Когда нефть станет не нужна

В эпоху индустриальной экономики ископаемые ресурсы (нефть, газ, уголь) составляли основу экономической мощи государства и стали предпосылкой к росту промышленности. Крупные энергетические корпорации оказывали прямое влияние на политику, зачастую определяя внешнеполитический курс стран. Теперь, когда мир стоит на пороге перемен, возобновляемые источники электроэнергии начинают превращаться из экзотики в полноценный элемент повседневной жизни. В книге Владимира Сидоровича рассказывается о том, что они представляют собой, как работают, какие страны активно развивают их производство, а также о том, почему многие мировые энергетические компании сейчас делают ставку именно на них.

С разрешения издательства «Альпина Паблишер» «Лента.ру» публикует отрывок из книги Владимира Сидоровича «Мировая энергетическая революция: Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир», посвященный ненефтяным технологиям в автомобилестроении.

Транспорт является основным потребителем нефти. В 1973 году в этом секторе было сожжено 45,4 процента добытого мирового черного золота, а в 2012 году его доля составила уже 63,7 процента. Электроэнергетика — второстепенный рынок для нефти, поэтому распространение возобновляемой энергетики вроде бы не является для нефтяных рынков существенной угрозой. Проблемы приходят к нефтяникам с другой стороны.

Оптимистичные прогнозы будущего потребления нефти, выдаваемые объединениями экспортеров нефти, Международным энергетическим агентством, аналитиками нефтяных компаний, основываются фактически на единственной ключевой гипотезе: благосостояние граждан Китая и Индии будет расти, соответственно, они будут покупать автомобили, а мировая нефтяная индустрия получит сотни миллионов новых клиентов.

Прогноз ОПЕК обещает умеренный мировой рост потребления нефти как в среднесрочной (до 2019 года), так и в долгосрочной (до 2040 года) перспективе главным образом за счет развивающихся рынков, поскольку спрос на нее в странах «золотого миллиарда» стагнирует уже десятилетие. Как полагают аналитики нефтяного гиганта Exxon, с 2010 по 2040 год потребление нефтепродуктов в транспортном секторе стран ОЭСР (32 страны) сократится на 10 процентов. В то же время в остальном мире потребление должно удвоиться. Более половины роста мирового рынка в этот период будет обеспечено совместно Китаем и Индией.

В то же время существуют другие точки зрения и иные тенденции. «Мы [человечество], без сомнения, заменим нефть в сфере наземного транспорта на электричество и топливные элементы. Вопрос только в том, займет это 20 или 40 лет», — говорит Джереми Грэнтам, один из крупнейших управляющих инвестициями в мире. Уже сегодня, на наших глазах электромобили и автомобили на топливных элементах (fuel cells) начинают серьезно теснить двигатель внутреннего сгорания.

Что представляет собой электромобиль? Это автомобиль, приводимый в движение электрическим мотором, аккумуляторы которого заряжаются «от розетки». Различают «чистые» электромобили, источником движения которых являются только электромоторы (plug-in), и «гибридные», сочетающие в себе двигатели внутреннего сгорания и электрические (plug-in hybrids).

Электромобиль известен давно, с 80-х годов XIX века. На рубеже XIX и XX веков он был популярен, но уступил преимущество более эффективному средству передвижения, оснащенному двигателем внутреннего сгорания. Чем объясняется происходящий на наших глазах ренессанс транспортных средств на электрической тяге? Он обусловлен сочетанием растущего понимания необходимости борьбы с глобальным потеплением климата и сокращения выбросов парниковых газов, обеспокоенности мирового сообщества непредсказуемостью цен на нефть и развития автомобилестроения, электродвигателя и аккумуляторных технологий.

Является ли электромобиль чистым транспортным средством? С точки зрения использования первичной энергии электричество считается самым «грязным» ее видом, поскольку для производства электроэнергии могут сжигаться невозобновляемые ресурсы, а ее доставка сопровождается сетевыми потерями.

Разумеется, источник и место производства электроэнергии имеют значение. Заряжать автомобиль энергией, произведенной чадящей в черте города угольной ТЭЦ, не очень-то экологично. Поэтому в последнее время производители и регуляторы стремятся реализовывать в этой сфере комплексные или «замкнутые» экологические решения, предполагающие поставку чистой (произведенной из ВИЭ) электрической энергии для зарядки электромобилей.

В Европе, Северной Америке и технологически развитых странах Азии активно строятся жилые (и нежилые) дома с интегрированными автомобильными зарядными станциями, источником энергии для которых являются также интегрированные в здание солнечные модули и системы аккумулирования энергии.

Насколько нынешнее увлечение человечества электромобилем серьезно? Ведь в истории уже отмечались случаи повышения интереса к электромобилю, потом сходившие на нет, например в 70-х годах прошлого столетия. Сегодняшние обстоятельства, тренды и статистика показывают, что в этот раз все гораздо серьезнее.

Во-первых, современная политика крайне положительно относится к вопросам стимулирования электрического транспорта, а широкие слои граждан в разных странах мира являются горячими сторонниками экологичного образа жизни.

Во-вторых, в 2013-2014 годах электромобиль стал товаром массового спроса, его серийное производство наладили все ведущие, в том числе китайские, игроки автомобильного рынка. Техника стала доступнее, количество проданных электромобилей доказывает еще сомневающимся потенциальным покупателям, что это обыкновенное, практичное и надежное транспортное средство. Владение автомобилями с двигателем внутреннего сгорания, особенно большого литража, постепенно становится моветоном.

По состоянию на сентябрь 2014 года в мире было продано более 600 тысяч электромобилей, включая plug-in гибриды. К концу года их парк насчитывал уже 740 тысяч. В ряде стран легковые электромобили уже начинают занимать весомую долю в продажах автотранспортных средств. Например, в Норвегии в 2013 году она составила 6,1 процента.

По прогнозам Международного энергетического агентства к 2020 году электромобили займут двухпроцентную долю мирового легкового автомобильного парка, что в числовом выражении составит 20 миллионов единиц. Центр исследований автотранспорта в Институте Гельзенкирхена (Германия) считает, что к 2025 году в Европе в легковом сегменте будут продаваться исключительно электромобили и автомобили с гибридными двигателями.

Швеция намерена к 2030 году обеспечить стопроценный переход автомобильного транспорта на неуглеродные виды топлива — речь идет об электромобилях и автомобилях на биодизеле. К 2040 году 75 процентов километров, пройденных легковым транспортом, будет приходиться на электромобили. Стремительность распространения электротранспорта подтверждает тот факт, что количество станций зарядки электромобилей в Японии уже превысило число обычных бензиновых заправочных станций.

В ответ на недовольство потребителей долгими сроками зарядки электромобилей были созданы и развиваются станции быстрой зарядки, позволяющие заряжать аккумуляторы в десять раз быстрее, чем от бытовой розетки. В декабре 2014 года в Европе начал осуществляться проект ELECTRIC (European Long-Distance Electric Clean Transport Road Infrastructure Corridor), предусматривающий строительство 155 современнейших станций быстрой зарядки на основных трассах, связывающих Швецию, Данию, Голландию и Германию. Автоконцерны BMW и Volkswagen объединяются для строительства сети станций быстрой зарядки, связывающей Западное и Восточное побережье США.

Дальнейший рост рынка электромобилей во многом зависит от развития аккумуляторных технологий. Сегодня основным видом батарей, применяемых в электромобилях, являются литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы и их подвиды. Они давно известны, совершенствуются, становятся легче, мощнее, дешевле, повышая доступность электромобиля для покупателей. Цена «топливного устройства», то есть аккумулятора, с помощью которого приводится в движение электромотор, является важным фактором стоимости и, соответственно, конкурентоспособности электромобиля, и здесь наблюдается многообещающая тенденция.

В частности, прогнозируется, что колоссальные инвестиции в производство литий-ионных аккумуляторов, осуществляемые Илоном Маском (бренд Tesla) и другими производителями, приведут к снижению цены батарей в два раза к 2020 году. Консалтинговая компания McKinsey в 2012 году прогнозировала падение цены с 500-600 до 200 долларов за киловатт-час к 2020 году (на американском рынке электромобиль становится абсолютным конкурентом традиционного бензинового транспортного средства при цене примерно 250 долларов за киловатт-час). Между тем к этому уровню цен производители приближаются уже сейчас, а Илон Маск считает, что возможно достичь ценового уровня в 100 долларов раньше 2020 года.

Не исключено, что прорывом в развитии аккумуляторной техники станет использование графена в производстве батарей. Испанская компания Graphenano разработала аккумуляторы, которые на 77 процентов (!) дешевле и легче используемых сегодня, обеспечивают запас хода 1000 километров и при этом заряжаются всего за десять минут.

Бурное развитие аккумуляторных технологий для автомобильной индустрии также подстегивает рост рынка систем бытового и промышленного хранения энергии и, кроме того, превращает автомобиль в составную часть будущей энергетической системы. «К 2030 году пункты зарядки электромобилей и автомобилей на топливных элементах появятся практически везде и образуют распределенную инфраструктуру для получения энергии из электросети и возврата ее в сеть».

Вернувшись к прогнозам развития нефтяного рынка и гипотезе бурного развития его азиатского сегмента, отметим, что руководство Китая и китайский народ весьма обеспокоены экологическими проблемами страны. Китайское правительство прикладывает значительные усилия для стимулирования чистого транспорта. Это и налоговые льготы, и дополнительный налог на бензин, и весомые субсидии гражданам на приобретение электромобиля (вплоть до 10 тысяч долларов на автомобиль).

Китай планирует довести количество электромобилей до 500 тысяч в 2015 году и до 5 миллионов к 2020 году. К слову, по дорогам Поднебесной сегодня ездят примерно 150 миллионов двухколесных транспортных средств с электродвигателями.

Начиная с 2016 года 30 процентов государственных закупок автотранспорта должно приходиться на электромобили. В сеть, которая к концу 2015 года должна состоять из 400 тысяч станций зарядки электромобилей, вкладываются десятки миллиардов долларов государственных инвестиций.

Собственную сеть электрозаправок строит в Китае и Tesla. Если мы добавим сюда административные возможности китайского руководства по реализации своей «политической воли», мировые перспективы двигателя внутреннего сгорания тускнеют еще больше. Последние статистические данные и прогнозы показывают, что радужные планы сырьевых гигантов в части китайского рынка могут и не сбыться и спрос на нефтяное топливо в Китае активно и долгосрочно расти не будет.

Другой азиатский гигант, Индия, также строит амбициозные планы по развитию возобновляемой энергетики и альтернативного транспорта. В настоящее время действует государственный план, предусматривающий реализацию 6-7 миллионов электромобилей до 2020 года.

Кроме того, развиваются, переходя в серийную стадию, и альтернативные технологии аккумулирования энергии, приводящей в движение электромоторы. По дорогам Европы уже ездит «Квант», спортивный седан, разгоняющийся до сотни за 2,8 секунды благодаря электродвигателю мощностью 920 лошадиных сил. Откуда такие показатели, не снившиеся и Ferrari? Такую силу и динамику обеспечивает не нефть, а соленая вода — электродвигатель работает на проточных аккумуляторах (flow batteries).