Текст книги "Энергетические аспекты международной политики"

Глава 2. Гидроэнергетические ресурсы в странах и регионах

Общемировые тенденции

Гидроэнергетика является одной из важнейших отраслей мировой экономики. Глобальное значение данной отрасли подтверждается тем, что объем совокупной выработки электроэнергии ГЭС составляет 15 % от выработки всех видов электростанций в мире, что примерно в два раза превосходит выработку солнечных и ветровых электростанций[43]43
  Лушников О. Гидроэнергетика – это то, чем наша страна всегда гордилась / Энергетика и промышленность России. 2023, № 01–02 (453–454). https://www.eprussia.ru/epr/453–454/4652484.htm.


[Закрыть]. С 2000 (2619,72 ТВт*ч) по 2020 г. (4339,53 ТВт*ч) объем гидрогенерации возрос на 65,6 %[44]44
  Здесь и далее, если не указано иное, расчеты проведены автором на основе данных аналитического центра по энергетике Ember, а также МЭА (Global Electricity Review 2023. https://ember-climate.org/insights/research/global-electricity-review-2023/; European Electricity Review 2023. https://ember-climate.org/insights/research/european-electricity-review-2023/; Hydropower – IEA. https://www.iea.org/energy-system/renewables/hydroelectricity.


[Закрыть]. Основная доля прироста приходится на Китай (свыше 50 %), а также Бразилию, Вьетнам, Индию[45]45
  Гидроэнергетика России и зарубежных стран. – М.: Центр стратегических разработок, 2022. С. 9, 10. https://www.csr.ru/ru/research/gidroenergetika-rossii-i-zarubezhnykh-stran/.


[Закрыть].

За первые два десятилетия XXI в. в мире были введены в работу более 10 000 новых ГЭС. О нарастающей динамике развития мировой гидроэнергетики за этот же период свидетельствует прирост установленных мощностей ГЭС на 74 % (с 697,16 ГВт до 1212,86 ГВт): в среднем ежегодный прирост превышал 51,5 ГВт. Таких темпов роста в истории мировой гидроэнергетики еще не было.

В 2022 г. прирост гидроэнергетических мощностей в мире достиг 32 ГВт, что на 40 % выше среднего показателя за предыдущие пять лет, но ниже 35 ГВт, добавленных в 2021 г.[46]46
  https://ember-climate.org/topics/hydro.


[Закрыть] Несмотря на продолжающееся увеличение мощностей ГЭС, из-за низкого количества осадков в Северной и Южной Америке и во многих частях Азии производство гидроэлектроэнергии в 2021 г. по сравнению с 2020 г. сократилось на 2,7 % и составило 4252 ТВт*ч. В 2022 г. мировое производство гидроэлектроэнергии увеличилось до 4300,15 ТВт*ч[47]47
  Hydropower – IEA. https://www.iea.org/energy-system/renewables/hydroelectricity.


[Закрыть] (рост на 1,12 % по сравнению с 2021 г.). Производство увеличилось благодаря активному вводу мощностей в 2021–2022 гг., но коэффициент использования установленных мощностей на глобальном уровне остается ниже исторического уровня из-за постоянных засух в ряде стран, обладающих значительным гидроэнергетическим потенциалом.

Несмотря на снижение темпов наращивания объемов гидрогенерации в 2021 и 2022 гг., гидроэнергетика сохраняет статус ведущего ВИЭ в мире[48]48
  Global Electricity Review 2023. https://ember-climate.org/insights/research/global-electricity-review-2022.


[Закрыть]. По выработке электроэнергии ГЭС занимают 2-е место в мире, уступая только ТЭС на газе и угле и превосходя выработку всех вместе взятых электростанций на основе прочих ВИЭ – Солнце, ветер, био– и геотермальная энергия.

Важно учитывать, что у гидроэнергетики (в сравнении с альтернативными видами ВИЭ) наибольшая установленная мощность и выработка. Соотношение объема производства электроэнергии к установленной мощности ГЭС (коэффициент использования установленной мощности, КИУМ) в три раза превышает КИУМ солнечных электростанций (СЭС) и в полтора раза превосходит КИУМ ветровых электростанций (ВЭС). Указанный показатель демонстрирует в современных условиях преимущество гидроэнергетической отрасли по возможностям наращивания энергетической эффективности и стабильности гидрогенерации для обеспечения потребления электроэнергии.

Востребованность гидроэнергетики в современных условиях определяется следующими преимуществами данной отрасли:

1. Маневренность, высокая возможность регулирования динамики функционирования объектов генерации.

2. Устойчивость выработки электроэнергии, неподверженность резким колебаниям в течение суток и в зависимости от погоды.

3. Положительный комплексный эффект для социально-экономического развития, включая развитие транспортной инфраструктуры, увеличение пассажиро– и грузопотоков, формирование запаса пресной воды и обеспечение водоснабжения.

4. Обеспечение диверсификации источников энергии.

5. Низкоуглеродный характер гидрогенерации, позволяющий усилить тенденцию декарбонизации мировой энергетики[49]49
  Гидроэнергетика России и зарубежных стран. – М.: Центр стратегических разработок, 2022. С. 13, 71. https://www.csr.ru/ru/research/gidroenergetika-rossii-i-zarubezhnykh-stran/.


[Закрыть].

Обеспечение доступа к дешевой электроэнергии, устойчивое функционирование и совместное использование гидротехнических и гидроэнергетических объектов на межгосударственном уровне также важные факторы развития гидроэнергетики.

Гидроэнергетика является хорошо зарекомендовавшей себя технологией возобновляемой энергетики с почти 150-летней историей. Однако инновации в этой области никогда не прекращались и в настоящее время в основном сосредоточены на повышении гибкости установок за счет изменений в конструкции турбин и схемах эксплуатации, а также за счет перехода на цифровые технологии. Основная цель состоит в том, чтобы позволить ГЭС лучше удовлетворять потребности современных энергосистем с более переменным спросом и растущим проникновением ВИЭ с периодическим режимом работы. Увеличение доли ВИЭ преобразует системы электроснабжения и повышает потребности в обеспечении стабильности и маневренности функционирования. При низких эксплуатационных расходах и больших объемах энергохранения ГЭС, особенно водохранилищного типа, являются наиболее доступным источником маневренности.

МЭА оценило энергетическую ценность водохранилищ ГЭС во всем мире в общей сложности в 1500 ТВт*ч электрической энергии за один полный цикл, что эквивалентно почти половине текущего годового энергопотребления стран ЕС[50]50
  Hydropower Special Market Report. IEA. Paris, 2021. https://www.iea.org/reports/hydropower-special-market-report.


[Закрыть]. Гидроэнергетические объекты обладают уникальной гибкостью, позволяющей обеспечивать надежную и экономичную работу энергосистем, и отлично подходят для компенсации недостатков солнечных и ветровых электростанций с их нерегулируемой выработкой.

До значительного снижения стоимости солнечных фотоэлектрических систем и ветрогенераторов гидроэнергетика была наиболее конкурентоспособным ВИЭ во всем мире на протяжении десятилетий. По сравнению с другими ВИЭ и ископаемыми видами топлива строительство новых крупномасштабных ГЭС остается привлекательным для многих развивающихся экономик Азии, Африки и Латинской Америки, где все еще существует значительный неиспользованный потенциал гидроэнергетики для гибкого электроснабжения и удовлетворения растущего спроса.

С начала XXI в. гидрогенерация стабильно мигрирует из развитых стран в развивающиеся. Активный ввод мощностей ГЭС происходит преимущественно в странах Азиатско-Тихоокеанского региона.

Гидроэнергетические ресурсы в энергобалансе стран и регионов мира

В последние десятилетия наиболее быстрый рост производства гидроэлектроэнергии среди регионов мира происходил в Азии – на 262 % с 2000 (526,95 ТВт*ч) по 2022 г. (1908,78 ТВт*ч). За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов выросли на 228 % (с 165,98 до 544,17 ГВт). При этом в основном из-за опережающего роста гелио– и ветрогенерации доля гидроэнергетики в общем энергобалансе азиатских стран увеличилась всего на 0,5 % (с 12,7 % в 2000 г. до 13,2 % по итогам 2022 г.).

Бесспорный лидер развития гидроэнергетики и в Азии, и в мире – Китай. Об этом свидетельствует рекордный рост гидрогенерации в КНР на 486 %: с 222,41 ТВт*ч в 2000 г. до 1303,13 ТВт*ч в 2022 г. За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов в Китае выросли на 395 % (с 74,35 до 367,71 ГВт). Почти 3/4 прироста мировых гидроэнергетических мощностей в 2022 г. произошло в КНР[51]51
  Hydropower – IEA. https://www.iea.org/energy-system/renewables/hydroelectricity.


[Закрыть]. За период 2010–2021 гг. Китай с показателем 174 ГВт (около 50 % суммарного показателя по миру) также занимал 1-е место.

Лидерство Китая было обеспечено реализацией крупнейших по мощности гидропроектов. В 2022 г. в Китае завершился ввод ГЭС «Байхэтань» на реке Цзиньша. ГЭС «Байхэтань» занимает 1-е место в мире по удельной мощности энергоблоков и 2-е – по общей установленной мощности (16 ГВт), уступая по этому показателю только ГЭС «Три ущелья» на реке Янцзы (22,5 ГВт). Для сравнения: тот же параметр у российской Саяно-Шушенской ГЭС до аварии в 2009 г. составлял 6,4 ГВт. Однако доля Китая в мировом производстве гидроэнергии постепенно снижается.

Китай производит 31 % мировой гидроэнергии, более чем втрое опережая следующего по величине производителя – Бразилию. Не менее впечатляющи успехи Китая в развитии генерации других видов ВИЭ, в первую очередь солнечной и ветровой: с 2015 г. производство энергии ВЭС и СЭС выросло почти в пять раз[52]52
  https://ember-climate.org/countries-and-regions/countries/china/.


[Закрыть]. Не без основания успехи Китая называют энергетической революцией.

Пример Китая свидетельствует, что развитие гидрогенерации позволяет увеличить производство электричества и снизить зависимость страны от ископаемого топлива. И хотя доля ГЭС (18 %) в распределении генерирующих мощностей по типам электростанций невелика в сравнении с тепловыми (на ТЭС приходится 62 %), КНР подтверждает стремление к разнообразию источников энергии. Для страны, которая год от года наращивает промышленное производство, доступ к энергоресурсам и возможность диверсификации источников имеют стратегическую цель. Это не только жизненная необходимость, но и фактор, определяющий возможности роста.

Рис. 15.

Крупная плотинная ГЭС «Байхэтань» на реке Цзиньша в Китае

Источник изображения: © burakyalcin / Shutterstock.

Гидроэнергетика – важная часть 14-го пятилетнего плана по возобновляемой энергетике КНР, утвержденного в 2022 г.[53]53
  14th Five-Year Plan: Modern Energy System Planning (2021–2025). https://climate-laws.org/document/14th-five-year-plan-on-modern-energy-system-planning_79df.


[Закрыть], в соответствии с которым Китай останется крупнейшим рынком гидроэнергетики в мире. Китай можно рассматривать как пример того, как государство акцентировало развитие энергобезопасности в качестве приоритета социально-экономического развития.

Правительство КНР ставит цель к 2025 г. увеличить мощность ГЭС до 380 ГВт и продолжает активно поддерживать гидроэнергетику, предоставляя гидроэнергетическим компаниям гарантии получения прибыли и содействуя им в строительстве гидротехнических и гидроэнергетических объектов, в том числе и для снижения доли углеродной генерации в общем энергобалансе страны[54]54
  Там же.


[Закрыть].

Опережающий рост объемов гелио– и ветрогенерации в значительной степени приводит к тому, что доля гидроэнергетики в энергобалансе Китая по итогам 2022 г. составляет сравнительно небольшие 14,7 % (снижение на 1,7 % с 2000 г.)[55]55
  https://ember-climate.org/countries-and-regions/countries/china.


[Закрыть]. Прогнозируется, что до 2030 г. на китайские ГЭС придется 40 % мирового прироста мощностей[56]56
  Hydropower Special Market Report. IEA. Paris, 2021. https://www.iea.org/reports/hydropower-special-market-report.


[Закрыть].

Второй азиатский энергетический гигант – Индия, занявшая 6-е место в мире по объему гидрогенерации в 2022 г. (174,92 ТВт*ч) при росте на 127 % с 2000 г. (76,99 ТВт*ч). За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов Индии выросли на 99 % (с 23,71 до 47,22 ГВт). В 2022 г. Индия обогнала Китай по численности населения и стала самой густонаселенной страной в мире. На фоне быстрого экономического развития будет расти и потребность Индии в электроэнергии. В стране низкий спрос на электроэнергию на душу населения – 1,3 МВт*ч, что составляет треть от среднемирового показателя (3,6 МВт*ч). Как и в случае с Китаем, опережающий рост генерации ВЭС и СЭС определяет снижение доли гидроэнергетики в энергобалансе Индии с 13,5 % в 2000 г. до 9,4 % по итогам 2022 г.[57]57
  https://ember-climate.org/countries-and-regions/countries/india.


[Закрыть]

Индия продолжает разрабатывать несколько крупных гидроэнергетических проектов, ввод в эксплуатацию которых, как ожидается, приведет в ближайшие годы к значительному приросту мощностей. Гидроэнергетика – одна из важнейших технологий для выполнения обязательства по достижению 500 ГВт неископаемой электрической мощности к 2030 г.

Один из наиболее впечатляющих результатов в темпах развития гидроэнергетики принадлежит Вьетнаму. В этой стране с 2000 по 2022 г. объем гидрогенерации возрос на 560 % (с 14,55 ТВт*ч до 95,96 ТВт*ч – 8-е место в мире). Не менее динамично за этот период наращивались мощности гидроэнергетических объектов – на 569 % (с 3,27 до 21,86 ГВт). Как и у большинства других стран – энергетических лидеров, под влиянием опережающих темпов наращивания гелио– и ветрогенерации доля гидроэнергетики в общем энергобалансе Вьетнама постепенно снижается: почти на 18 % (с 54,8 % в 2000 г. до 36,9 % по итогам 2022 г.).

Другой по значимости регион для развития гидроэнергетики – Латинская Америка, где рост производства гидроэлектроэнергии с начала XXI в. составил 36 %: с 577,86 ТВт*ч в 2000 г. до 786,89 ТВт*ч по итогам 2022 г. За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов выросли на 63 % (с 123,46 до 200,81 ГВт). Из-за опережающего роста генерации альтернативных ВИЭ доля гидроэнергетики в общем энергобалансе латиноамериканских стран снизилась почти на 15 % (с 59,3 % в 2000 г. до 44,4 % по итогам 2022 г.).

Первое место в этом регионе и второе в мире по объему гидрогенерации занимает Бразилия, опережающая почти в семь раз своего северного соседа – Колумбию. Бразилия обладает одним из крупнейших гидроэнергетических потенциалов в мире, который оценивается в 260 ГВт (41 % из них приходится на бассейн Амазонки), что обеспечивает возможность динамичного развития гидроэнергетических проектов. Гидроэнергетические ресурсы Амазонии огромны, но долгое время они не осваивались: бразильские гидроэнергетики в первую очередь строили ГЭС на реках, находящихся в более обжитой и близкой к центрам потребления местности. По этой причине мощные ГЭС появились здесь относительно недавно: первой из них стала ГЭС «Тукуруи», возведенная на реке Токантинс в два этапа. В ходе первого (1975–1984) были построены плотины и одно из зданий ГЭС, в ходе второго (1998–2007) – возведено второе здание ГЭС.

Объем производства электроэнергии на ГЭС Бразилии в 2022 г. составил 428,06 ТВт*ч[58]58
  https://ember-climate.org/countries-and-regions/countries/brazil.


[Закрыть] (рост на 42 % с 301,36 ТВт*ч в 2000 г). За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов выросли на 79,8 % (с 61,06 до 109,81 ГВт). Под влиянием опережающих темпов наращивания генерации альтернативных ВИЭ доля гидроэнергетики в общем энергобалансе Бразилии снизилась на 26,1 % (с 88 % в 2000 г. до 62,9 % по итогам 2022 г.).

Ключевая проблема дальнейшего развития гидроэнергетики Бразилии – необходимость модернизации ГЭС, поскольку, несмотря на увеличение установленной мощности (более чем на 30 %), производство гидроэлектроэнергии вообще не выросло с 2011 г. За последнее десятилетие коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) бразильских ГЭС снизился на 21 %: с 59 % в 2011-м до 38 % в 2021-м.[59]59
  Renewables deliver record-low fossil power in Brazil in February. https://ember-climate.org/press-releases/renewables-deliver-record-low-fossil-power-in-brazil-in-february/.


[Закрыть]

Второе латиноамериканское государство по объему гидрогенерации – Колумбия, которой при росте на 95,3 % с 2000 г. (31,75 ТВт*ч) в 2022 г. (62,01 ТВт*ч) принадлежит 12-е место в мире. С начала XXI в. установленные мощности гидроэнергетических объектов Колумбии выросли на 99 % (с 23,71 до 47,22 ГВт). Доля гидрогенерации, занимающей главенствующее положение в энергетике страны, незначительно снизилась – меньше чем на 2 % (с 75,3 % в 2000 г. до 73,4 % по итогам 2022 г.). После замедления темпов роста гидроэнергетики Бразилии прогнозируется, что Колумбия станет лидером по наращиванию гидроэнергетических мощностей в Латинской Америке[60]60
  Hydropower Special Market Report. IEA. Paris, 2021. https://www.iea.org/reports/hydropower-special-market-report.


[Закрыть].

Мировой лидер в общем энергобалансе – Парагвай. Доля гидрогенерации в этой стране в 2022 г. составляла 99,7 %, почти не изменившись с 2000 г. (99,8 %)[61]61
  https://ember-climate.org/topics/hydro/.


[Закрыть]. Можно утверждать, что господствующая роль гидроэнергетики Парагвая тождественна неразвитости других энергетических отраслей, поскольку существующих гидроэнергетических мощностей хватает для этой страны с избытком. В настоящее время более половины годовой выработки электроэнергии Парагвай экспортирует в Бразилию и Аргентину. При этом объем производства электроэнергии парагвайских ГЭС снизился с начала столетия на 32,8 % – с 52,96 ТВт*ч в 2000 г. до 39,89 ТВт*ч по итогам 2022 г. (15-е место в мире). Снижение объема гидрогенерации при наращивании мощностей гидроэнергетических объектов за этот же период (на 19,2 %, с 7,39 до 8,81 ГВт) свидетельствует о необходимости модернизации ГЭС Парагвая в будущем.

Значительными перспективами развития гидроэнергетики обладает Африка, в которой проживает 18 % населения мира, но вырабатывается всего 3 % мировой электроэнергии.

Большая часть человечества, не имеющая доступа к электричеству, находится именно на этом континенте: по данным ООН, 568 млн жителей Африки не имеют доступа к электричеству. Доля нуждающегося населения в регионах южнее Сахары увеличилась до 77 % в 2020 г. По прогнозам, дефицит электроэнергии и его влияние на экономику и социальное развитие континента останутся важнейшей проблемой до 2030 г.

Такое положение складывается вопреки тому, что очень высокий здешний гидропотенциал позволяет строить крупные ГЭС значительной мощности. Это, в свою очередь, могло бы стимулировать развитие инфраструктуры. Такой сценарий улучшает доступность и качество жизни на континенте, помогает привлечь инвестиции в другие отрасли экономики.

В последние годы ситуация постепенно меняется в лучшую сторону. После медленного роста производства электроэнергии в течение последнего десятилетия в 2021 г. генерация в Африке выросла на 6,7 %, почти так же быстро, как в Азии (7,8 %)[62]62
  https://ember-climate.org/countries-and-regions/regions/africa.


[Закрыть].

При этом доля гидроэнергетики в общем энергобалансе африканских стран в 2021 г. составила 17,3 % (145,22 ТВт*ч). В 2022 г. объем гидрогенерации вырос до 163,01 ТВт*ч, на 118,7 % больше по сравнению с 2000 г. (74,52 ТВт*ч). За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов выросли на 61,2 % (с 21,04 до 33,92 ГВт). В ближайшее десятилетие в странах Африки к югу от Сахары планируется ввод крупных мощностей ГЭС, что обеспечит наращивание производства недорогой электроэнергии за счет освоения значительного, неиспользуемого в настоящее время, гидроэнергетического потенциала[63]63
  Гидроэнергетика России и зарубежных стран. – М.: Центр стратегических разработок, 2022. С. 24.


[Закрыть]. Однако возможности финансирования крупномасштабных гидроэнергетических проектов по-прежнему ограничены макроэкономическими рисками и неопределенностью процессов становления полицентричного миропорядка.

Лидер по значимости гидроэнергетики в энергобалансе среди африканских стран и один из мировых лидеров по наращиванию темпов гидрогенерации – Эфиопия, занимающая 2-е место на континенте по численности населения (более 100 млн человек). В то же время это одна из беднейших стран мира. До сих пор около половины населения не имеет доступа к электроэнергии.

Для исправления ситуации руководство страны реализует амбициозную программу развития страны, важнейшая роль в которой принадлежит гидроэнергетике. Доля гидрогенерации в Эфиопии в 2021 г. составляла 95,3 %, почти не изменившись с 2000 г. (95,9 %)[64]64
  https://ember-climate.org/topics/hydro/.


[Закрыть]. Но в отличие от Парагвая, ГЭС Эфиопии в настоящее время не нуждаются в модернизации, динамично увеличивая выработку – на 759,9 % (с 1,63 ТВт*ч в 2000 г. до 14 ТВт*ч по итогам 2021 г.) при росте мощностей на 971 %, с 0,38 до 4,07 ГВт.

В числе одной из наиболее динамично развивающихся африканских гидроэнергетических систем следует отметить ГЭС Замбии, генерация которых с 2000-го (7,67 ТВт*ч) по 2021 г. (16,07 ТВт*ч) возросла на 109,5 %. За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов выросли на 51,3 % (с 1,79 до 2,71 ГВт). С долей 90,7 % (снижение на 8,1 % с 2000 г.) гидроэнергетика занимает главенствующее положение в энергосистеме страны.

Значительного внимания заслуживает также опыт развития гидроэнергетики Мозамбика. Генерация ГЭС здесь возросла с 2000-го (9,56 ТВт*ч) по 2021 г. (16 ТВт*ч) на 67,3 %. При этом установленные мощности гидроэнергетических объектов почти не изменились (в 2000 г. – 2,18 ГВт, в 2021-м – 2,19 ГВт). Как и в Замбии, в энергосистеме Мозамбика преобладает гидроэнергетика, доля которой равна 80,4 % (снижение на 19,1 % с 2000 г.).

В Европе ежегодный объем производства гидроэлектроэнергии с 2000 (764,58 ТВт*ч) по 2022 г. (766,08 ТВт*ч) почти не изменился: рост составил всего лишь 0,2 %. Пик производства европейской гидроэнергетики приходился на 2020 г. (867,15 ТВт/час). В значительной степени низкий показатель гидрогенерации 2022 г. (падение на 12,4 %, или на 96,78 ТВт*ч) по сравнению с 2021 г. (860,86 ТВт*ч) объясняется экстремальной засухой, что привело к самому низкому уровню выработки гидроэнергии с 2000 г. За период с 2000 по 2022 г. установленные мощности европейских ГЭС выросли на 25 % (с 223,22 ГВт до 279,40 ГВт). При этом одна из основных проблем развития европейской гидроэнергетики – устаревание основных фондов: средний срок эксплуатации ГЭС Европы составляет 45 лет[65]65
  Hydropower Special Market Report. IEA. Paris, 2021. https://www.iea.org/reports/hydropower-special-market-report.


[Закрыть].

В числе вновь введенных гидроэнергетических объектов в 2022 г. почти 2 ГВт мощностей приходится на ГАЭС, что является наибольшим показателем по крайней мере с 1990 г. Доля гидроэнергетики в общеевропейском энергобалансе в течение первых двух десятилетий XXI в. возросла на 0,3 %: с 17,3 % в 2000 г. до 17,6 % в 2020 г. (в основном из-за снижения атомной генерации). Но с 2020 по 2022 г. эта доля снизилась на 2,2 %.

Общеевропейские кризисные процессы в полной мере проявились и в отдельных странах – членах ЕС. В 2022 г. производство электроэнергии на ГЭС стран ЕС снизилось до 283 ТВт*ч (на 66 ТВт*ч по сравнению с 2021 г.), что привело к падению гидрогенерации на 19 %. Доля гидроэнергетики в структуре производства электроэнергии ЕС снизилась с 12 % в 2021 г. до 10 % в 2022 г.[66]66
  European Electricity Review 2023: https://ember-climate.org/insights/research/european-electricity-review-2023/.


[Закрыть] После снижения в 2021–2022 гг. объем гидрогенерации в странах ЕС возрос в первом полугодии 2023 г. на 11 %. Это было обусловлено значительно более высоким уровнем производства электроэнергии ГЭС в Южной Европе и странах Балтии, в то время как показатели северных стран были аналогичны 2022 г., но ниже, чем в 2021 г. Запасы в водохранилищах по сравнению с аналогичным периодом 2022 г. в целом находятся на более высоком уровне. Гидроэнергетические запасы Франции выше почти на 400 ГВт*ч, а запасы стран Северной Европы почти идентичны уровням 2022 г. Однако с 2000 г. выработка европейской гидроэнергетики постепенно снижается и становится менее устойчивой, что в последние годы усугублялось сильными засухами. Учитывая усиливающиеся климатические воздействия, нельзя полагаться на стабильную производительность европейской гидроэнергетики[67]67
  Hydropower Special Market Report. IEA. Paris, 2021. https://www.iea.org/reports/hydropower-special-market-report.


[Закрыть].

В первой половине 2023 г. увеличение производства электроэнергии европейских СЭС составило 13 %, ВЭС – 5 %. При этом на гидроэнергетику пришелся наибольший вклад (+15 ТВт*ч с января по июнь 2023 г.) в общий энергетический баланс ЕС. Объем солнечной генерации возрос на 13 ТВт*ч, а ветровой – на 10 ТВт*ч. За указанный период 17 стран – членов ЕС выработали рекордную долю электроэнергии на возобновляемых источниках, при этом Греция и Румыния впервые превысили 50 %, а Дания и Португалия – 75 %[68]68
  EU fossil generation hits record low as demand falls. https://ember-climate.org/insights/research/eu-fossil-generation-hits-record-low-as-demand-falls/.


[Закрыть].

ЕС активно поддерживает развитие гидроэнергетики в Европе через различные программы и инициативы, такие, например, как «Гидроэнергия на местах» (Hydropower on Places). При этом в Европе существует потенциал для обновления и модернизации старых ГЭС, чтобы улучшить их эффективность и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Это включает установку нового оборудования, улучшение экологических характеристик и внедрение новых технологий. Большинство рек в Европе уже используются для производства электроэнергии, и нет возможности для расширения производства. Но в регионе развивается сектор малых гидроэнергетических установок. Это позволяет использовать потенциал небольших водотоков, что способствует децентрализации энергетической системы и развитию местных сообществ.

Лидер европейских стран по значимости гидроэнергетики в энергобалансе, а также по объему гидрогенерации – Норвегия (7-е место в мире). Доля гидрогенерации в этой стране в 2022 г. составляла 88,3 % (снизившись на 11,3 % с 2000 г.[69]69
  https://ember-climate.org/topics/hydro/.


[Закрыть]), а объем выработки ГЭС – 134,77 ТВт*ч (падение на 5,2 % с 2000 г.). За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов Норвегии были увеличены на 21,3 % (с 28,13 до 34,12 ГВт). Разнонаправленность тенденций в динамике изменений объемов гидрогенерации и мощностей ГЭС свидетельствует о необходимости модернизации гидроэнергетических объектов Норвегии.

Второе европейское государство по объему гидрогенерации – Швеция, занявшая в 2022 г. (69,16 ТВт*ч) 10-е место в мире. Снижение производства электроэнергии ГЭС с 2000 г. (78,58 ТВт*ч) составило 13,6 %. За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов Швеции почти не изменились (в 2000 г. – 16,51 ГВт, в 2022 г. – 16,41 ГВт). Как и для Норвегии, для Швеции актуальна проблема износа гидроэнергетических объектов. Доля гидрогенерации в энергобалансе Швеции с начала XXI в. снизилась на 13,8 % (с 54,1 % в 2000 г. до 40,3 % по итогам 2022 г.).

В тройку европейских лидеров по объему гидрогенерации входит Франция: в 2022 г. объем генерации ГЭС составил 46,18 ТВт*ч (14-е место в мире), снизившись на 40,2 % с 2000 г. (64,78 ТВт*ч). За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов этой страны увеличились на 5,4 % (в 2000 г. – 23,3 ГВт, в 2022 г. – 24,56 ГВт). Проблема износа гидротехнических и гидроэнергетических объектов, значительная часть которых была построена до 1950 г., решается во Франции, как и в ряде других европейских стран и в США, с помощью демонтажа устаревших ГЭС. Модернизация была признана нецелесообразной из-за более высоких затрат. Доля гидрогенерации в энергобалансе Франции с начала XXI в. снизилась на 2,3 % (с 12,1 до 9,8 % по итогам 2022 г.).

Энергетическая система Франции стала одной из наиболее пострадавших из-за засухи 2022 г. Резкое падение гидрогенерации (на 29,1 % по сравнению с 2021 г.) в 2022 г. усугубилось вынужденным отключением рекордного количества (56) французских ядерных реакторов (57 % атомных генерирующих мощностей), в том числе чтобы предотвратить перегрев воды в реках, используемых для охлаждения реакторов. Для Франции, которая получает 70 % электроэнергии за счет ядерной генерации, это была существенная потеря.

В результате традиционный для летнего периода европейский экспортер электроэнергии превратился в чистого импортера. Цены на электроэнергию во Франции достигли небывало высокого уровня, превысив €1000[70]70
  Analysis: France braces for uncertain winter as nuclear power shortage looms. https://www.reuters.com/world/france-braces-uncertain-winter-nuclear-power-shortage-looms-2022–08–30.


[Закрыть]. Скачок цен (более чем в 14 раз) усугубил кризис стоимости жизни, проиллюстрировав цену ошибочных экономических решений, продиктованных конъюнктурными политическими мотивами. Европейские государства, вводя под диктовку США санкции против России, заставляют расплачиваться собственных граждан за обреченные на провал попытки сохранения моноцентричного миропорядка.

В Северной Америке, как и в Европе, потенциал развития гидроэнергетики близок к исчерпанию. Также актуальна проблема устаревания производственных мощностей: средний срок эксплуатации североамериканских ГЭС составляет почти 50 лет[71]71
  Hydropower Special Market Report. IEA. Paris, 2021. https://www.iea.org/reports/hydropower-special-market-report.


[Закрыть]. Объем генерации ГЭС Северной Америки в 2022 г. (648,97 ТВт*ч) вырос по сравнению с 2000 г. (625,12 ТВт*ч) всего на 3,8 %. За это же время установленные мощности гидроэнергетических объектов Северной Америки выросли на 14,2 % (с 146,62 до 167,49 ГВт). На североамериканском континенте проводится избирательная модернизация гидротехнических и гидроэнергетических объектов. При этом демонтируется больше ГЭС, чем строится. Доля гидроэнергетики в структуре производства электроэнергии Северной Америки снизилась с 14,24 % в 2000 г. до 13,15 % в 2022 г., в основном из-за опережающих темпов роста генерации альтернативных ВИЭ.

Лидерство по развитию гидроэнергетики в Северной Америке принадлежит Канаде. В этой стране объем гидрогенерации в 2022 г. составил 392,51 ТВт*ч (3-е место в мире), увеличившись с 2000 г. (354,92 ТВт*ч) на 24,3 %. За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов Канады выросли на 10,6 % (в 2000 г. – 67,23 ГВт, в 2022 г. – 83,55 ГВт). Доля гидрогенерации в энергобалансе Канады поднялась на 1,5 % (с 60,3 % в 2000 г. до 61,5 % по итогам 2022 г.). В отличие от большинства западных стран Канада обладает значительным неиспользованным гидроэнергетическим потенциалом, что является залогом успешного развития канадской гидроэнергетики в будущем.

В США объем гидрогенерации в 2022 г. составил 255,97 ТВт*ч (4-е место в мире), снизившись с 2000 г. (270,03 ТВт*ч) на 24,3 %. За этот же период установленные мощности гидроэнергетических объектов США увеличились на 5,7 % (в 2000 г. – 79,36 ГВт, в 2022 г. – 83,85 ГВт). Как и во Франции, демонтажу ГЭС в США отдается предпочтение перед модернизацией. Доля гидрогенерации в структуре производства электроэнергии США снизилась на 1,1 % (с 7,1 % в 2000 г. до 6 % по итогам 2022 г.).

В истории развития гидроэнергетики США определенную роль играли не только экономические, но и политические факторы, связанные с противоборством социально-экономических систем капитализма и социализма в период холодной войны. Воплощение напряженности своеобразного соревнования США и СССР в сфере гидроэнергетики – история сооружения ГЭС «Гранд Кули» на реке Колумбия. Первые две очереди станции, завершенные в 1950 г., включали в себя плотину высотой 168 м и два здания ГЭС, в которых разместили 18 основных гидроагрегатов и три гидроагрегата собственных нужд общей мощностью 1974 МВт.

На момент пуска «Гранд Кули» стала крупнейшей ГЭС в мире, но уже через несколько лет в СССР были построены более мощные Волжская и Жигулевская ГЭС, а затем и Братская ГЭС. Одновременно водохранилища выше по течению Колумбии зарегулировали сток реки и сделали экономически целесообразным увеличение мощности «Гранд Кули». Политические мотивы и экономические выгоды сплелись воедино и привели к решению о строительстве третьей очереди ГЭС, в которой установили шесть крупнейших на тот момент в мире гидроагрегатов: три по 600 МВт и три по 700 МВт. Третью очередь построили в 1975–1980 гг., и теперь у США вновь появилась ГЭС более мощная, чем у СССР.

В Мексике объем генерации ГЭС вырос с 2000 г. (32,8 ТВт*ч) к 2022 г. на 7,6 % и составил 35,3 ТВт*ч (18-е место в мире). С начала XXI в. установленные мощности гидроэнергетических объектов этой страны увеличились на 37,8 % (в 2000 г. – 9,65 ГВт, в 2022 г. – 13,3 ГВт). Доля гидрогенерации в энергобалансе Мексики, как и в ряде других стран, из-за опережающих темпов роста генерации альтернативных ВИЭ с начала века снизилась на 6,8 % (с 16,9 до 10,1 % по итогам 2022 г.).

Россия занимала 5-е место в мире по объему гидрогенерации в 2022 г. (197,41 ТВт*ч). Рост с 2000 г. (164,08 ТВт*ч) составил 20,3 %. По объему совокупной установленной мощности ГЭС (56 ГВт) нашей стране также принадлежит 5-е место (после Китая, Бразилии, Канады и США)[72]72
  Лушников О. Гидроэнергетика – это то, чем наша страна всегда гордилась / Энергетика и промышленность России. 2023, № 01–02 (453–454). https://www.eprussia.ru/epr/453–454/4652484.htm.


[Закрыть]. Доля гидрогенерации в структуре производства электроэнергии нашей страны с начала XXI в. снизилась на 2,1 % (с 19,7 до 17,6 % по итогам 2022 г.). Относительное уменьшение значения гидроэнергетики в энергобалансе России (в основном из-за роста угольной генерации) произошло за последние два года (в 2020 г. доля гидрогенерации составляла 20,4 %).

Рис. 16.

Местоположение Толмачевской ГЭС-1 – верхней, регулирующей ступени каскада ГЭС на реке Толмачева в России

Источник изображения: © 2ГИС. Городской информационный сервис. www.2gis.ru.

В настоящее время в России не планируется сооружение новых крупных ГЭС. Приоритет отдан модернизации существующих гидроэнергетических мощностей. Сейчас инновации в первую очередь направлены на повышение гибкости установок за счет изменений в конструкции турбин и схемах эксплуатации, а также за счет цифровизации. Основная цель – позволить ГЭС лучше удовлетворять потребности современных энергосистем с более переменным спросом и растущим проникновением ВИЭ периодического действия.