Будущее наступило раньше: почему наши прогнозы по стоимости энергии не оправдываются

Аккумулятор FIAMM 12 FLB 400 P

В то время как солнечные модули и аккумуляторы стали символами стремительного прогресса, большинство энергетических моделей по-прежнему застряли в прошлом. Новый глобальный анализ показывает, что стоимость возобновляемых источников энергии снижается гораздо быстрее, чем ожидалось. Солнечные фотоэлектрические системы, ветряные электростанции и аккумуляторные технологии уже достигли ценового уровня, который, согласно прогнозам, должен был появиться на много десятилетий позже. Этот необоснованный пессимизм может привести к нерациональному расходованию миллиардов долларов на инвестиции в борьбу с изменением климата и исказить долгосрочные стратегии декарбонизации.

Точное прогнозирование стоимости технологий является краеугольным камнем эффективного планирования энергетического перехода. Несмотря на стремительное снижение стоимости технологий возобновляемой энергетики, большинство энергетических моделей и политических анализов по-прежнему основаны на устаревших предположениях.

Новое исследование, проведённое учёными из Кентерберийского университета, Университета Лаваля, Немецкого аэрокосмического центра (DLR) и Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), под названием «Не слишком ли мы пессимистичны? Прогнозы стоимости солнечной фотоэлектрической энергии, энергии ветра и аккумуляторов завышают реальные затраты во всём мире», опубликованное в Applied Energy, представляет собой систематический обзор 40 исследований и 150 долгосрочных сценариев развития технологий возобновляемой энергетики. Мы сравнили их прогнозируемые затраты (с поправкой на инфляцию в долларах США 2023 года) с реальными рыночными данными и обнаружили устойчивую тенденцию: прогнозы затрат слишком пессимистичны.

Стоимость солнечных панелей и аккумуляторов падает быстрее, чем камень

В случае с солнечной фотоэлектрической энергией, которая лежит в основе энергетического перехода, разрыв между прогнозируемыми и реальными затратами особенно заметен. По оценкам большинства исследований, к 2050 году стоимость фотоэлектрических систем промышленного масштаба составит от 160 до 630 долларов за кВт. Однако сегодня средний мировой показатель уже составляет около 500 долларов за кВт и может быть ещё ниже, как указано в последнем отчёте о тенденциях МЭА-PVPS. Похоже, будущее наступило на несколько десятилетий раньше. Несмотря на различные попытки в прошлом указать на риск недооценки технологий возобновляемой энергетики и, в частности, солнечной фотоэлектрической энергии, предпринятые, например, Викторией и др., Джаксой-Розен и Трутневите и Сяо и др., эта проблема сохраняется во всех энергетических сценариях.

Эта переоценка затрат имеет значение. Во многих моделях энергетических систем из-за завышенных затрат солнечная энергетика выглядит менее конкурентоспособной по сравнению с ископаемым топливом, что приводит к более консервативному подходу к политике и недостаточному инвестированию в интеграцию в энергосистему и хранение энергии. То же самое относится к аккумуляторным системам хранения энергии, где сегодняшние затраты уже ниже, чем в большинстве прогнозов на 2030 год.

Почему прогнозы остаются консервативными

Проблема заключается не столько в производительности технологий, сколько в предположениях, лежащих в основе моделей. Многие прогнозы затрат по-прежнему основаны на устаревших предположениях и непоследовательных региональных факторах, таких как темпы обучения и затраты на нематериальные активы, которые могут искажать реальную картину сокращения капитальных затрат.

Распространённым ограничением является использование единых ставок дисконтирования для всех стран. При этом не учитываются региональные условия финансирования, профили рисков и структура льготных тарифов, которые существенно влияют на реальную экономику проектов в сфере возобновляемой энергетики. В действительности стоимость капитала для солнечной электростанции в Германии существенно отличается от стоимости капитала в Индии или Чили, однако во многих моделях по-прежнему используется единая глобальная стоимость капитала. Проблемы, связанные с энергетическими сценариями, могут быть связаны не столько с определением правильной стоимости капитала на текущий момент, сколько с тем, как лучше спрогнозировать её на будущее, зачастую на десятилетия вперёд, как это обсуждается исследователями.

В то время как темпы освоения солнечных фотоэлектрических систем и аккумуляторов, как правило, остаются относительно стабильными с течением времени, количество совокупных удвоений и, следовательно, масштаб снижения затрат часто устанавливаются слишком консервативно при прогнозировании. Такие упрощения могут исказить оценку уровняized cost of electricity (LCOE), из-за чего возобновляемые источники энергии могут казаться более дорогими, чем они есть на самом деле, а в других случаях могут не учитываться условия, при которых затраты могут быть ещё ниже (особенно на рынках с высоким уровнем внедрения и низким уровнем риска). В результате возникает систематическая ошибка, которая сужает диапазон ожидаемых затрат и недооценивает реальные темпы технологического прогресса.

Данные из обновленных наборов данных

Обнадеживает тот факт, что новые наборы данных постепенно набирают популярность. Например, в ежегодном технологическом обзоре Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США (NREL) прогноз стоимости фотоэлектрических систем промышленного масштаба на 2050 год был снижен более чем на 50 % по сравнению с изданиями 2015 и 2024 годов. Однако даже эти улучшенные оценки все еще отстают от реальных рыночных тенденций.

Аналогичную тенденцию можно наблюдать в наземной и морской ветроэнергетике. Хотя в прогнозах и говорится о снижении затрат, они часто недооценивают скорость этого снижения. Морская ветроэнергетика, в частности, остается нестабильной отраслью с более высокими капитальными затратами из-за сложности инфраструктуры и цепочки поставок, однако ее долгосрочный потенциал для обучения остается высоким, учитывая значительный потенциал развертывания вдоль густонаселенных береговых линий по всему миру.

Последствия для моделирования энергосистем

Прогнозирование затрат — это не просто теоретическая работа. Оно напрямую влияет на то, как национальные и международные модели планируют и расставляют приоритеты для будущих энергосистем, а также определяют, куда направлять миллиардные инвестиции.

Когда модели основаны на консервативных предположениях, возобновляемые источники энергии кажутся менее конкурентоспособными, а дополнительные технологии, такие как «зелёный» водород, преобразование энергии в топливо, химикаты и материалы, а также электромобили, — менее жизнеспособными. Это, в свою очередь, может ввести политиков и инвесторов в заблуждение и заставить их выбирать более дорогостоящие и медленные пути перехода.

На практике недооценка будущего снижения затрат не просто искажает представление о технологическом потенциале, но и может привести к миллиардным убыткам, которых можно было бы избежать. Откладывая внедрение возобновляемых источников энергии, страны рискуют застрять в инфраструктуре, основанной на ископаемом топливе, упустить возможности получения более дешёвой чистой энергии и повысить долгосрочные цены на энергоносители для потребителей.

Устаревшие представления о затратах также могут привести к задержке внедрения технологий, которые уже сегодня конкурентоспособны с точки зрения затрат. Другими словами, они не только замедляют переход, но и удорожают его.

Призыв обновить предположения

Анализ показывает, что реальные инновации постоянно опережают прогнозы. Солнечные фотоэлектрические модули, аккумуляторы и связанные с ними технологии совершенствуются быстрее, становятся дешевле и масштабируются быстрее, чем ожидалось. Чтобы модели и стратегии оставались надёжными, базы данных о затратах должны часто и прозрачно обновляться с учётом региональных ставок дисконтирования и эмпирически обоснованных кривых обучения.

В противном случае мы рискуем спроектировать будущее, которое уже устарело. Рынки готовы строить энергетическую систему будущего уже сегодня, и прогнозы затрат должны отражать эту динамику. Энергетический переход не будет ждать, пока слишком медленные прогнозы наверстают упущенное. Вывод очевиден: модели должны развиваться так же быстро, как и технологии, которые они призваны прогнозировать.

Заглядывая в будущее

Темпы снижения стоимости солнечных фотоэлектрических систем, ветряных электростанций и аккумуляторов продолжают превосходить ожидания благодаря их повсеместному внедрению, совершенствованию цепочек поставок и улучшению финансовых условий. Вопрос уже не в том, станут ли эти технологии дешевле, а в том, насколько быстро они подешевеют и смогут ли применяемые модели и стратегии идти в ногу со временем.

Чтобы не зацикливаться на устаревших предположениях, базы данных о затратах должны развиваться так же быстро, как и технологии, которые они описывают: их нужно часто обновлять, адаптировать к региональным условиям и учитывать реальный опыт, который уже есть на мировых рынках.

Консервативные оценки могут показаться осторожными, но на практике они могут привести к задержке инвестиций, замедлению электрификации и увеличению долгосрочных затрат на систему, став причиной дорогостоящих колебаний. Точные и динамичные предположения необходимы для планирования будущего, которое будет соответствовать скорости внедрения инноваций. Энергетический переход уже начался, о чем свидетельствует тот факт, что более 90 % всех новых энергетических мощностей приходится на возобновляемые источники энергии.