В течение последних двух десятилетий спрос на электроэнергию в США оставался практически неизменным. Хотя в целом он увеличивался, этот прирост был очень незначительным. Это во многом объясняется тем фактом, что по мере расширения использования электрических устройств повышается и их эффективность. Внедрение светодиодных ламп, повышение теплоизоляции зданий, более энергоэффективных приборов в значительной степени компенсировали возросший спрос. Однако самые последние отчеты показывают, что спрос на энергоносители в США растет, и есть реальные опасения, что этот недавний всплеск является не краткосрочной аномалией, а началом долгосрочной тенденции. Например, прогноз увеличения спроса на энергию к 2028 году почти удвоился по сравнению с оценкой на 2022 год по сравнению с оценкой на 2023 год – ”с 2,6% до 4,7% роста в течение следующих пяти лет”.
Во–первых, я должен высказать свое обычное скептическое предостережение – это прогнозы, и мы должны с осторожностью относиться к прогнозированию краткосрочных тенденций на неопределенное время в будущее. Цифры выглядят как точка на графике, и кажется странным брать эту точку и экстраполировать ее. Но эти прогнозы основаны не только на просмотре таких графиков, а затем на расширении линейки текущих тенденций. Они основаны на отраслевом анализе, который включает в себя уже реализуемые проекты. Так что за этими прогнозами есть определенный смысл.
Каковы факторы, которые, по-видимому, обусловливают текущее и прогнозируемое увеличение спроса на электроэнергию? Все они, на ваш взгляд, очевидны. Во-первых, я и другие специалисты, следящие за развитием технологий, предсказали увеличение использования электромобилей. В США зарегистрировано более 2,4 млн электромобилей. Хотя это составляет всего около 1% от парка электромобилей в США, на электромобили приходится около 9% продаж новых автомобилей, и этот показатель продолжает расти. Если нам удастся довольно быстро (на это все равно потребуется 20-30 лет) перевести наш парк автомобилей с бензиновых двигателей на электрические или гибридные, то это вызовет большой спрос на электроэнергию. Некоторые утверждают, что зарядка электромобилей происходит в основном ночью (вне пиковой нагрузки), поэтому это не обязательно потребует увеличения мощности по производству электроэнергии, но это верно лишь отчасти. Многим людям все равно придется подзаряжаться в дороге или, например, на работе в течение дня. Трудно не учитывать тот факт, что электромобили могут привести к значительному увеличению спроса на электроэнергию. Мы должны учитывать это при планировании будущего производства электроэнергии.
Еще одним фактором являются центры обработки данных. Мировой спрос на компьютерные циклы растет, и уже есть планы по строительству множества новых центров обработки данных, строительство которых намного быстрее, чем установок для их питания. Последние достижения в области искусственного интеллекта только увеличивают этот спрос. Опять же, мы можем несколько смягчить это, уделив приоритетное внимание компьютерным достижениям, которые делают компьютеры более энергоэффективными, но это будет лишь частичным компенсацией. Мы также должны подумать о приложениях и о том, стоит ли их использовать. Наибольшее внимание привлекает криптовалюта – по некоторым оценкам, только на майнинг биткоина в 2023 году было потрачено 121 терраватт-час электроэнергии, столько же, сколько в Нидерландах (с населением 17 миллионов человек).
Другие факторы, повышающие спрос в США энергии включают недавние инвестиции в промышленность, в рамках закона о сокращении инфляции, законопроект инфраструктуры, а также фишки и информатике. Часть цель этих законопроектов был вернуть промышленное производство в США, и в той мере, в которой они работают, это происходит с увеличением спроса на электроэнергию. И, в-четвертых, еще один фактор, который был предсказан и который мы сейчас начинаем ощущать, заключается в том, что по мере того, как Земля нагревается, спрос на кондиционирование воздуха возрастает.
Все эти факторы, вероятно, будут возрастать в будущем. Кроме того, в целом наблюдается тенденция к электрификации как можно большего числа процессов, что является одним из подходов к обезуглероживанию нашей цивилизации – например, переход от газовых плит и отопления к электрическим. Даже в промышленности сокращение выбросов углекислого газа при производстве стали связано с использованием гораздо большего количества электроэнергии.
Все это означает, что, поскольку мы планируем обезуглероживание в течение следующих 25 лет, мы должны ожидать, что спрос на электроэнергию резко возрастет. Это справедливо даже для такой страны, как США, и даже если численность нашего населения останется стабильной в течение этого времени. Во всем мире ситуация еще хуже, поскольку многие люди пытаются провести индустриализацию, а численность населения земли, по прогнозам, будет расти (вероятно, достигнув пика примерно в 10 миллиардов человек). Проблема в том, что темпы, с которыми мы создаем возобновляемые источники энергии с низким содержанием углерода, являются незначительными – мы, по сути, строим достаточно, чтобы удовлетворить растущий спрос, но недостаточно, чтобы заменить существующий спрос. Это означает, что использование ископаемого топлива во всем мире не сокращается, а наоборот, продолжает расти. Эти новые прогнозы спроса на энергию могут означать, что мы еще больше отстаем.
Больше всего в этих недавних отчетах беспокоит то, что в настоящее время мы не в состоянии удовлетворить этот новый прогнозируемый рост спроса за счет возобновляемых источников энергии. Имейте в виду, что это все же намного лучше, чем полностью полагаться на ископаемое топливо. Ветряные, солнечные, гидроэлектрические, геотермальные и ядерные мощности заменяют использование ископаемого топлива и помогают снизить выбросы CO2 и изменение климата. Но до сих пор этого было недостаточно для реального сокращения спроса на ископаемое топливо, и это будет становиться все более сложной задачей. Проблема, с которой мы сталкиваемся, – это узкие места при строительстве новой инфраструктуры. Основным ограничивающим фактором является сеть. На строительство новых сетевых проектов уходит слишком много времени. Они замедляются из-за путаницы правил и споров между государствами о том, кто за что платит. Поэтому новые проекты в области возобновляемой энергетики откладываются на годы.
Что нужно сделать, чтобы исправить ситуацию? Во-первых, нам нужны более масштабные инвестиции в электросетевую инфраструктуру. В законопроектах, о которых я упоминал, есть что-то из этого, но этого недостаточно. Возможно, нам нужен отдельный законопроект, инвестирующий миллиарды в новые сетевые проекты. Но также этот закон, вероятно, должен включать новые федеральные полномочия по утверждению и введению в действие таких проектов, чтобы уменьшить местные проблемы. Нам нужно, чтобы федеральное законодательство, по сути, вводило в действие исключительную собственность, чтобы ускорить реализацию новых сетевых проектов. По оценкам отчета, к 2035 году нам потребуется утроить существующую мощность энергосистемы, чтобы удовлетворить растущий спрос.
Этот анализ также укрепляет многих в убеждении, что ветер и солнечная энергия, хотя и являются отличными источниками энергии, не помогут нам достичь наших целей. Проблема просто в том, что для них требуется много новой сетевой инфраструктуры и новых подключений к сети. Мы просто не сможем построить их вовремя. Солнечные батареи для жилых домов, вероятно, являются лучшим вариантом, поскольку они могут использовать существующие подключения к сети и распределяться там, где они используются. Это особенно актуально, если вы планируете пересесть на электромобиль – подключите к нему несколько солнечных батарей. Но, тем не менее, это не поможет нам достичь наших целей.
Что нам нужно, так это крупные централизованные электростанции, способные заменить угольные, нефтяные и газовые электростанции, работающие на природном газе, а это означает атомные, геотермальные и гидроэлектростанции. Последние две ограничены географически, поскольку потенциал их расширения ограничен, по крайней мере, на данный момент. Возможно, мы сможем достичь максимума в 15% или около того (это соответствует существующему спросу). Остается ядерная энергетика. Я знаю, что уже некоторое время бью в этот барабан, но наиболее убедительные и логичные анализы, которые я прочитал, указывают на то, что мы не достигнем наших целей по обезуглероживанию без ядерной энергетики. Атомная электростанция может вырабатывать необходимое нам количество электроэнергии, подключаться к существующим сетям и может поставляться куда угодно. Основное ограничение ядерной энергетики заключается в том, что из–за нормативных требований строительство новых электростанций очень медленное, но это можно исправить одним росчерком пера. Нам необходимо упростить процесс регулирования для всех электростанций с нулевым выбросом углерода – это ускоряет развитие энергетики. Суть в том, что вы хотите использовать угольную электростанцию или атомную электростанцию? Перед нами стоит реальный практический выбор. В какой-то степени выбор также приходится делать между ядерной энергетикой и природным газом, который намного лучше угля, но все равно остается ископаемым топливом, что приводит к загрязнению окружающей среды и выбросам CO2.
Как отмечается в отчете, многие штаты продолжают эксплуатировать угольные электростанции дольше, чтобы удовлетворить возросший спрос. Или они строят электростанции, работающие на природном газе, потому что технология отработана, их быстрее всего построить, и они наиболее прибыльны. Это должно измениться. Вместо этого должно быть возможным строительство атомных электростанций. Кое-что из этого уже происходит, но недостаточно.
Здесь мы имеем дело с точными цифрами, и эти цифры рассказывают очень последовательную и убедительную историю.
