![]() |
![]() |
По последним полным данным за 2024 год мировая генерация электроэнергии составляет 31256 ТВт·ч в год с серьезным ростом по историческим меркам за год – 4.3%.
С 1990 по 1999 среднегодовой рост мировой генерации составил 2.5%, с 2000 по 2007 – 3.8%, с 2011 по 2019 – 2.6%, а с 2022 в среднем 3.1% по данным EIS Review of World Energy и собственным расчетам.
Сверхдолгосрочный 25-летний тренд с учетом кризиса 2008 и 2020 составляет 3% среднегодового роста генерации электроэнергии в мире.
Крупнейшими потребителями электроэнергии в 2024 году были:
• Китай – 10086 ТВт·ч
• США – 4634 ТВт·ч
• Индия – 2030 ТВт·ч
• Россия – 1209 ТВт·ч
• Япония – 1016 ТВт·ч
• Бразилия – 746 ТВт·ч
• Канада – 637 ТВт·ч
• Корея - 625 ТВт·ч
• Франция – 561 ТВт·ч
• Германия - 497 ТВт·ч.
В структуре прироста мировой генерации на 4117 ТВт·ч (+15.2%) за последние 5 лет основной вклад (на 83.2%) внесли:
• Китай – 2583 ТВт·ч (62.7% общемирового вклада)
• Индия – 419 ТВт·ч
• США – 221 ТВт·ч
• Бразилия – 112.4 ТВт·ч
• Россия – 91.2 ТВт·ч.
При этом Европа в совокупности сократила потребление на 110 ТВт·ч или 2.8%, на 2024 все страны Европы потребляют 3888 ТВт·ч.
За последние 10 лет мировой прирост составил 7183 ТВт·ч (+29.8%), из которых (почти 83%):
• Китай – 4292 ТВт·ч (59.8%)
• Индия – 772 ТВт·ч
• США – 272 ТВт·ч
• Вьетнам – 162 ТВт·ч
• Бразилия – 155 ТВт·ч
• Индонезия – 147 ТВт·ч
• Россия – 145 ТВт·ч.
С 2007 года мировая генерация выросла на 11196 (+55.8%), где наибольший вклад (почти 88% в общем росте) обеспечили:
• Китай – 6805 ТВт·ч (60.8%)
• Индия – 1233 ТВт·ч
• Бразилия – 301 ТВт·ч
• Саудовская Аравия – 251 ТВт·ч
• Вьетнам – 239 ТВт·ч
• Индонезия - 233 ТВт·ч
• США – 203 ТВт·ч
• Корея – 200 ТВт·ч
• Россия и Иран по 191 ТВт·ч.
С 2007 года генерацию электроэнергии сократила Европа на 176 ТВт·ч (-4.3%) и Япония на 164 ТВт·ч (-13.9%).
Внутри Европы очень мощное сокращение генерации в Германии – 144 ТВт·ч (-22.4%), Великобритании – 112 (-28.2%), Украине – 95 ТВт·ч (-48.5%) и Италии – 42 ТВт·ч (-13.2%).
По странам ЕС сокращение генерации на 192 ТВт·ч или 6.4% с 2007 по 2024 года.
В структуре мировой генерации в 2024 году на уголь приходится 10614 ТВт·ч (34% от общей генерации), газ – 7001 ТВт·ч (22.4%), гидро – 4453 ТВт·ч (14.3%), атом – 2817 ТВт·ч (9%), ветер – 2511 ТВт·ч (8%), солнце – 2111 ТВт·ч (6.8%), прочие возобновляемые виды энергии – 792 ТВт·ч (2.5%), нефть – 695 ТВт·ч (2.2%).
С 1985 года доля угля достигла пика в 2007 году (41.1%), газ достиг пика в 2019-2022 (23.9%), гидро на пике была в 1985 (20%), атом максимальную концентрацию имел в 1996 (17.4%), тогда как возобновляемые источники энергии растут экспоненциально.
• Солнечная генерация на историческом максимуме – 6.76% vs доли 2.6% в 2019, 0.82% в 2014 и 0.04% в 2007;
• Ветряная генерация также на историческом максимуме – 8.03% vs 5.25% в 2019, 2.93% в 2014 и 0.85% в 2007;
• Прочие виды возобновляемой энергии на пике были в 2022 (2.61%) vs 2.40% в 2019, 2.09% в 2014 и 1.47% в 2007.
В совокупности все виды возобновляемой энергии без учета гидро достигли исторического максимума концентрации в 2024 – 17.33% vs 10.25% в 2019, 5.84% в 2014, 2.37% в 2007 и 1.33% в 1999.
По солнечной энергии прирост генерации в 2024 достиг невероятных 460 ТВт·ч (до этого в 2020-2023 в среднем по 236 ТВт·ч в год) vs 188 ТВт·ч у ветро-генерации (в 2020-2023 по 225 ТВт·ч в год).
Для показательного сравнения: в 2004 вся мировая генерация от солнечной энергии была 3 ТВт·ч, в 2010 уже 34 ТВт·ч, в 2015 – 256 ТВт·ч, в 2020 – 857 ТВт·ч. Только за один год в 2024 генерация солнечной энергии прирост сопоставим, как вся интеграция мощностей солнечной генерации за всю историю по 2017 год.
Пик интеграции ветряной энергии был достигнут в 2020-2022, сейчас вышли на плато, тогда как солнечная генерация ускоряется.
Уже в 2026 году генерация солнечной и ветряной энергии могут сравнятся – около 2800-2900 ТВт·ч по каждому виду отдельно и быть сопоставимыми с АЭС.
По ветрогенерации особенности:
• Теоретический максимум КПД ветряка составляет 59.3%. Современные турбины достигли КПД в 45–50%, что очень близко к физическому пределу. Дальше расти некуда.
• При скорости ветра 12 км/ч турбина начинает вращаться, при скорости ветра 40-45 км/ч турбина выходит на номинал своей мощности, при скорости 90 км/ч турбина принудительно останавливается и поворачивает лопасти по ветру (флюгирование), чтобы ее не разорвало центробежной силой.
• Бывают наземные (Onshore) и морские (Offshore) ветряки, которые в 2-3 раза мощнее и в 1.5-2 раза эффективнее наземных, но значительно дороже. Строительство наземных турбин затруднено логистикой из-за доставки компонентов ветряков (лопастей) – это сложнейшая спецоперация, особенно в Европе.
• Длина лопасти важнее мощности генератора. Удвоение длины лопасти увеличивает площадь захвата ветра (и выработку) в 4 раза. В 2010 типовая турбина – 2 МВт, диаметр ротора 80 м, лопасти 40 м при высоте 120 м. Сейчас оффшорная турбина – 15–18 МВт, диаметр ротора 260 м, лопасти в 120 м, полная высота до 300 м!
• Чем выше высота турбины – тем сильнее и стабильнее ветер.
• Мощность зависит от скорости ветра в третьей степени. Если скорость ветра удваивается (с 5 м/с до 10 м/с), выработка энергии вырастает в 8 раз. Небольшое снижение средней скорости ветра в регионе (например, на 10%) приводит к падению выработки на ~27%.
• Сейчас полная себестоимость генерации энергии от ветряков самая низкая в Европе – в среднем от 0.034 до 0.08 доллара за 1 КВт/ч, это в разы дешевле, чем газовые ТЭС в Европе и примерно сопоставимо с российской себестоимостью на ТЭС. Себестоимости генерации электроэнергии из ветряков самая низкая среди всех источников генерации.
• Капитальные расходы на возведение ветряков на суше около 1 тыс баксов за 1 КВт мощности и около 3 тыс на море и это в разы дешевле, чем традиционные источники генерации в Европе. Цены упали вдвое за 15 лет из-за оптимизации производства, а физическая эффективность выросла на 15-30%.
Самые важные в мире страны по объему выработки энергии из ветро-генерации (на них приходится стабильно 81-82% от мировой генерации):
• Китай – 997 ТВт·ч
• США – 458 ТВт·ч
• Германия – 139 ТВт·ч
• Бразилия – 108.5 ТВт·ч
• Великобритания – 84.1 ТВт·ч
• Индия – 81.5 ТВт·ч
• Испания – 62.6 ТВт·ч
• Франция – 47.1 ТВт·ч
• Канада – 46.8 ТВт·ч
• Швеция – 40.5 ТВт·ч.
В Китае темпы внедрения ветро-генерации невероятные. В 2007 совокупная выработка энергии от ветра была всего 5.5, в 2010 уже 49.1, в 2015 достигли 185.5, в 2020 – 446 ТВт·ч, а к 2024 удвоились относительно 2020 – это феноменально.
Для сравнения, с 2015 года в Европе в среднем чистый прирост генерации составляет по 36 ТВт·ч в год и 28 ТВт·ч за последние 4 года, а в Китае темпы почти в 5 раз больше, чем во всей Европе.
За последние 4 года общемировой прирост генерации от ветра составил 915 ТВт·ч, где Китай забрал на себя 530 ТВт·ч, т.е. почти 60% мирового прироста за Китаем.
Помимо Китая очень высокие (в национальном измерении) темпы внедрения ветряков в Бразилии – рост почти в 9 раз объема генерации за 10 лет, в Канаде и Швеции рост в 3.6 раза, а в США, Германии, Великобритании и Индии рост в 2.4-2.6 раза за 10 лет.
Какие страны потенциально через 5-10 лет могут войти в топ по объему прироста генерации? Австралия, Вьетнам и Тайвань в Азии, Аргентина, Польша и Турция.
Какие страны имеют самую высокую доля ветряной генерации в структуре совокупной генерации электроэнергии в стране?
• Дания – 57.8% всей генерации от ветра
• Литва – 45%
• Ирландия – 36.8%
• Великобритания – 29.5%
• Португалия – 28.6%
• Германия – 27.9%
• Нидерланды – 27.1%
• Финляндия – 24.8%
• Швеция – 23.5%
• Испания – 21.9%.
В целом по Европе доля ветро-генерации составляет рекордные 16.2% (628 ТВт·ч), по Южной и Центральной Америке – 10% (150.3 ТВт·ч), в Северной Америке – 9.3% (525 ТВт·ч, где в США доля достигла рекордных 9.9%), в Азии – 7.21% (1163 ТВт·ч), где почти все у Китая.
Что такое солнечная генерация?
• Главное ограничение – физическая невозможность работать ночью. Средний КИУМ (Capacity Factor) у солнца самый низкий среди всех видов генерации – всего 15–20%. Чтобы заместить 1 ГВт атомной энергии, нужно построить 5-6 ГВт солнечных мощностей.
• Для самого массового типа панелей (кремниевых) теоретический предел КПД составляет ~33-34%. Современные коммерческие панели достигли КПД в 20–24%.
• В отличие от ветра, здесь нет «кубического роста» – зависимость выработки от света линейная, но есть парадокс: при сильном нагреве (в жару) эффективность панелей падает (температурный коэффициент). При прочих равных удвоение солнечной энергии даёт близкое к удвоению увеличение мощности; рост температуры снижает эффективность.
• Свыше 99% всей солнечной генерации – это Solar PV (Фотовольтаика), а остальное CSP (Концентрированная): система зеркал, концентрирующих свет в одной точке, нагревающих башню с солью/маслом.
• Значительно проще масштабирование. В отличие от ветряков с их гигантскими лопастями, солнечные панели стандартны, перевозятся в обычных контейнерах и не требуют сложной спецтехники.
• В солнечной генерации всегда одновременно устанавливаются балансирующие мощности и аккумуляторы для сглаживания крайне неравномерной и непредсказуемой генерации.
• Стоимость капитальных расходов упала радикально – почти в 8-9 раз с 2010 по 2024-2025 года (от 5300-6000 баксов за 1 КВт мощности до 700 баксов сейчас), а себестоимость генерации упала в 10 раз с 0.42 центов за 1 КВт/ч до 0.043.
Китай дешевле, ЕС/США дороже. В 2024: Китай 0.033 USD/kWh, ЕС примерно 0.06-0.08, США около 0.050-0.070 USD/kWh.
• Плотность генерации энергии низкая – 6-20 Вт/м2, тогда как у ветряков 1-5 Вт/м2, что на порядки меньше традиционной генерации. Сама башня занимает ничтожную площадь (фундамент), но ветряки должны стоять далеко друг от друга (5-7 диаметров ротора), чтобы не забирать ветер у соседей. Если считать всю площадь ветропарка, плотность экстремально низкая. Если считать только фундамент — она высокая,
Сейчас 80% мировой генерации от солнечной энергии у ТОП-10:
• Китай – 839 ТВт·ч
• США – 306.2 ТВт·ч
• Индия – 137 ТВт·ч
• Япония – 97 ТВт·ч
• Германия – 74 ТВт·ч
• Бразилия – 71.3 ТВт·ч
• Испания – 56.5 ТВт·ч
• Австралия – 50.2 ТВт·ч
• Италия – 36.2 ТВт·ч
• Корея – 32.7 ТВт·ч
В Китае невероятный, взрывной рост. Еще в 2010 году Китай не имел ничего – менее 1 ТВт·ч генерации, в 2015 нарастил до 40 ТВт·ч, в 2020 – 261 ТВт·ч, а сейчас наращивает по 250 ТВт·ч в год!
Практически все страны начали внедрение солнечной генерации с 2010 года, за исключением США, Японии, Германии и Испании, которые имели тогда свыше 3 ТВт·ч, а в сумме – 26 ТВт·ч.
Следить нужно еще за Вьетнамом, Тайванем, Чили, Мексикой, Турцией и Нидерландами, где высокие темпы роста солнечной генерации, но еще не попали в ТОП-10.
В каких странах наибольшая доля солнца в общей генерации в 2024 году?
• Венгрия – 24%
• Чили – 22.7%
• Испания – 19.8%
• Кипр – 18.8%
• Греция – 18.3%
• Австралия – 17.8%
• Литва – 17.7%
• Нидерланды – 17.6%
• Германия – 14.9%
• Португалия и Болгария – 14.1%.
По регионам: в Азии уже 7.6% от всей генерации за солнечной энергией, в Европе – 9.32%, в Южной и Центральной Америке – 7.25%, а в Северной Америке – 6.07%. Самая низкая доля – в России и странах СНГ, где в совокупности менее 0.7%.
Чтобы ощутить масштаб: мировая генерация в 2004 была всего 3 ТВт·ч, в 2010 выросла до 33.9 ТВт·ч, в 2015 – 256 ТВт·ч, в 2020 – 857 ТВт·ч, а в 2024 – 2112 ТВт·ч, причем в 2024 чистый прирост по миру составил 461 ТВт·ч – это столько, сколько было создано за всю историю до 2017 включительно. С 2021 года генерация удвоилась всего за три года.
Солнечная генерация является доминирующим источником прироста генерации в ВИЭ главным образом за счет универсальности и масштабируемости – гораздо меньше технических требований по сравнению с ветряками.
Уже в этом году солнечная генерация может обогнать все мировые АЭС.
Рябов Павел (spydell)
https://t.me/s/spydell_finance