Экономика будущего насквозь пропитана электроэнергией

Журналист, эксперт Центра ПРИСП Евгений Огородников – о развитии ведущих отраслей потребления электричества.

Дефицитный ресурс будущего — электроэнергия. В прошлом году произошло знаковое событие: потребление электричества электромобилями в США превысило потребление электричества железнодорожным транспортом. Да, США теперь не самая развития железнодорожная держава, однако это и не самый крупный рынок электромобилей. Электротягой здесь оснащен лишь каждый десятый продаваемый автомобиль (9%), а количество электромобилей в общем автопарке чуть выше статпогрешности: менее 2%. И вот этот небольшой автопарк потребил почти 8 ТВт⋅ч электроэнергии, или около 0,2% всей генерации Штатов.

Автопарк электромобилей в США в ближайшие годы будет расти в геометрической прогрессии, а вместе с ним и потребление электроэнергии. При этом даже небольшие проценты прироста потребления электричества — это очень серьезный вызов для сложившейся энергетической инфраструктуры, в первую очередь для сетевого хозяйства, развитие которого упирается в дороговизну земли и обширную территорию США. К тому же одна быстрая заправка электроавтомобиля требует ЛЭП и трансформатора как для питания небольшого города.

На крупнейшем автомобильном рынке мира, китайском, уже в этом году ожидается еще более знаковое событие: электрокаров будет продано больше, чем автомобилей с прямым приводом от ДВС. Национальные энергетики непременно отметят этот день, в том числе вводом в эксплуатацию очередной угольной ТЭС, так как многомиллионный автопарк страны теперь необходимо заправлять электричеством. Какие бы красивые диаграммы ни рисовало Международное энергетическое агентство (МЭА), в том же Китае 60% электроэнергии производится из угля. В мировом энергобалансе это 35%, уголь по-прежнему остается основным первичным источником для производства электроэнергии на планете.

При этом КПД современного дизельного ДВС — более 50%, тогда как КПД современной угольной ТЭС — менее 40% (без учета затрат на очистку выбросов). Из этой величины необходимо вычесть от 10 до 15% потерь на доставку электроэнергии (в зависимости от сети напряжения и числа трансформаций электричества по пути от электростанции до розетки) и еще столько же — на потери во время зарядки (превращение электрической энергии в химическую реакцию и обратно), ну и итоговую цифру помножить на КПД электродвигателя — 75‒90% (в зависимости от режимов нагрузки). В результате подсчетов мы, к своему удивлению, обнаружим, что итоговая эффективность электромобиля заметно ниже, чем у старой, проверенной поршневой тяги.

Впрочем, вопрос электромобилизации крупнейших рынков планеты — США, Китая, Европы — уже предрешен национальными стратегическими программами: по прогнозам МЭА, количество электромобилей в мире к середине следующего десятилетия превысит 500 млн единиц, увеличившись десятикратно. Спорить со стратегами, приводя цифры экономической целесообразности, бесполезно. Пример снесенных АЭС в Германии во время бушующего энергокризиса тому подтверждение.

Параллельно развивается еще один рынок поглощения электричества: идет мировая гонка за автоматизацию производств. В этой гонке вновь лидирует Китай, заменяя труд рабочих автоматами. Ежегодно в стране устанавливается несколько сотен тысяч промышленных роботов. Следующими после Китая в рейтинге идут Япония, США, Республика Корея и Германия. Питаются роботы не росой, однако оценить рост спроса на электроэнергию со стороны роботов-промышленников мы пока не беремся.

Еще одно направление — майнинг криптовалют. После фактической легализации биткоина в США Комиссией по ценным бумагам (SEC) в начале этого года теперь эта индустрия неминуемо будет постепенно входить в правовое поле. На текущий момент крупнейшие в мире майнинговые мощности установлены в Штатах. По оценке минэнерго США, потребление электроэнергии при майнинге биткоинов в Соединенных Штатах находится в диапазоне от 25 до 91 ТВт⋅ч. Это от 0,6 до 2,3% всей потребности США в электроэнергии в 2023 году. И аппетиты центров обработки данных динамично растут: в последнее время мощность майнинга удваивается ежегодно. Кроме того, увеличивается число криптовалют и протоколов для майнинга.

Наконец, четвертая отрасль, способная в перспективе поглощать электроэнергию в объемах, необходимых для снабжения небольшой прибалтийской или скандинавской страны, — искусственный интеллект. Так, на прошлой неделе появилось сообщение, что поисковый запрос к искусственному интеллекту потребляет в десять раз больше электроэнергии, нежели обычный запрос в поисковике.

Компания Hugging Face, выступающая одним из разработчиков больших языковых моделей, заявила, что при обучении ее платформе потребовалось 433 МВт⋅ч электроэнергии. Примерно столько же нужно, чтобы на год обеспечить энергией 40 средних американских домохозяйств. ChatGPT как более масштабный проект потребляет около 564 МВт⋅ч в день. Исходя из этих данных, если бы для каждого поискового запроса в Google использовался ИИ, это потребовало бы около 29,2 ТВт⋅ч энергии в год — примерно столько же потребляет Ирландия.

При этом рынок ИИ только формируется. Серверы будут наращивать потребление энергии, и к 2027 году его совокупный объем может дойти до 85–134 ТВт⋅ч в год. Этот объем сопоставим с потребностями более крупных стран, например Аргентины, Нидерландов, Швеции.

Экономика будущего насквозь пропитана электроэнергией. Она будет создаваться электричеством, жить им и умирать в его отсутствие. Тут можно долго рассуждать о тупиковости энергоперехода (ВИЭ не могут дать электричество, сравнимое по цене и предсказуемости с ископаемым топливом), о том, что Европу выдавливают с рынка электроавтомобилей, ЦОДов, автоматизированного промышленного производства и т. д. Однако скажем лишь одно: в США основным источником первичной энергии для получения электроэнергии стал природный газ, а в начале этого года страна приостановила выдачу новых лицензий на экспорт СПГ.

Печать