Влияние климата на возобновляемую энергетику: гидроресурсы под давлением

Всемирная метеорологическая организация (ВМО) и Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) представили совместный отчет о состоянии глобальных ресурсов возобновляемой энергетики по итогам 2024 года. Документ подчеркивает, что прошедший год стал самым теплым за всю историю наблюдений, что оказало существенное влияние как на спрос, так и на предложение энергии. Глобальная температура превысила доиндустриальный уровень на 1,55 °C, а спрос на электроэнергию вырос на 4%, что значительно выше показателей предыдущих лет. Основным драйвером роста потребления стали волны тепла, увеличившие потребность в кондиционировании воздуха. В центре внимания экспертов оказалось влияние климатической изменчивости на генерацию, при этом особый акцент в исследовании сделан на гидроэнергетику, которая продемонстрировала значительные колебания в зависимости от региональных осадков и гидрологических режимов.

Глобальный потенциал гидроэнергетики в 2024 году показал признаки восстановления после спада предыдущего года. Если в 2023 году фиксировалось снижение показателей, то в отчетном периоде глобальная аномалия индекса гидроэнергии, рассчитываемого на основе взвешенного по установленной мощности количества осадков, составила +1,6%. Это заметный поворот по сравнению с отрицательным значением в –5,2%, зафиксированным годом ранее. Переход от фазы Ла-Нинья к сильному Эль-Ниньо, а затем к нейтральной фазе в середине года, перекроил карту осадков, создав контрастную картину доступности водных ресурсов для ГЭС в разных частях света.

Наиболее благоприятная ситуация для гидрогенерации сложилась в Центральной Азии, Европе, Северной Америке и части Восточной Африки. Страны Центральной Азии, такие как Казахстан, Узбекистан и Таджикистан, зафиксировали увеличение потенциала выработки на 20–30%. В Танзании ввод в эксплуатацию гидроэлектростанции имени Джулиуса Ньерере в сочетании с обильными осадками привел к значительному росту показателей. Уругвай, где гидроэнергетика обеспечивает около 40% потребностей страны, также отметил улучшение условий на 20–30%. Позитивная динамика наблюдалась в США и Мексике, что позволило частично компенсировать дефицит прошлых лет.

Однако в ряде регионов климатические условия создали серьезные риски для энергетической безопасности. Южная Африка столкнулась с жесточайшей засухой, усугубленной явлением Эль-Ниньо. В Замбии, где гидроэнергетика является основой энергосистемы с установленной мощностью 3,2 ГВт, потенциал выработки упал более чем на 40%. По оценкам экспертов, такой дефицит эквивалентен годовому потреблению электроэнергии более миллиона домохозяйств. Аналогичные проблемы испытали Мозамбик и Зимбабве. В Южной Америке засушливые условия негативно сказались на гидроресурсах Бразилии и Парагвая, хотя к концу года ситуация начала выравниваться.

Отчет демонстрирует, что гидроэнергетика остается наиболее чувствительным к климату сектором возобновляемой энергетики. Колебания выработки подчеркивают уязвимость энергосистем, чрезмерно зависящих от одного источника. В документе отмечается, что в регионах, пострадавших от засухи, дефицит гидрогенерации лишь частично компенсировался солнечной и ветровой энергией. Например, в Южной Африке наблюдались аномально высокие показатели солнечной радиации и ветра, однако общая установленная мощность этих источников пока недостаточна для полного покрытия потерь от снижения выработки ГЭС.

На фоне гидрологической нестабильности солнечная и ветровая энергетика продолжили рост. Установленная мощность солнечных фотоэлектрических систем в мире выросла на 32%, достигнув 1860 ГВт, что позволило солнечной генерации приблизиться к объемам гидрогенерации. Глобальный коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) для ветра вырос на 1%, а для солнца – на 0,2%. Тем не менее, как показывает пример Индии, даже при высоких мощностях климатические аномалии могут снижать эффективность: муссонные сбои привели к падению выработки ветра и солнца при одновременном росте спроса на охлаждение.

Эксперты ВМО и IRENA призывают к усилению роли сезонного прогнозирования в планировании работы энергосистем. Ретроспективный анализ показал, что современные модели успешно предсказали региональные аномалии июля 2024 года, включая высокий спрос на энергию и снижение солнечной активности в ряде районов Африки. Интеграция климатических данных в операционное управление позволяет оптимизировать работу водохранилищ и планировать трансграничные перетоки энергии. Для повышения устойчивости глобальной энергетики авторы отчета рекомендуют диверсифицировать энергобаланс, развивать сетевую инфраструктуру и инвестировать в системы раннего предупреждения, особенно в регионах с высокой зависимостью от гидроресурсов.