Солнечная энергетика: смещение к югу
Десять лет назад солнечная энергетика росла быстрее всех других направлений мировой энергетики. Появление новых материалов и технологий давало повод для оптимистичных сценариев её развития и дальше. Какие прогнозы и предположения, сделанные десять лет назад, оказались верными? Какое место занимает сейчас солнечная энергетика в структуре мировой энергетики и есть ли у неё перспективы в нашей стране?
С 2013 по 2021 год мировое производство электроэнергии выросло с 23 450 ТВт·ч до 28 450 ТВт·ч — на 21% (рис. 1). Примерно 60% этого роста пришлось на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — выработка электроэнергии на их основе увеличилась с 5000 до почти 8000 ТВт·ч (рис. 2), или на 58%, и их доля в мировом производстве электроэнергии выросла с 22% до 28%.
При этом производство «солнечной» электроэнергии (то есть на солнечных фотовольтаических батареях) взлетело в 7,5 раза — с менее 140 до более 1000 ТВт·ч, так что её доля в мировом масштабе возросла с незначительных 0,6% до уже заметных 3,6%.
Как изменился список лидеров мировой солнечной энергетики с 2013 года? Десять лет назад шесть из десяти первых мест занимали европейские страны (см. статью: М. Берёзкин. Укрощение солнца. — «Наука и жизнь» № 12, 2013 г.). И безусловным лидером была Германия, на которую тогда приходилась почти треть всех установленных мощностей и более четверти всего производства солнечной электроэнергии в мире (см. табл. 1 и 2). Теперь же Германия сместилась на четвёртое место по мощностям и на пятое по производству солнечной электроэнергии в мире, доля которого упала с 25% до 5%.
Кроме Германии, в списке топ-10 из европейцев остались лишь Италия и Испания — самые солнечные страны этой части света. Первые четыре места в производстве заняли Китай (с огромным отрывом от остальных — сейчас на эту страну приходится четверть мирового производства солнечной электроэнергии), США, Япония и Индия, последняя, можно быть уверенным, в ближайшие пять—десять лет обгонит не только Японию, но и США. Появились и новые лидеры — Южная Корея, Вьетнам, Бразилия, то есть солнечная энергетика уверенно сдвигается ближе к экватору, где энергию из солнца можно получать в большем количестве, более стабильно и при меньших затратах.
Ещё нагляднее этот сдвиг в сторону солнечных стран виден при сопоставлении введённых мощностей и производства электроэнергии. Например, по итогам 2022 года Вьетнам ещё не входил в мировой список топ-10 по установленным фотовольтаическим мощностям, но по выработке электроэнергии на солнечных батареях он уже в 2021 году оказался на седьмом месте в мире. А, например, с Нидерландами случилась обратная ситуация — страна занимает девятое место в первом случае и находится вне десятки лидеров — во втором (рис. 3, 4). Подобная ситуация связана с тем, что во Вьетнаме единица мощности вырабатывает больше энергии. То же мы видим, если сравним Германию и Индию: в 2022 году по мощностям последняя чуть-чуть отставала от Германии (вероятно, на момент написания этих строк уже перегнала), но при этом в 2021 году опережала её по производству. Великобритания в 2013 году была на девятом месте по мощностям, но не входила в десятку по производству. В Германии все прошедшие десять лет солнечная энергетика активно поддерживалась на государственном уровне, при этом мощности выросли в 1,8 раза, а производство — в 1,6 раза (в среднем в мире соответственно в 8 и 9 раз); для сравнения, в Китае мощности выросли в 22 раза, а производство — в 36 раз.
Если говорить о крупнейших солнечных электростанциях мира, занимающих площади в десятки квадратных километров, то расположены они, как правило, в пустынных малонаселённых местностях (табл. 3).
Наблюдаемое смещение вводимых мощностей и объёмов производства закономерно — природу не обманешь, и гелиоэнергетика неизбежно будет и дальше перемещаться в более солнечные страны, и в число лидеров в ближайшие, если не годы, то десятилетия, войдут и другие страны Азии, Ближнего Востока, Африки и Латинской Америки.
Мировое производство солнечных модулей растёт экспоненциально и за 2021 год составило более 240 ГВт, в то время как ещё 10 лет назад оно было менее 40 ГВт в год1. Если большинство крупнейших солнечных парков мира находится в Индии, то по производству солнечных модулей на данный момент лидирует Китай, его доля в этом объёме составляет 75%2. На втором месте — Вьетнам (6,8%), далее следуют Малайзия (3,7%), Южная Корея (3,3%), США (2,7%), Индия (2,1%), Таиланд (1,2%). На все европейские страны приходится всего 0,9% и столько же — на Японию.
1 По данным Statistica.com: Annual solar module production worldwide 2021.
2 По данным Statistica.com: Regional distribution of solar module production.
С чем связан такой быстрый рост солнечной энергетики? Конечно, огромную роль сыграла государственная поддержка энергетики, построенной на ВИЭ в большинстве стран, что связано с общим курсом на снижение выбросов парниковых газов. Но в случае гелиоэнергетики главным оказалось резкое снижение стоимости энергии. Например, за прошедшее десятилетие средние удельные инвестиционные затраты на строительство солнечных электростанций снизились примерно с $4800 на 1 кВт установленной мощности до $850 на 1 кВт