Новая формула энергетического перехода
Аннотация. Проводится анализ кризисных явлений начала 20‑х годов XXI века и их влияния на онтологическую картину мира, цели и задачи трансформации энергетики. Представлены гипотезы о новой онтологии развития и новой формуле энергетического перехода, дано их раскрытие на примерах новых энергетических практик. Предложен механизм дальнейшей практической работы по проверке этих гипотез и превращению их в смысловую платформу энергетики будущего.
Ключевые слова: устойчивое развитие, энергетический переход, регионы ускоренного развития, позитивная свобода, новый космизм.
Введение
Российские политики, отраслевые специалисты и эксперты, изучая системные вопросы энергетики будущего, вынуждены выбирать между продолжением советского энергетического проекта и западной идеи энергетического перехода. За ними стоят разные онтологии развития — базовые представления об устройстве природы, общества и человека, — разные матрицы мышления. Многие этого не осознают, но, по большому счету, когда мы горячо спорим о целесообразности программы поддержки ВИЭ или о модернизации старых тепловых генерирующих мощностей, то на самом деле происходит столкновение разных онтологий, разных картин мира.
Трансформация общественного сознания — это сложный естественный процесс, связанный с уровнем материального благополучия и качеством социальных отношений, особенностями культуры и историческим опытом этого общества. По всей видимости,
Кризисная ситуация
Пандемия коронавирусной инфекции, вторую волну которой переживает в настоящее время весь мир, не только спровоцировала самый значительный экономический спад со времен Великой депрессии, но и с феноменальной очевидностью выявила глубокий внутренний кризис сложившейся миросистемы. Вызов, брошенный эпидемией, оказался слишком сложным и многофакторным. Он требует быстрых и комплексных решений, высокой согласованности действий на уровне частного капитала, государственных и международных структур. Существующие институты оказались к такому вызову не готовы.
Пандемия не только сама по себе явилась глобальной проблемой, но и выступила катализатором других кризисных процессов в мире. Локдауны, заморозка экономической деятельности и торговых операций спровоцировали мировой экономический кризис. По последним оценкам МВФ, процессы, вызванные коронавирусом, приведут в 2020 году к сокращению объема глобальной экономики на 4,4% [1]. Это сказалось на мировой энергетике. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2020 году компании отрасли в силу упавших цен и спроса на нефть могут недосчитаться 1 трлн долларов выручки, а также 400 млрд долларов инвестиций. Это падение на 20% по сравнению с показателями прошлого года [2]. Одним из важных последствий этого стала переоценка инвестиционной привлекательности традиционной и новой энергетики. По мнению Wood Mackenzie, в силу снижения стоимости строительства объектов возобновляемой энергетики, при цене нефти менее 35 долларов за баррель, вложения в них уже сегодня обеспечивают не меньшую отдачу, чем инвестиции в нефтегазовые проекты, и при этом сопряжены с меньшими рисками [3].
Неслучайно в попытке ответа на вопрос, что же спасет экономику от коронавирусного кризиса, западные эксперты все больше сходятся во мнении: спасение кроется в решении другой глобальной проблемы — климатической. Во время Великой депрессии «Новый курс» президента США Франклина Рузвельта позволил «разогнать» экономику страны за счет вложений в энергетику и инфраструктуру, сейчас аналогичную роль могли бы исполнить национальные программы декарбонизации[4] и инвестиции в энергетический переход. К таким широкомасштабным инвестициям в совместном плане пост-коронавирусного восстановления мировой экономики призывают МЭА и МВФ. Согласно их оценкам, за счет мер государственного стимулирования в 2021–2023 годах получится нарастить инвестиции в энергетический переход до 1 трлн долларов в год, что в итоге создаст дополнительный ежегодный прирост мировой экономики на 1,1%, обеспечит 270 млн человек устойчивым доступом к электроэнергии, а также позволит каждый год открывать по 9 млн новых рабочих мест[5]. Правительства ряда стран включили в программы выхода экономики из кризиса существенное финансирование на поддержку «зеленых» мероприятий.
В то же время, ведущие экономисты высказывают сомнения, смогут ли предложенные меры по декарбонизации решить проблемы потепления климата. Международное энергетическое агентство ожидает, что глобальные промышленные выбросы парниковых газов будут примерно на 8% ниже в 2020 году, чем в 2019 году, что является крупнейшим ежегодным падением со времен Второй мировой войны. Но это падение раскрывает важнейшую правду о климатическом кризисе. Проблема слишком велика и сложна, чтобы ее можно было решить путем отказа от самолетов, поездов и автомобилей. Даже если жизнь людей претерпит огромные изменения, перед миром все равно будет потребность сокращения выбросов на 90% для того, чтобы достичь целей Парижского соглашения [6]. Для действенной борьбы с потеплением климата требуется существенно более кардинальная трансформация экономической модели общества [7], а также более радикальное вовлечение в решение этих проблем передовых исследований и разработок [8].
Получается, что в рамках сегодняшней, практически мальтузианской онтологии развития, экологическое восстановление попадет в ловушку: мобилизованные государствами и международными институтами инвестиции, возможно, и приведут к краткосрочному разгону экономического роста, но не обеспечат решения климатической проблемы и потому не сформируют долгосрочного эффекта. Такая ловушка возникает потому, что климатический кризис является ничуть не менее комплексным по своей природе и требующим не менее сложных, высокотехнологичных и кооперативных решений, чем борьба с коронавирусом.
Онтология цветущей сложности
Доминирующая в настоящее время во многих развитых странах мира онтология устойчивого развития базируется на трех китах: экологичности, неолиберальной модели общественно-экономических отношений и концепции негативной свободы.
Экологические проблемы, проявившиеся в результате индустриального вмешательства человека в природную среду, в 1960–1970 годах вызвали мощное теоретическое и практическое движение, основанное на идеях нового экологического сознания, исходящего из того, что у человека нет права вмешиваться в естественный, устоявшийся, саморегулирующийся порядок природы со своими планами и свершениями. Сторонники экологизма настаивали на переходе к модели развития, позволяющей за счет отказа от роста производства, регуляции рождаемости, внедрения новых чистых технологий, прекращения использования невозобновляемых ресурсов перейти к устойчивому, равновесному состоянию экономики и общества. Неолиберализм, оформившийся как отдельное направление экономической науки сразу после окончания Второй мировой войны, отталкивался при создании своей программы от доминирующей в то время кейнсианской модели, защищавшей идеи сильного государства, высоких налогов и надежной системы социальной защиты. На фоне тоталитарных режимов он предложил привлекательную систему социальных технологий, позволяющих без чрезмерных издержек согласовывать интересы разделенных индивидов с их различными желаниями. Одним из факторов привлекательности неолиберализма стало то, что он предложил понятную и простую концепцию свободы личности, которая заключалась в отсутствии внешних ограничений и насильственного вмешательства других людей (эту концепцию принято называть негативной свободой [9]). Кратким выражением этой концепции стало утверждение «Я никому не раб». В конце XX века сплав экологизма, неолиберализма и негативной свободы оказался востребованным и стал основой для трансформации мировой политики и экономики.
Однако 2020 год обнажил слабые места онтологии устойчивого развития. Экологизм, исповедующий приспособление к природе, неолиберализм, продемонстрировавший отсутствие действенных инструментов для мобилизации экономики и согласованного решения глобальных задач, негативная свобода, закрепляющая неравенство в мире аскетического культа управления истощающимися запасами ресурсов, а также всепроникающего цифрового контроля — все это не дает надежд на решение проблем изменения климата без упрощения социально-экономической жизни.
Человечеству требуется новый подход, который вместо паллиативной политики самоограничений предложит действенное, основанное на передовых достижениях науки решение глобальных проблем, открывающее перед человечеством светлую перспективу будущего. В нем каждый человек получит возможность для самореализации, отличающуюся от
Глобальные проблемы безопасности человечества и установление контроля над ситуацией с изменением климата будут решены в контексте идей и подходов нового космизма (это мировоззрение многое возьмет из русского космизма, но в то же время будет качественно от него отличаться). С позиций космизма проблема глобального изменения климата превращается в задачу по терраформированию Земли. Вопрос не в том, чтобы сдержать выбросы парниковых газов в атмосферу, а в том, чтобы создать геотехнологическую систему регулирования концентрации этих газов в атмосфере. В рамках парадигмы нового космизма человек возвращает себе право вмешиваться в природу в планетарных масштабах [11], поскольку только такое вмешательство — единственный способ действенного решения экологических и климатических проблем.
Организация общества будет трансформироваться на основе подходов так называемого посткапитализма. Экономические отношения будут замещаться роботизированными платформами, человек будет освобожден от неизбежного и необходимого рутинного труда. Это случится не одномоментно, пройдет долгая эпоха, содержащая множество этапов, на каждом из которых при помощи цифровых и социальных технологий будут сниматься трансакции определенного типа [12]. Важно отметить, что в этом контексте труд превращается из вынужденного неэквивалентного обмена работы на деньги в право на добровольное создание благ в силу внутреннего желания, то есть в форму активного творчества.
Возобладает позитивная концепция свободы, характеризующаяся возможностью и наличием ресурсов для реализации собственного потенциала индивидуума. Этой концепции присуще утверждение «Я сам себе хозяин», кроме того, неотъемлемой её частью является участие граждан в управлении или в добровольной кооперации. Движущей силой кооперации и обмена становится не торговля как форма неэквивалентного обмена, а желание создавать и получать в итоге более сложный и насыщенный смыслами и возможностями мир.
В отличие от онтологии устойчивого развития, приводящей к упрощению мира, новая онтология должна уверенно вести человечество по пути усложнения социальной жизни общества. Пользуясь метафорой русского мыслителя Константина Леонтьева, новая онтология должна вернуть человечество на путь цветущей сложности.
Позитивная повестка энергетического перехода
Во многих развитых странах мира реализуются сценарии энергетического перехода (Energy Transition). Эта концепция ориентирована на масштабное использование возобновляемой энергетики, развитие распределенной энергетики и просьюмеров, повсеместное применение в электроэнергетике цифровых управляемых устройств, обеспечивающих возможность реализации интеллектуального управления энергосистемами, основанного на межмашинном (M2M, IoT) взаимодействии. Компактное выражение энергетического перехода сводится к формуле «3D»: Decarbonization, Decentralization, Digitalization.
Эта концепция сформировалась и превратилась в руководящую политику развитых стран мира, разделяющих онтологию устойчивого развития. Она выражает ценностные установки и принципы данной онтологии. Декарбонизация является ответом на отношение к природе как превосходящей человека силе, к которой необходимо приспосабливаться. Децентрализация является естественным результатом распространения на электроэнергетику неолиберальной экономической модели рынка многих бизнес-субъектов с минимальным государственным регулированием. А дигитализация, направленная на замещение людей машинами или же на контроль людей силами машин, является последовательным воплощением концепции негативной свободы, создающей ощущение защищенности индивидуума от влияния других людей за счет формирования цифровой личной сферы (digital privacy), обеспеченной цифровым контролем других вокруг меня. В свете этого утверждения смысловым синонимом дигитализации является термин «дегуманизация». Обращает на себя внимание то, что составляющие «3D» сформулированы через отрицание, указание на то, от чего надо отказываться, а не то, к чему следует стремиться.
Для новой онтологии развития концепция «3D» не является работающей, она не задает ключевые принципы энергетической инфраструктуры в мире цветущей сложности. Чтобы вывести новую формулу трансформации энергетики, можно определить, в какое полезное свойство на следующем витке развития превратится каждое из составляющих «3D». Но можно постараться ухватить новое видение во всем объеме, проектируя образ энергетики для сверхординарных обстоятельств, например, для колонизации Марса, тем более, что этот кейс хорошо вписывается в новую онтологию развития. Для терраформирования и промышленного освоения планеты нужны будут большие энергетические мощности атомной энергетики, для постепенного развития поселений необходимы модульные энергоустановки средней и малой мощности, собирающие энергию из окружающей среды и накапливающие её в форме водорода, для предотвращения потенциально высокой аварийности инфраструктуры потребуется её многократное резервирование, для управления режимами работы такой сложной системы потребуется искусственный интеллект, а для обеспечения быстрой и многократной переорганизации энергетической системы потребуется творческое участие различных людей в её проектировании и планировании. Очевидно, что принципы декарбонизации, децентрализации, дигитализации не являются в этой ситуации полезными подсказками. Куда полезнее их диалектические продолжения «3C»: Co-sufficiency, Co-organization, Co-development.
Огромным достижением политики декарбонизации стало развитие возобновляемых источников энергии. Углеродная нейтральность является важным свойством таких источников энергии. Но, может быть, даже более важно другое их свойство — возможность извлекать энергию из внешней среды в любой точке пространства. Учитывая принципиальную стохастичность и распределенность подобного типа источников, всегда будет стоять важная задача взаимного обмена энергоресурсами между структурными элементами системы. Cо-обеспечение (Co-sufficiency) — принцип взаимного и коллективного обеспечения энергетическими ресурсами, преобразуемыми в различные полезные формы на основе универсального носителя (электроэнергии, водорода), в системе, где каждый структурный элемент вносит свой вклад в обеспечение, накопление и гибкое использование энергии. Этот принцип не ставит во главу угла использование именно возобновляемых источников энергии, особенно не всегда и не везде доступных ресурсов ветра и солнца, но предполагает акцент на модульности энергетики и коллективном участии в эффективном получении, распределении и использовании энергетических ресурсов, в том числе с концентрированных мощностей.
Децентрализация сделала свою полезную работу по слому парадигмы централизованных иерархических систем. Но ценным останется и нахождение распределенной энергетики в большой общей экосистеме, а также её способность в режиме, близком к реальному времени, осуществлять согласованное управление и переорганизацию инфраструктуры. Со-организация (Co-organization) — принцип согласованных действий множества разнородных объектов, которые в силу своей слаженности приводят к появлению синергетического эффекта: действия этих объектов как целого достигают эффект больший, чем был бы у суммы действий всех объектов, если бы они действовали поодиночке.
Современные процессы дигитализации создают лишь цифровую инфраструктуру и системы управления, способные справиться с простыми задачами для стационарных условий функционирования системы. Если же говорить о мире цветущей сложности, о гибких и динамически развивающихся поселениях и производственных объектах, о необходимости быстрого разворачивания и перестройки инфраструктуры под новые задачи, то возникает необходимость интегрировать людей и различные кибер-физические системы в общий контур управления развитием[13]. Здесь человеку, вооруженному ценностями позитивной свободы и мотивированному на творческую самореализацию, отводится роль постановщика задачи и валидатора найденных умными системами решений. Со-развитие (Co-development) — принцип организации человеко-машинных систем, позволяющий при работе со все более сложными задачами осуществлять усложнение структурных связей в этих системах на основе внутренних ресурсов, горизонтальных связей и распределенного коллективного принятия решений.
Таким образом, для мира цветущей сложности нужна концепция развития энергетики, которая использует достижения «3D», но ставит перед собой позитивные задачи, делает следующий шаг, приводящий к приобретению энергосистемами новых полезных свойств. Этот следующий шаг энергетического перехода описывается формулой «3C», который предполагает создание инфраструктуры для сложной и гибкой кооперации умных энергетических машин и творческих людей.
Новые энергетические практики концепции «3C»
А теперь, если мы вернемся с Марса, то и на Земле обнаружим энергетические практики, которые фактически являются реализацией новой онтологии развития. В частности, безуглеродные автономные энергосистемы, рынки энергетической гибкости, энергетические комьюнити — эти и другие практики воплощают новые подходы к трансформации энергетики на основе принципов «3C».
Принцип со-обеспечения (co-sufficiency) наиболее ярко проявляется в работе безуглеродных автономных гибридных энергосистем (АГЭС) с блочно-модульной структурой. Примером такой системы выступает российский проект международной арктической станции «Снежинка», реализуемый Институтом арктических технологий МФТИ при поддержке инфраструктурного центра «Энерджинет». Данный проект будет реализовываться на Ямале в рамках председательства России в Арктическом совете под эгидой рабочей группы по устойчивому развитию в Арктике (SDWG). Особенностью станции «Снежинка» является ее блочно-модульная структура, в рамках которой каждый из структурных модулей вносит свой вклад в обеспечение автономного энергоснабжения за счет генерации на основе ВИЭ или накопления энергии, а также за счет участия в гибком управлении использованием этой энергии. Это необходимо для того, чтобы станция эффективным образом могла обойтись без применения завозного углеводородного топлива. В целевом видении модули станции образуют сеть горизонтальных связей, к которой могут быть пристыкованы все новые и новые модули. Аналогичная структурная идея используется при построении орбитальных космических станций. Чем большее количество модулей собрано в общую структуру, тем большие возможности по автономному энергоснабжению получают все модули, причем это возрастание является нелинейным. Единство этой инфраструктуры обеспечивается не только электрической связностью, но и универсальным углеродно-нейтральным топливом — водородом, который будет использоваться для долгосрочного накопления производимой на базе ВИЭ энергии, её преобразования в электричество, тепло, топливо для транспортных средств и робототехники. Именно водород создает условия для устойчивой и надежной работы такой сложноорганизованной, стохастичной, развивающейся энергосистемы, в то числе имеющей мобильные компоненты.
Все более распространенной новой энергетической практикой, реализующей принцип со-организации (сo-assembly), является платформенное управление агрегированными множествами объектов распределенной энергетики — источниками мощности и гибкости. Эта практика может реализовываться как на локальном уровне внутри микрогридов, где такие платформы формируют со-организующееся энергетическое сообщество, так и на национальном и даже региональном уровне больших энергосистем, где платформенные решения используются для создания виртуальных электростанций, интеграции в оптовые рынки накопителей электроэнергии и управляемой нагрузки. Сетевые и домашние накопители энергии, в том числе подключенные к крышным солнечным панелям, зарядные станции для электромобилей, малая газовая генерация, управляемые нагрузки, например, подключенные к интернету вещей домашние водонагреватели и кондиционеры, объединяются на платформе в динамически меняющуюся совокупность источников энергетической гибкости — пул гибкости — и оказывают соответствующие услуги системным операторам энергосистем, сетевым компаниям, крупной генерации (особенно — ветровой), операторам микрогридов. Примером уже реализованных платформ такого типа выступает британская Piclo Flex — первая в мире платформа для торговли энергетической гибкостью, проходящая пилотное внедрение в национальном масштабе. Проекты по разработке подобной платформы ведутся и в России, в рамках НТИ «Энерджинет». Платформа такого типа не является просто автоматизированной системой управления, поскольку предполагает не директивное управление источниками гибкости, но рыночное взаимодействие за счет заключения краткосрочных самоисполняющихся контрактов. Эффект от работы платформ проявляется в появлении в энергосистеме доступных регулировочных мощностей, которые могут быть использованы для управления частотой, снижения цен на оптовом рынке, расшивки узких сечений, повышения системной надежности и запаса устойчивости, оптимизации загрузки генерирующих мощностей, повышения КИУМ и доли ВИЭ в энергобалансе и множестве других задач оптимального управления энергосистемами любого масштаба.
Принцип со-развития (сo-development) означает еще более развитый уровень кооперативного поведения, чем в описанных ранее примерах, приводящий не только к получению оперативных результатов, но к достижению долгосрочных эффектов, связанных с усложнением самой совокупности взаимодействующих объектов, решению новых задач. Данный принцип может быть реализован при помощи технологий коллективного планирования и проектирования, обеспечивающих сочетание глубоких инженерных знаний и высоких технологий с возможностью учета множества интересов и мнений сообществ и отдельных людей без привлечения специализированных институтов. Частными случаями реализации данного принципа выступают некоторые энергетические сообщества, частично переходящие на платформенные механизмы краудфандинга (в том числе, с использованием блокчейна) как альтернативы банковским кредитам и инвестициям. Они используют рычаги прямой демократии в локальном масштабе для того, чтобы выстраивать коллективные проекты развития инфраструктуры своих сообществ. Примерами энергетических сообществ, реализующих принцип со-развития, являются экологические коммуны-поселения Aarde Huizen[14], Schoonschip[15], De Ceuvel[16] и Republica Papaverweg[17] в Нидерландах, использующие цифровые решения, созданные компаниями Spectral и Metabolic. Эти энергетические сообщества образуют локальные со-развивающиеся группы, самостоятельно порождающие инфраструктурные решения для оригинальных форм жизнедеятельности.
Территории ускоренного развития новой энергетики
Для развития новых энергетических практик и технологий на базе концепции «3C» и в контексте новой онтологии развития нужны особые механизмы — своеобразные инкубаторы нового энергетического уклада, новых энергетических и технологических рынков [18]. Россия — большая страна, разные её регионы могут стать площадками для «выращивания» энергетических практик, референтных для разных стран мира. В зависимости от особого геоклиматического профиля каждого региона, его экономической специализации, социо-культурных особенностей могут формироваться условия для возникновения и ускоренной эволюции нового образа жизни и деятельности, а также адекватной им энергетической инфраструктуры.
Например, в ЯНАО может развиваться практика автономных безуглеродных поселений для Арктической зоны, на Сахалине — формироваться водородное общество, а в создаваемой в настоящее время территории федерального подчинения «Сириус» — молодежный город будущего с полноценным интернетом энергии. Такие территории, предложенные администрациями субъектов России и муниципальными образованиями в качестве площадок формирования желательного будущего, могли бы отбираться на конкурсных условиях и поддерживаться, в том числе федеральной властью, государственными компаниями и институтами развития.
Выводы
Текущий год стал сложным годом, в котором в единый пазл сложился комплекс разнородных кризисов. Это заставляет нас не только решать задачи выхода из этих кризисов, но и задачи создания своего варианта новой нормальности, восходящей к необходимости формирования и присвоения новой онтологии развития. Доминирующая в настоящее время в экономических развитых странах мира онтология устойчивого развития, в предельных случаях формулируемая как «Остановиться и выжить!», является допустимой, но только за неимением других вариантов, предлагающих реализуемую парадигму восходящего развития.
По нашей гипотезе, новая онтология развития должна базироваться на смыслах и подходах нового космизма, посткапитализма и позитивной концепции свободы. В рамках новой онтологии становится возможным предложить и новую концепцию энергетики будущего, предлагающую, в отличие от энергетического перехода на принципах «3D», позитивную и конструктивную повестку. Эта концепция может быть выражена формулой «3C», которая расшифровывается как
Использованные источники
https://www.imf.org/en/Publications/WEO/Issues/2020/09/30/world-economic-outlook-october-2020
https://www.greentechmedia.com/articles/read/iea-historic-plunge-in-investment-could-undermine-the-energy-transition
https://www.greentechmedia.com/articles/read/oil-price-means-renewables-are-a-better-investment-for-the-majors
https://www.thenational.ae/business/comment/investing-in-energy-and-projects-helped-pave-the-way-out-of-the-great-depression-it-can-now-help-build-a-greener-world-1.1014159?utm_source=telegram.me&utm_medium=social&utm_campaign=www.thenational.ae-business-comm
https://www.iea.org/reports/sustainable-recovery
https://www.economist.com/leaders/2020/05/21/countries-should-seize-the-moment-to-flatten-the-climate-curve
https://www.newstatesman.com/politics/economy/2020/05/top-economists-warn-uk-not-repeat-austerity-after-covid-19-crisis
https://www.thenewatlantis.com/publications/after-climate-despair
Берлин И. Две концепции свободы
Холкин Д.В. Утопия как гипотеза о человечестве. https://medium.com/internet-of-energy/6a76c3c7a0bc, https://medium.com/internet-of-energy/a500d84c5671
Холкин Д.В. Постантропоцентричная недоутопия. https://medium.com/internet-of-energy/4da043459d49
Холкин Д.В. СБЧ. Энергетика в эпоху трансакционных машин. https://medium.com/internet-of-energy/589438d7ddf5
Бушуев В.В. Введение в Энергологию
https://www.aardehuis.nl/nl/
http://www.spaceandmatter.nl/schoonschip
https://deceuvel.nl
https://www.republica.amsterdam/en/home
Холкин Д.В. Юрий Громыко. Возможна ли инженерия истории? https://medium.com/internet-of-energy/ed20b90c2dbb
Статья подготовлена для журнала “Энергетическая политика” и опубликована в #12 за 2020 год журнала.
Авторы: Дмитрий Холкин, Игорь Чаусов.