GreenTech Materials

Глава 1. Анализ текущей ситуации в мире. Энергоэффективность.

Количественные показатели мирового рынка энергоэффективности

Одним из важных и рентабельных направлений в мировой экономике является энергосбережение и повышение энергоэффективности. Нет сомнений, что энергосбережение является одним из главных трендов мировой энергетики и «зеленой» экономики в целом, который включает в себя все аспекты технологического развития, модернизации, диверсификации и роста конкурентоспособности экономики.

Энергоемкость ВВП является основным показателем используемый для оценки энергетической эффективности национальных экономик. Данный показатель рассчитывается как отношение первичного энергопотребления (угля, нефти, газа) к значению ВВП государства соответствующего периода. Это ключевой индикатор, характеризующий устойчивость развития как страны в целом, так и энергетического сектора. Этот индикатор входит в число базовых в большинстве систем показателей устойчивости.

Согласно данным Международного энергетического агентства (далее МЭА), было отмечено усиление темпа снижения мировой энергоемкости. В период с 2012 по 2016 год энергоемкость улучшалась в среднем на 2,1% в год, но за последние пять лет с 2017 по 2021 год снижение энергоемкости мировой экономики существенно замедлилось в среднем до 1,3% в год. Глобально энергоэффективность улучшилась на 2,2% в 2022 году, что вдвое превышает средний показатель за предыдущие пять лет[8].

2020 год был одним из худших за всю историю с точки зрения повышения эффективности, поскольку спрос на энергию и цены упали, повышение технической эффективности замедлилось, а баланс экономической деятельности сместился в сторону менее энергоемких услуг.

После пандемии глобальное конечное потребление энергии увеличивалось в среднем на 1,5% в год в период с 2021 по 2022 год. В этом лидировал транспортный сектор с ежегодным ростом на 2%, за которым следовали здания с 1,5% и промышленность с 1%.

На официальных источниках МЭА опубликована энергоемкость ВВП по итогам 2021 года [9], которая представлена ниже в рисунке-1.

Рисунок 1 – Энергоемкость ВВП, т.н.э./тыс.долл.

По данным МЭА в период с 2020 по 2023 год было привлечено порядка 1 триллион долларов США на мероприятия, направленные на повышение энергоэффективности зданий, инфраструктуру и промышленность, что эквивалентно двум третям общих расходов на восстановление экологически чистой энергии. Порядка 270 млрд долларов – это прямые государственные расходы, а еще 740 млрд долларов – это мобилизация частных и других средств.

Рисунок 2 - Глобальные расходы на чистую энергию и восстановление, 2020–2023 гг. [8].

Изображение выглядит как текст, снимок экрана, дисплей, Прямоугольник

Автоматически созданное описание
После нескольких лет слабого роста инвестиций в конечное потребление, связанные с энергоэффективностью начали резко расти. Это было обусловлено государственными программами стимулирования в секторе зданий, промышленности и восстановлением инвестиций в транспорт.

Рисунок 3 – Глобальные инвестиции в конечное потребление энергии, связанные с энергоэффективностью, 2015–2022 гг.

Изображение выглядит как текст, снимок экрана, диаграмма, Параллельный

Автоматически созданное описание
Инвестиции в энергоэффективность увеличились на 16% до 600 миллиардов долларов США в 2022 году в результате правительственных программ стимулирования, стимулирующих расходы на энергоэффективные проекты, а также растущей популярности электромобилей. В 2022 году продажи тепловых насосов выросли более чем на 10% в мире и почти на 40% в Европе[10].
Однако инвестиции в энергоэффективность, вероятно, столкнутся с препятствиями в 2024 году, поскольку более высокие процентные ставки замедляют экономический рост и повышают стоимость заимствований и кредитов для домохозяйств. Растущая инфляция также оказывает повышательное давление на стоимость модернизации, новых приборов и другого эффективного оборудования – даже несмотря на то, что более высокие счета за электроэнергию увеличивают отдачу от более эффективного использования энергии. В целом это может замедлить инвестиции в повышение эффективности, поскольку давление на стоимость жизни снижает семейные бюджеты и способность потребителей платить за новое эффективное оборудование или модернизацию.
Перспективы более медленного роста инвестиций в эффективность предполагают, что глобальные тенденции в области эффективности будут оставаться значительно ниже утроения уровней инвестиций, необходимых для повышения ежегодного повышения интенсивности до 4% в год в соответствии со сценарием NZE. Это подчеркивает важность использования нынешней динамики государственного вмешательства, которое увеличивает темпы внедрения более эффективных технологий.
Рисунок 4 – Глобальные инвестиции в конечное потребление, связанные с энергоэффективностью, в сценарии Net Zero, 2019–2030 гг.

Изображение выглядит как текст, снимок экрана, График, линия

Автоматически созданное описание
Изображение выглядит как текст, Шрифт, линия, снимок экрана

Автоматически созданное описание
За последние два десятилетия прогресс в области повышения энергоэффективности ускорился, но для достижения нулевых выбросов необходимо удвоить его [10].

За последние два десятилетия повышение энергоемкости экономики вдвое сократило выбросы CO2, которые в противном случае были бы результатом роста мирового населения и доходов. Повышение энергоемкости ускорилось с 0,8% в год в период с 2000 по 2010 год до 1,7% в период с 2010 по 2022 год, при этом соответствующие предотвращенные выбросы накапливались за каждый период в размере 2,5 Гт CO2 в год в 2010 году и 7 Гт CO2 в год в 2022 году. В сценарии NZE темпы повышения энергоемкости в этом десятилетии в среднем вырастут до 4% в год, что позволит избежать выбросов около 10 Гт CO2 в год к 2030 году [11].

Энергоэффективные технологии замедляют рост спроса на энергию и играют жизненно важную роль в сокращении потребления ископаемого топлива и выбросов во всех секторах экономики. Например, более энергоэффективные автомобили, грузовики и самолеты снижают спрос на нефть в транспортном секторе; более эффективное производство стали, цемента и химической продукции снижает использование ископаемого топлива в промышленности; а лучшая изоляция и более эффективные приборы сокращают потребление электроэнергии и прямого потребления ископаемого топлива в зданиях.

С каждым годом замедления прогресса в области энергоэффективности уровень потребления энергии и выбросов CO 2 в мировой экономике выше, а задача декарбонизации, стоящая перед технологиями чистой энергетики, становится все сложнее и дороже.

Глобальные тренды по энергоэффективности

  • Глобальные тренды в области энергоэффективности включают:
  • Развитие возобновляемых источников энергии;
  • Улучшение энергоэффективности зданий, промышленности и инфраструктуры;
  • Развитие умного освещения;
  • Активное внедрение цифровых технологий для мониторинга и оптимизации энергопотребления;
  • Хранение энергии и интеллектуальные сети;
  • Цифровизация.

Отдельным трендом хотелось бы выделить вопрос цифровизации в энергоэффективности. Цифровизация способствует энергоэффективности и повышает ее ценность, расширяя возможности подключения генерирующих мощностей, объектов промышленности и зданий, приборов учета с дистанционной передачей данных, основных и вспомогательных оборудований с использованием искусственного интеллекта обеспечивает повышение энергоэффективности. Тем не менее, эти технологии представляют в значительной степени неиспользованную возможность для повышения энергоэффективности во всех секторах экономики.

Меры и продуманная политика цифровизации, направленные на повышение энергоэффективности, только начинают набирать обороты. МЭА определило ряд критических политических соображений в рамках своей новой политики «Готовность к цифровой энергоэффективности». Эта структура призвана обеспечить реализацию преимуществ цифровой энергоэффективности посредством политики.

Все большее внимание в развитых странах уделяется на исследование, разработку/производство передовых энергоэффективных технологий, хранение энергии и интеллектуальные сети.

Государственные бюджеты стран-членов МЭА на энергетические исследования, разработки и демонстрации (НИОКР) сократились на 4% в 2022 году до примерно 24,6 млрд долларов США. Это был пятый год подряд роста после пяти лет снижения.

В 2022 году США больше всего использовала средства на НИОКР в области энергетики среди стран-членов МЭА, за ними следуют Франция, Япония, Германия, Великобритания и Канада. Данные также включают бюджет Европейского Союза на энергетические НИОКР в рамках его программы Horizon 2020 и его Инновационный фонд.

За последние пять десятилетий инвестиции стран-членов МЭА в энергетические НИОКР стали более разнообразными. Атомная энергетика, на которую приходилось 75% от общего объема в 1974 году, постепенно снижалась и достигла 20% в 2022 году. Бюджеты на НИОКР в области ископаемого топлива, которые были самыми высокими в 1980-х и начале 1990-х годов, сократились с 2013 года с 15% до 6%. % в 2022 году[8].

Ниже представлена динамика выделенного бюджета на научно энергетические разработки в мире за последние десять лет.

Рисунок 5 – Финансирование научно-энергетических разработок в мире

Бюджеты на энергоэффективность, так и на возобновляемые источники энергии росли значительно быстрее в 1990-х и 2000-х годах. С тех пор доля энергоэффективности увеличилась и достигла 24%, в то время как доля возобновляемых источников энергии увеличилась до 13%. Бюджеты на водород и топливные элементы сохранили свою долю на уровне 3% в период 2012–2018 годов и увеличился до 13% в 2022 году.

Согласно данным МЭА[10], в 2021 году государственные расходы на НИОКР выросли до 38 миллиардов долларов США, почти 90% из которых было направлено на НИОКР в области низкоуглеродной энергетики. Это единственная технологическая категория, бюджет которой систематически увеличивался с 2018 года.

Увеличение финансирования было запланировано правительствами всего мира в 2021 году в рамках пакетов стимулирования, большая часть которых направлена на водород, энергоэффективность и хранение энергии.

Рисунок 6 – Государственные расходы на энергетические НИОКР

В Европе были запущены новые программы финансирования. Одним из которых является «Прорывной энергетический катализатор» — это новый подход к государственному финансированию в тандеме с частной организацией Breakthrough Energy. В общей сложности 1 миллиард долларов США государственных и частных средств выделены на демонстрационные проекты ЕС в области чистого водорода, длительного хранения энергии, экологически чистого авиационного топлива и системы контроля энергии. В январе 2022 года первые приглашенные проекты подали заявку на со финансирование через ИнвестЕС в рамках экономического восстановления, наряду с грантами, акционерным капиталом и соглашениями о поставках при содействии частного партнера для стимулирования спроса.

Кроме того, программы ЕС, запущенные в предыдущие годы, выбрали проекты-получатели в 2021 году, включая флагманскую программу Horizon Europe. По первым 37 проектам было объявлено о присуждении грантов Фонда инноваций на общую сумму 1,2 млрд. евро, в том числе семь масштабных проектов в Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS), ВИЭ, энергоэффективность, преобразование отходов фотоэлектрического производства в энергию и декарбонизация промышленности.

В 2021 году правительство Австралии объявило первые призывы в рамках своей программы. Дорожная карта инвестиций в технологии, через который он планирует инвестировать более 22 миллиарда австралийских долларов (15 миллиардов долларов США) на технологии с низким уровнем выбросов в течение десятилетия до 2033 года для поддержки декарбонизации и восстановления экономики.

Соединенное Королевство имеет самый большой в истории государственный бюджет на НИОКР на 2022-2025 годы в размере 1 миллиард фунтов стерлингов (1,3 миллиарда долларов США) для инновационного портфеля Net Zero, почти все средства из которых уже направлены на 10 технологических направлений, охватывающих энергоснабжение, хранение и конечное использование, а также удаление углекислого газа.

В Соединенных Штатах «Закон об инфраструктурных инвестициях и рабочих местах», подписанный в ноябре 2021 года и полностью профинансированный в марте 2022 года, представляет собой значительное вливание средств стимулирования в энергетические инновации. Было создано управление демонстраций чистой энергии для отбора и финансирования, а также координации деятельности правительства по их выводу на рынок. На данный момент офис финансируется в размере 21,5 миллиарда долларов США, из которых 37% уже выделено на водородные хабы, 22% на сети и хранение энергии, 9% на технологические процессы, позволяющие уловить до 90% выбросов углекислого газа (CCUS), 7% на энергоэффективность и 2% на предотвращение промышленных выбросов.

По оценкам МЭА, Китай стал крупнейшим источником роста государственных расходов на НИОКР в энергетике. По экологическим и экономическим причинам Китай уделяет большое внимание инновациям в области чистой энергетики в своем плане, который включает в себя запланированное увеличение расходов на энергетические НИОКР в размере 7% в год, среди мер по улучшению показателей китайских энергетических инноваций. Если это будет реализовано, к 2025 году Китай может существенно превзойти Европейский Союз и США по расходам, выделяемые на научные разработки. В Китае объявлено более открытая конкуренция за финансирование национальных инновационных центров за углеродную нейтральность, предусмотрены перерывы в уплате налогов на импортируемое научно-исследовательское оборудование. Основные направления научно-исследовательских разработок консолидированы вокруг пяти ключевых областей (CCUS, водород, энергоэффективность в промышленности, цифровые технологии и современное биотопливо).

Основные производители в области энергоэффективности

Согласно различным источникам информации, в мире осуществляют деятельность в области разработки/производства энергоэффективных оборудований и технологий порядка 8500 организаций. Рынок энергоэффективных технологий постоянно развивается. Поэтому ежегодно количество стартаперов, производителей и дистрибьютеров новых технологий растет. Основными игроками, работающие в глобальной индустрии экологически чистых технологий и устойчивого развития, являются:

Siemens - разрабатывает и производит широкий спектр энергоэффективных технологий, включая системы автоматизации и управления для промышленных предприятий и средства энергосбережения;

Schneider electric - эта французская компания специализируется на продуктах и решениях для управления электроэнергией и автоматизации зданий, что способствует увеличению энергоэффективности;

Johnson Controls - они предлагают системы управления технологическими процессами и зданиями, HVAC-технологии и решения для управления энергопотреблением;

General Electric - также предоставляет энергоэффективные решения, включая технологии для энергетики, промышленности и транспорта;

Honeywell - разрабатывает и производит технологии для управления энергопотреблением в зданиях, а также технологии автоматизации и контроля процессов.

Wilo - является одним из ведущих мировых поставщиков насосов и насосных систем для различных объектов, включая здания, сооружения, муниципальные и промышленные предприятия;

WEG - ведущий мировой разработчик и производитель электрических машин, приводной техники и комплексных решений в промышленной автоматизации, производстве, передаче и распределении энергии;

NICHIA - японская инженерно-химическая и производственная компания. Специализируется на производстве люминофоров, светодиодов, лазерных диодов, материалов для литиевых аккумуляторов и хлорида кальция;

ABB - является мировым лидером в области электрооборудования и автоматизации, предлагая продукты и решения, направленные на увеличение энергоэффективности в промышленности и зданиях.

Eaton - специализируется на электрооборудовании и системах управления энергопотреблением.

CREE - американский разработчик и производитель широкозонных полупроводников, специализирующийся на материалах из карбида кремния и нитрида галлия и устройствах для силовых и радиочастотных приложений, таких как транспорт, источники питания, силовые инверторы и беспроводные системы;

Viessmann - является одним из ведущих в мире производителей систем отопления/охлаждения и промышленных установок.

Из вышеперечисленного списка мировых производителей энергоэффективных оборудований и технологий имеются компании, которые не вошли в данный перечень, но активно ведут деятельность по разработке и внедрению энергоэффективных технологий в различных секторах экономики.

Мировой опыт регулирования и внедрения энергоэффективных технологий

В 2022 году политика энергоэффективности была усилена во всем мире. Наибольшего успеха в сфере энергосбережения и повышения энергоэффективности добился Европейский союз, который принял множество инициатив, таких как: «Энергетическая стратегия – 2050» и входящая в неё «Энергетическая дорожная карта 2050», «Стратегия 2030», Европейская стратегия энергетической безопасности; созданы Энергетический союз ЕС, энергетический пакет мер «Чистая» энергия для всех европейцев», а также инициатива «Чистая» энергия для островов ЕС».

В марте 2023 года Европейская комиссия усилила Директиву ЕС по энергоэффективности в рамках пакета по реализации «Большого европейского соглашения» и стратегии REPowerEU [12]. В соответствии с новым соглашением обязательства по энергосбережению увеличатся почти вдвое, при этом страны ЕС должны будут добиться сокращения конечного потребления энергии на 1,49% в год в среднем с 2024 по 2030 год, по сравнению с нынешним уровнем в 0,8%. Достижение поставленных задач требует увеличения доля внедрения энергоэффективных технологий во всех секторах экономики.

В 2022 году в США в рамках программы IRA (Investment Readiness Accelerator) была включена крупная инвестиционная поддержка в области энергоэффективности. В рамках данной программы были поддержаны более 80 стартапов направленных на достижение низко углеродной нейтральности в различных секторах. К примеру, по итогам программы граждане смогли получить доступ к высокоэффективному потреблению бытовых приборов для дома, который предусматривает до 14 000 долларов США на семью, в том числе на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с тепловым насосом, водонагреватели, сушилки для белья и электрические плиты, а также на изоляцию, герметизацию воздуха и модернизация электросистем.

В 2022 году Китай усилил свою политику энергоэффективности в промышленности, приняв новые законы, направленные на повышение энергоемкости сектора на 13,5% к 2025 году по сравнению с уровнем 2020 года. Сюда входят подробные цели для 17 наиболее энергоемких отраслей, таких как сталелитейная, алюминиевая и цементная. Также были поставлены новые цели по модернизации старых электродвигателей и трансформаторов, чтобы к 2025 году 70% и 80% парка соответственно использовали новые эффективные модели.

В прошлом году Министерство экономики, торговли и промышленности Японии выдвинуло план по ужесточению стандартов энергоэффективности для отопления и охлаждения ко второй половине этого десятилетия, включая повышение эффективности кондиционеров до 35% по сравнению с действующими стандартами.

Во время председательства Индии в «Большой двадцатке» в 2023 году Индийская инициатива «Образ жизни ради окружающей среды» (LiFE) приобрела новую известность как глобальное движение, призванное стимулировать действия отдельных лиц и сообществ по экономии энергии и содействию разумному использованию окружающей среды. Его программа Mission LiFE направлена ​​на то, чтобы обеспечить потребителям возможность выбора и изменения поведения в защиту окружающей среды, в том числе посредством 19 действий по энергосбережению. Чтобы поддержать LiFE, Индия в 2022 году приняла новые законы об эффективности, ужесточив строительные нормы и правила и политику эффективности, охватывающую бытовую технику, транспортные средства, промышленные объекты и коммерческие здания.

Как показывает мировой опыт по энергоэффективности в зарубежных странах ежегодно утверждается Национальный план действий в области энергоэффективности (Австрия, Албания, Бельгия, Болгария, Великобритания, Венгрия, Германия, Дания, Испания, Италия, Латвия, Литва, Румыния, США, Франция, Финляндия, Хорватия и другие), Национальная программа энергосбережения (Армения, Киргизия). Во многих странах созданы энергетические агентства по повышению энергоэффективности (США, Германия, Чехия, Россия), финансирующие фонды (США, Великобритания, Германия, Чехия, Болгария, Китай), оказываются бюджетные субсидии (Германия, США, Корея, Турция). Вышеперечисленные страны сильно отличаются друг от друга по имеющимся резервам повышения энергоэффективности, возможностям и достижениям в этой области, но во всех этих странах уделяется должное внимание энергоэффективности и рассматривается как вопрос национального уровня, требующий стратегического подхода.

При этом вышеназванные страны уже некоторое время действуют в условиях широко централизованной координации, включающей постановку единых, значимых целей в области энергоэффективности и регулярную межгосударственную оценку. Результативность понимания важности и значимости реализации политики энергосбережения и повышения энергоэффективности приносит свои положительные итоги
GreenTech. Энергоэффективность