Возобновляемые источники энергии как элемент энергетической безопасности Бразилии: проблемы электрификации

Введение

Изменение структуры топливно-энергетического баланса (ТЭБ) с опережающим ростом возобновляемых источников энергии является одной из важнейших особенностей современного этапа развития энергетики. Обеспечение национальной энергетической безопасности в странах с дефицитом углеводородов, учитывая системные риски и ограничения, связанные с доступом к ископаемым видам топлива, базируется на потенциале внедрения возобновляемой энергетики. Дефицит ресурсной базы в развивающихся странах стимулирует применение нестандартных подходов к электрификации [1] (Gorkina, 2018). Включение возобновляемых источников в глобальную энергетическую матрицу [1] отвечает индикативным планам по защите окружающей среды и социально-экономическому развитию [2] (Gorkina, 2019).

Бразилия рассматривает региональную интеграцию трансграничных энергосистем в качестве одного из ключевых элементов своей внешней политики. Правительство Бразилии более сорока лет системно укрепляет региональное сотрудничество в аспектах энергетической безопасности.

Два нефтяных кризиса подтолкнули бразильское правительство к стремительной диверсификации топливно-энергетического баланса (ТЭБ). Были приняты меры с целью минимизации зависимости Бразилии от импорта нефти. Среди этих стратегий следует выделить использование внутреннего потенциала ВИЭ, а также интеграцию с системами Парагвая и Боливии.

Бразилия начала процесс перехода к низкоуглеродной экономике, при этом стремясь повысить свою безопасность поставок с помощью интеграции. Успех выбранной энергетической стратегии будет означать, что Бразилия одновременно закрепит свою позицию мирового лидера в области возобновляемой энергетики и в то же время займет позиции одного из крупнейших производителей нефти [10] (Sack, 2019).

В качестве основы для исследования по тематики возобновляемой энергетики и ее влияния на социально-экономическое развитие были выбраны работы Абхиджит Банерджи (Abhijit Vinayak Banerjee) [3] (Banerjee, Banerjee, Duflo, 2019). При этом фокус исследования был направлен на проблему конвергенции экономического роста в Бразилии с использованием статей Нейлтона да Силва (Neilton Fidelis da Silva) и Луиза Роса (Luiz Pinguelli Rosa) [4] (Da Silva, Rosa, 2018). Отдельно детальная информация по уровню регионального развития, проблематике экономически отсталых локаций и повышению величины Индекса человеческого развития бала представлена в анализе Милтона Сантоса (Milton Santos) [8].

Анализ эффективности реализации программы электрификации на основе возобновляемой энергетики в Бразилии и ее влияния на уровень социально-экономического развития государства является основной целью исследования.

Потенциал и текущие вызовы развития ветроэнергетики

Большая часть энергии ветра распространяется на северо-востоке и юге Бразилии. Отдельные источники информации дают разные оценки общего потенциала энергии морских и наземных установок. Потенциал Бразилии оценивается от 250 ГВт до 300 ГВт [2]. На данный момент Бразилия использовала только 1% своего ветрового потенциала. Ветровые электропарки в Бразилии имеют самую высокую производительность: постоянные ветра в Бразилии обеспечивают почти 40% коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) [11] (Sen, 2019).

Распространение ветроэнергетических технологий в Бразилии с течением времени не ограничено, фактически ветровая энергия стала нераздельной частью ТЭБ, ведь страна начинала практически с нуля в 2005 г. с сегодняшней установленной мощностью более 17 ГВт и с планами достичь почти 30 ГВт к концу 2024 г. Правительство предоставляет множество средств стимулирования для увеличения дальнейшего расширения использования ветровой энергии на территории страны. Декретом № 7660 были введены льготы по уплате налога на импорт для ветроэнергетического оборудования, а также оборудования для шельфовых и наземных установок в пределах от 2% до 10%. В 2015 г. Законом № 13097 были введены льготы по уплате налога на импорт (PIS/COFINS) для деталей ветровых турбин.

Для гарантирования непрерывности расширения использования ветровой энергии необходимо иметь комплексную стратегию в совокупности с политикой налогообложения и благоприятными финансовыми условиями. Это позволит обеспечить современную производственно-технологическую базу. Кроме того, существует проблема прогнозирования энергоотдачи ветропарков в существующую электрическую сеть с учетом неравномерного графика выработки. Эта проблема особенно актуальна для отдаленных районов, главным образом для большого количества небольших разделенных энергосистем. Первоначальные инвестиции в технологии и производство ветроустановок должны подготовить базу для тиражирования решений не только для наземных ветровых парков на восточном побережье страны, но и для потенциальных шельфовых проектов.

Основной проблемой расширения использования ветровой энергии является отсутствие внутреннего производства главных компонентов, подкомпонентов и прочего связанного оборудования. Еще больше не хватает инновационных компонентов, которые привозятся из-за рубежа. На современном этапе все зависит от стимулов для инновационных разработок. Необходимо подчеркнуть потенциал других стран в Южной Америке и спрос на экспорт из Бразилии, который она смогла бы создать для ветроэнергетического оборудования, производимого в Бразилии. Еще одной областью стратегической инновационной деятельности являются разработка умных сетей, которые позволят преодолеть технические ограничения расширения ввиду прерывистого характера ветров, и действия, необходимые для предотвращения перебоев энергоснабжения (это главным образом касается вопросов управления потоками энергии).

Особенности интеграции гидроэлектростанций с ветровой генерацией

Степень внедрения ветровой энергии в локальную энергосистему зависит от технико-экономических характеристик каждой установки. Ветровая энергия может стать отличным дополнением к существующим гидроэлектростанциям, сосредоточенным на северо-востоке страны. Бразилия имеет большие возможности для интеграции взаимосвязанных ветровой и гидроэнергетики из-за сезонной взаимодополняемости этих двух источников энергии. Основными вызывающими интерес областями являются: побережье Сеара, Риу-Гранди-ду-Норти и юго-восток Баии; и на юге: побережье Рио-Гранди-ду-Сул. Ожидаемый рост гидроэнергетики в Бразилии на основе русловых проектов, которые в значительной степени зависят от сезонных колебаний, может обеспечивать надлежащие соединения электроэнергии и быть сбалансированным при относительно низких интеграционных издержках по сезонным структурным поставкам ветровой энергии на северо-востоке Бразилии [9] (Santos, Silveira, 2018).

Вследствие изменения парадигмы энергетического развития использование энергии ветра перестало оставаться в сегменте экспериментальных способов энергоснабжения. В Бразилии ветрогенерация с 8% долей выработки поддерживает баланс спроса и предложения в системе и интегрирована с гидроэнергетикой [3] [11] (Sen, 2019). Раньше было недоверие к этому источнику энергии из-за того, что энергия ветра была (как в случае с большой гидроэнергетикой) непредсказуемой и сезонной. Временное изменение потенциала ветра зеркально отражается на гидроэлектрическом секторе, то есть когда идет мало дождей в тех областях, где сосредоточены основные гидроэлектростанции, ветренные потоки усиливаются в районах основных ветропарков. Технология развивается быстрыми темпами, что позволило повысить коэффициент использования установленной мощности ветровых станций.

Некоторые данные по основным регионам ветрогенерации

Интеграция различных источников возобновляемой энергетики помимо своего вклада в сокращение выбросов парниковых газов существенно повысит уровень национальной энергетической безопасности.

В текущий период ветровая энергия является возобновляемым источником энергии, который пользуется высоким уровнем технологического развития и высокой экономической жизнеспособностью. На территории Бразилии он распространился главным образом за счет государственных стимулов. С этой целью федеральное правительство Бразилии отменило импортные пошлины и снизило затраты на передачу и технологическое развитие крупномасштабного оборудования для производства электроэнергии [7] (Oyedepo, 2019). В Бразилии штат Риу-Гранди-ду-Норти стал крупнейшим производителем ветровой энергии с установленной мощностью 5,7 ГВт, опередив штаты Баия с 5,27 ГВт и Сеара с 2,38 ГВт [8].

Стратегический план экономического развития Риу-Гранди-ду-Норти предлагает долгосрочную стратегию, применимую для развития приоритетных секторов: карта инвестиционных возможностей для частного сектора; реализация общественных инициатив, положительно влияющих на конкурентоспособность государства [9] (Santos, Silveira, 2018). Согласно Стратегическому плану, штат увеличит установленную мощность солнечной и ветровой энергии, производства и переработки нефти, природного газа и тепловой энергии, при этом ветроэнергетика станет одним из приоритетных направлений и инвестиций на период до 2035 года. Штат планирует достичь 13,9 ГВт установленной мощности для производства электроэнергии из возобновляемых источников, делая ставку на высокий уровень инсоляции и обилие ветровой энергии. Таким образом, ветроэнергетика будет продолжать укрепляться на этом рынке, формировать условия для создания рабочих мест и доходов населения.

Следует отметить определенные особенности рынка труда в отрасли, приходящейся на обрабатывающую промышленность. Рекорд по уровню занятости соответствует этапам производства инженерной инфраструктуры ветряных электростанций. Именно в этой деятельности существует большой потенциал для привлечения местной рабочей силы из районов, где будет установлена ​​ветряная электростанция [9] (Santos, Silveira, 2018). Однако когда этот этап строительства завершается, количество рабочих мест на местах значительно сокращается.

Недостаточный уровень электрификации и проблемы экономически не развитых территорий

В исследовательской литературе есть пробелы в связи между производством установок, генерацией возобновляемой энергии и последствиями для наиболее экономически уязвимых локаций и отдельных групп населения.

Известно, что безопасное и надежное энергоснабжение домашних хозяйств и производственного сектора стало основным фактором содействия человеческому и экономическому развитию территории [10] (Sack, 2019). Доступ к энергии напрямую связан с возможностью приближения к ряду других основных общественных прав, таких как здравоохранение, образование и безопасность. Искоренение бедности предполагает предоставление основных услуг, доступных для всех, на всех этапах развития, достигнутых обществом. Низкий уровень Индекса человеческого развития (ИЧР) связан не только с отсутствием доходов, но и с плохим здоровьем и низким качеством образования [12, 13] (Taylor, Smith, 2018).

В таблице представлена взаимосвязь количества населения, ВВП, потребления электроэнергии и распределения всеобщего доступа к электроэнергии в пяти регионах Бразилии.

Таблица Процент охвата услугами и потребления электроэнергии по площади, населению и ВВП в каждом регионе Бразилии, 2020 г.

Данные показывают различия в уровне охвата услугами электроснабжения, а также явное и глубокое региональное социально-экономическое неравенство. В юго-восточном регионе Бразилии проживает 41,87% населения, на регион приходится 53,2% национального ВВП; на юге проживает 14,27% населения и 17% ВВП, на северо-востоке – 27,57% населения, и на данный регион приходится 14,3% ВВП. Что касается потребления электроэнергии, неравномерная структура ВВП подтверждает дисбаланс в потреблении электроэнергии в стране. Данные отражают несоответствие между юго-востоком, который потребляет 49,78% всей электроэнергии внутри страны, и северо-востоком, который потребляет только 17,07%.

Однако с расширением деятельности компаний по созданию ВИЭ, направленных на увеличение инвестиций в областях, которые представляют более высокий коэффициент мощности для данных проектов (Баия, Сеара и Риу-Гранди-ду-Норте-РН в Северо-Восточном регионе), данные области стали центром для привлечения инвестиций. Мату-Гранде стал наиболее привлекательным районом для инвестиций в ветроэнергетику, приобретя новую социально-экономическую и пространственную динамику, определяемую масштабами энергетического сектора. В этом регионе создана благоприятная среда для капитала генерирующих и торговых компаний, что способствует повышению экономических результатов.

В Бразилии реализуется процесс расширения производства ветровой энергии, обусловленный государственными планами и программами, направленными на предотвращение кризисов электроснабжения, подобных кризису 2001 года [11] (Sen, 2019). Кроме того, Бразилия соблюдает глобальную повестку дня по сдерживанию изменения климата в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата, в частности Парижским соглашением от 2015 г. В этом контексте ветровая энергия считается экологически чистой альтернативой и вносит значительный вклад в глобальные усилия по снижению концентрации парниковых газов. В Бразилии производство электроэнергии с использованием ветра достигло 50 ТВт-ч в 2020 году. Это согласуется с экономической, социальной и экологической устойчивостью [1] (Gorkina, 2018).

В своей концептуальной основе нехватка электроэнергии как элемент энергетической безопасности представлена в виде полного отсутствия доступа к современным источникам энергии. В начале XXI века Программа развития Организации Объединенных Наций расширила эту концепцию за рамки вопросов доступа к ВИЭ, включив в нее пункты по надежному, безопасному и приемлемому с экономической точки зрения использованию энергии. Согласно этой концепции, поставка и использование источников энергии должны происходить экологически безопасным образом, способствуя экономическому и социальному развитию региона.

Бразильская программа развития ветроэнергетики была успешным ответом государственного и частного секторов на кризис электроснабжения, который произошел в 2001 году. При этом остается ряд вызовов, связанных с эффективным решением социально-экономических и экологических задач. В энергетической политике Бразилии основной упор делается на макроэкономической стороне без включения в модель развития аспекта повышения благосостояние различных местных социальных групп.

Энергетическая политика Бразилии фокусируется на коммерческом сбыте и масштабировании технологических решений. Это проистекает из политики проектов в области возобновляемых источников энергии, в которой преобладает экономический и технический анализ, без должного внимания к связи между энергетикой и социальным развитием.

Усовершенствование технического прогресса и проектов ветроэнергетики привело к увеличению доли источника энергии ветра в энергетической матрице Бразилии. Тем не менее достигнутый прогресс не соответствует реальным потребностям сельских сообществ, расселенных в окрестностях этих предприятий. Обширные сельские районы на северо-востоке Бразилии заняты ветряными электростанциями, которые получили значительную прибыль от продажи электроэнергии. Компании приобретают статус монополий, инвесторы стремятся присвоить часть экономической выгоды от эксплуатации ресурсов.

Заключение

Распространение ветроэнергетических технологий в Бразилии с течением времени не ограничено, фактически ветровая энергия стала нераздельной частью ТЭБ, ведь страна начинала практически с нуля в 2005 г. с сегодняшней установленной мощностью более 17 ГВт и с планами достичь почти 30 ГВт к концу 2024 г. На территории Бразилии эта технология распространилась главным образом за счет государственных стимулов. С этой целью федеральное правительство Бразилии отменило импортные пошлины и снизило затраты на передачу и технологическое развитие крупномасштабного оборудования для производства электроэнергии.

В связи с вышесказанным согласование экономических, социальных и экологических результатов должно быть частью концепции энергетической безопасности, чтобы в местном масштабе развитие энергетики способствовало экономическому развитию региона, повышало производительность труда и позволяло генерировать доход. Для этого в социально-экологических проектах следует использовать трудовой потенциал местного населения и учитывать эффект мультипликатора-акселератора как основу решения проблемы низкого Индекса человеческого развития.

Несмотря на возможность устойчивого использования энергии в периферийных регионах, сектор фундаментально привязан к монополистическому капиталу. В этом смысле эффективность модели развития остается под вопросом, поскольку она мотивирует государства и компании продолжать стремиться к безудержной индустриализации, основанной на неконтролируемой эксплуатации природных ресурсов.

Создание ветропарков сопряжено с многочисленными социальными, экономическими и экологическими проблемами. Положительные аспекты, вызванные внедрением ветряных электростанций, не всегда оправдывают ожидания населения, проживающего на одних и тех же территориях, особенно когда оно не получает никакого дохода от этого производства. Следствием этого в условиях рыночной экономики является разрыв между владельцами капитала и уязвимыми группами населения, в особенности в сельской местности [8].

[1] В отчете «Наше общее будущее» говорилось, что возобновляемые источники энергии являются основой глобальной энергетической структуры XXI века. Однако в документе содержится предупреждение о том, что в моделях производства и использования энергии в развивающихся странах произойдут изменения, которых можно достичь с помощью политики энергоэффективности для производителей и потребителе.

[2] Если сравнить это значение с показателями других стран, обладающими значительным ветровым потенциалом, разница будет огромна. В цифрах это выглядит следующим образом: установленная мощность в Китае составляет 62,3 ГВт, в США – 47 ГВт, в Германии – 29 ГВт.

[3] Доля гидроэлектростанций в структуре ТЭБ Бразилии превышает 60%. Этот источник является системообразующим и позволяет обеспечить конкурентные преимущества благодаря понятному алгоритму ценообразования и на фоне нестабильной конъюнктуры углеводородных рынков.