротивляются изменениям, потому что статус-кво очень прибылен Источники: Всемирный банк, IEA, Open Secrets

• Субсидии на ископаемое топливо: Рост до $1 200 млрд к 2023 году.
• Нефтяная рента: Пики достигали $2 400 млрд.
• Лоббирование нефти и газа в США: Стабильные расходы около $120–160 млн в год.

Разблокируйте очереди проектов КСЭ, ожидающих подключения

Поддерживайте строителей, а не блокировщиков Источники: IEA. Примечание: очередь для солнца и ветра — глобальная; для накопителей — только отдельные рынки.

Типичное время развертывания (годы):

• Высоковольтные линии: 7–8 лет.
• Распределительные сети: 4–6 лет.
• Ветроэнергетика (onshore): 5–7 лет.
• Солнечные фермы (utility PV): 3–5 лет.

Чистая энергия, застрявшая в очередях на подключение (ГВт):

• Солнечная энергия: ~1 600 ГВт.
• Ветер: ~800 ГВт.
• Накопители (батареи): ~500 ГВт.

Выгоды для пользователя в 100 раз превышают прибыль производителя

Дело не только в производстве Экономика установки пары солнечных панелей мощностью 1 кВт·ч (пример Великобритании):

1. Производитель: Получает $100 за панели, маржа (если повезет) 5% или $5.
2. Установщик: Берет с вас $200, маржа около $20.
3. Пользователь: Получает 0,7 МВт·ч электроэнергии в год в течение 30 лет и экономит около $500.

Выгода пользователя ~100x относительно прибыли производителя.

Направления движения в двух гонках энергетического перехода

Многие страны строят ВИЭ, но лишь немногие строят «электрогосударство» Источники: IEA WEB, Ember.

• Акселераторы возобновляемой энергии: Страны с высоким ростом доли ветра и солнца с 2010 года (Чили, Нидерланды, Великобритания, Германия).
• Строители электрогосударств (Electrostate builders): Страны с высоким ростом как доли ВИЭ, так и уровня электрификации (Китай, Вьетнам).
• Акселераторы электрификации: Страны, активно внедряющие электричество (Индонезия, Пакистан).

Низкие цены стимулируют внедрение

Экономика 101 Источники: IEA, Ember.

График показывает обратную зависимость: Чем выше цена на электроэнергию (в USD-2022-PPP/МВт·ч), тем ниже уровень электрификации.

Не существует стран с высокой ценой на электричество и одновременно высоким уровнем электрификации.

Запад может вернуться на путь электрификации

Европа и США могли быстро наращивать спрос на электроэнергию десятилетиями до 2008 года Источники: IEA WEB, IEA APS, Ember.

• Спрос на электроэнергию в Европе: Рост +7% в год (1950–1970), замедление до +2% (1970–2000), стагнация (~0%) после 2008 года. Прогноз: возврат к +2% в год.
• Спрос на электроэнергию в США: Рост 6,9% (1950–1970), 2,4% (1970–2000), спад -0,2% после 2008 года. Прогноз: рост 1,8% в год.

Высокие налоги на электричество только замедлят электрификацию

Облагайте налогами то, от чего хотите отказаться Источники: Eurostat, Ember (на примере среднего промышленного потребителя).

• В многих странах ЕС (Италия, Бельгия, Словакия, Германия) налоги на электричество значительно выше, чем на газ.
• Паритет налогообложения: Электричество должно облагаться налогом меньше, чем газ, чтобы стимулировать переход.

3# Экспериментируйте с политикой и регулированием

Подобно тому как мы экспериментируем с технологиями, нужно тестировать новые правила Источники: Systemiq, Ember.

Чем быстрее растут КСЭ, тем быстрее будут падать выбросы

Снижение выбросов — это следствие революции КСЭ Источники: Global Carbon Project, OWID, Rystad Energy, RMI.

График глобальных выбросов CO2 от энергетики: После десятилетий роста наступает фаза резкого снижения. Проекции показывают возможность выхода на траектории 1.5 °C и 1.8 °C благодаря ускоренному внедрению технологий.

Время пришло

1. Энергия солнца: Впервые в истории мы можем использовать исключительную энергию солнца через КСЭ.
2. Десятилетие революции: После столетия эволюции КСЭ объединяются в десятилетие революции; они стремительно растут во всем мире, вытесняя ископаемое топливо и обеспечивая энергией развивающиеся экономики.
3. Фундаментальные драйверы: Перемены движимы фундаментальными силами физики, экономики и геополитики, а не только заботой о климате.
4. Скорость изменений: Эта революция произойдет быстрее и пойдет дальше, чем думает большинство, обесценивая не только энергетические активы, но и меняя глобальное лидерство.
5. Решающий момент: Это решающее десятилетие. Оседлайте волну КСЭ или вас затянет под нее.

Визуализация данных: Chelsea Bruce

1. Энергия солнца: Впервые в истории мы можем использовать исключительную мощь солнца через КСЭ.
2. Десятилетие революции: После столетия эволюции КСЭ объединяются в десятилетие революции; они стремительно растут во всем мире, вытесняя ископаемое топливо и обеспечивая энергией развивающиеся экономики.
3. Фундаментальные драйверы: Перемены движимы фундаментальными силами физики, экономики и геополитики, а не только мерами по защите климата.
4. Скорость изменений: Эта революция произойдет быстрее и пойдет дальше, чем думает большинство, обесценивая не только энергетические активы, но и меняя глобальное лидерство.
5. Решающий момент: Это решающее десятилетие. Оседлайте волну КСЭ или вас затянет под нее.