Long-term projections of electricity demand during the transition to carbon neutrality

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The study discusses projections of electricity demand in the context of decarbonization of the Russian economy. We analyze the current state, long-term trends, and new applications of electricity and low-carbon technologies in major sectors of the economy. The study relies on a set of interrelated optimization, simulation, and input-output models as its methodological backbone. Each of the models serves its specific purpose and is tailored to a specific level of data aggregation. We report our projections of the dynamics of electricity demand for one of the scenarios of economic development to 2050 under decarbonization of the Russian economy. The study also provides estimates of extra demand for electricity resulting from intensive electrification of industrial and household processes, as well as electric transport development. We provide estimates of the possible impact of carbon tax on the prospective mix of power plants.

全文:

受限制的访问

作者简介

E. Galperova

Melentiev Energy Systems Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ol.mazurova@yandex.ru
俄罗斯联邦, Irkutsk

O. Mazurova

Melentiev Energy Systems Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: ol.mazurova@yandex.ru
俄罗斯联邦, Irkutsk

参考

  1. Net Zero by 2050 A Roadmap for the Global Energy Sector. IEA. 2021. 224 p. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.iea.org (дата обращения: 12.08.2024).
  2. World Energy Transitions Outlook 2023: 1.5°C Pathway, International Renewable Energy Agency. Abu Dhabi. 2023. 258 р. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.irena.org/publications (дата обращения: 22.09.2024).
  3. Hansen K., Mathiesen B.V. and Skov I.R. Full energy system transition towards 100% renewable energy in Germany in 2050. Renew. Sustain. Energy Rev. 2019. V. 102. Pp. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.11.038
  4. Zhang S., Chen W. China’s energy transition pathway in a carbon neutral vision // Engineering. 2022. V. 14. P. 64–76. https://doi.org/10.1016/j.eng.2021.09.004
  5. Веселов Ф.В., Хоршев А.А., Ерохина И.В., Аликин Р.О. Исследование направлений и сопутствующих затрат при снижении эмиссии углерода в электроэнергетике до 2050 года с учетом межотраслевых факторов // Проблемы прогнозирования. 2023. № 6 (201). С. 79–90. doi: 10.47711/0868-6351-201-79-90.
  6. Исследование путей и темпов развития низкоуглеродной энергетики в России (под ред. А.А. Макарова). М.: ИНЭИ РАН, 2022. 156 с.
  7. Филиппов С.П., Веселов Ф.В., Кейко А.В., Хоршев А.А. Подходы к формированию прогнозов развития ТЭК России как составной части сценариев декарбонизации экономики страны // Проблемы прогнозирования. 2023. № 6(201). С. 67–78. doi: 10.47711/0868-6351-201-67-78.
  8. Филиппов С., Попель О., Тарасенко А., Арапов М. Возобновляемые источники энергии: вклад в декарбонизации энергетики России // Теплоэнергетика. 2024. № 11. С. 59–71. doi: 10.56304/S0040363624700346.
  9. Макаров А.А., Веселов Ф.В., Малахов В.А. Сценарии интенсификации развития экономики и энергетики России // Проблемы прогнозирования. 2024. № 4. C. 102–119. doi: 10.47711/0868-6351-205-102-119.
  10. Bashmakov I., Bashmakov V., Borisov K., Dzedzichek M., Lunin A., Govor I. 2022. Russia’s carbon neutrality: pathways to 2060. CENEf-XXI [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cenef-xxi.ru/articles/russia’s-carbon-neutrality:-pathways-to-2060 (дата обращения: 20.06.2024).
  11. Goulder L.H., Schein A. Carbon taxes versus cap and trade: a critical review. Climate Change Economics, 2013. V. 4. № 3. Pp. 1350010 (1–28).
  12. Bashmakov I.A. Carbon tax in the system of taxes on energy and environmental taxes. Ecological Bulletin of Russia, 2018. № 3. Pp. 1–13.
  13. Некрасов С.А. Рост электропотребления российских регионов как фактор их социально-экономического развития // Экономика региона. 2022. № 18(2). С. 509–527. doi: 10.17059/ekon.reg.2022-2-15.
  14. Батенин В.М., Бушуев В.В., Воропай Н.И. и др. Инновационная электроэнергетика – 21. М.: ИЦ Энергия, 2017. 584 с.
  15. Веселов Ф., Макаров А., Хоршев А., Ерохина И. Развитие электроэнергетики – на распутье стратегических решений // Энергетическая политика. № 2(193). 2024. C. 90–105. doi: 10.46920/2409-5516_2024_2193_90.
  16. Кононов Ю.Д., Кононов Д.Ю. Возможное влияние введения платы за выбросы парниковых газов на стоимость электроэнергии // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2021. Т. 17. № 9. С. 1612–1624. DOI: 10.24891/.
  17. Гальперова Е.В., Мазурова О.В. Долгосрочное прогнозирование спроса на электроэнергию в условиях неопределенности социально-экономического развития страны и конъюнктуры региональных энергетических рынков // Электроэнергия: передача и распределение. 2020. № 3. 2020. C. 41–45.
  18. World Energy Outlook 2023. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.iea.org (дата обращения: 11.09.2024).
  19. U.S. Energy Information Administration. International Energy Outlook 2023. Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.eia.gov/outlooks/ieo (дата обращения: 24.06.2024).
  20. Digitalization & Energy. International Energy Agency OECD/IEA. 2017 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-actualites/digitalizationandenergy3.pdf (дата обращения: 17.05.2024).
  21. Башмаков И.А. и др. Мониторинг применения низкоуглеродных технологий в России: возможности для ускорения и риски отставания. М.: ЦЭНЭФ, 2020. 261 с.
  22. Башмаков И.А. и др. Низкоуглеродные технологии в России. Нынешний статус и перспективы. М.: ЦЭНЭФ, 2023. 173 с.
  23. Доброхотова М.В., Матушанский А.В. Применение концепции наилучших доступных технологий в целях технологической трансформации промышленности в условиях энергетического перехода // Экономика устойчивого развития. 2022. № 2(50). С. 63–68.
  24. Веселов В.Ф., Соляник А.И., Аликин Р.О. Влияние электрификации в секторе дорожного транспорта на уровень электропотребления и суточный график нагрузки в ЕЭС России // Известия РАН. Энергетика. 2023. № 1. С. 57–71.
  25. Хомутов И.А., Лишневецкая А.И. и др. Зеленая революция в Европе: что она несет России? Часть 1. Автотранспорт. М., ИГ “ПЕТРОМАРКЕТ”, 2021. 97 с.
  26. Петров М.Б., Кожов К.Б. Новые возможности и новые проблемы перехода к электрическим транспортным технологиям // Вестник Уральского университета путей сообщения. 2018. Т. 40. № 4. С. 33–46. doi: 10.20291/2079-0392- 2018-4-33-45.
  27. Семикашев В.В., Колпаков А.Ю., Яковлев А.А., Ростовский Й.-К. Развитие рынка электромобилей в России как необходимое условие получения выгод от глобального тренда на электрификацию транспорта // Проблемы прогнозирования. 2022. № 3(192). С. 52–63. doi: 10.47711/0868-6351-192-52-63.
  28. Трофименко Ю.В., Донченко В.В., Рузский А.В. и др. Разработка сценариев низкоуглеродного развития автомобильного транспорта в Российской Федерации. М.: АО НЦТИ. 2020. 120 с.
  29. Tuttle D.P., Baldick R. The evolution of plug-in electric vehicle-grid interactions, IEEE Trans. Smart Grid. V. 3 (1). 2012. Pp. 500–505.
  30. Fasugba M.A., Krein P.T. Cost benefits and vehicle-to-grid regulation services of unidirectional charging of electric vehicles, in: Proc. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE 2011), Phoenix, USA, Sept. 17–22. 2011. Pp. 827–834.
  31. Федеральная служба государственной статистики (Росстат). Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/
  32. Национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом, 1990–2020 годы. М.: ФГБУ “ИГКЭ”. 2022. 468 с.
  33. Анфимов С.С., Коротченко В.В. Электроотопление – локальная ниша или глобальная перспектива в условиях энергоперехода? [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=4296 (дата обращения: 22.05.2024).
  34. Сравнительный обзор существующих технологий по повышению энергетической эффективности зданий в регионе ЕЭК ООН. Европейская экономическая комиссия Организации объединенных наций, Женева, 2019. 71 p. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://unece.org/DAM/energy/se/pdfs/geee/study/Mapping_of_existing_technologies_RUS_30.04.pdf (дата обращения: 22.05.2024).
  35. Появление и развитие тепловых насосов: Как эта технология изменилась и как она используется сегодня [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://mircli.ru/news/poyavlenie-i-razvitie-teplovyh-nasosov-kak-eta-tehnologiya-izmenilas-i-kak-ona-ispolzuetsya-seg/?srsltid=AfmBOoqxc4gd4N-DE779xMhByHEzkysTXXQZcYpfbPR8A-WJ-P63S2Mt (дата обращения: 29.05.2024).
  36. Филиппов С.П., Малахов В.А., Веселов Ф.В. Долгосрочное прогнозирование спроса на энергию на основе системного анализа // Теплоэнергетика. 2021. № 12. С. 5–19. doi: 10.1134/S0040363621120043.
  37. Кононов Ю.Д. Методы и модели прогнозных взаимосвязей энергетики и экономики / Новосибирск. Наука, 2009. 178 с.
  38. Bianco V. The future of the Italian electricity generation sector. An analysis of the possible strategic models // Foresight and STI Governance. 2018. V. 12. № 3. Pp. 20–28. doi: 10.17323/2500-2597.2018.3.20.28.
  39. Swan L.G., Ugursal V.I. Modeling of end-use energy consumption in the residential sector: A review of modeling techniques // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2009. V. 13(8). Pp. 1819–1835.
  40. Bhattacharyya S.C., Timilsina G.R. A Review of Energy System Models / International Journal of Energy Sector Management. 2010. № 4(4). Pp. 494–518.
  41. Mantzos L., Capros P. The primes. Version 2. Energy system model: design and features // Economics, Energy and Environment. 1999. № 5. Pp. 155–200.
  42. Schrattenholzer L. Energy Supply Model Message and Its Application to IIASA’s World Region Physics and Contemporary Needs. Springer, Boston, MA. 1984. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-4724-8_7
  43. Schlenzig C., Reuter A. MESAP-III: An information and decision support system for energy and environmental planning / In Operations Research and Environmental Management. Berlin: Springer-Verlag, 1996. V. 5. Pp. 155–200.
  44. Loulou R. Documentation for the TIMES Model. PART I July 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://iea-etsap.org/docs/Documentation_for_the_TIMES_Model-Part-I_July-2016.pdf (дата обращения: 22.05.2024).
  45. Mantzos L., Matei N.A., Rózsai M., Russ P., Ramirez A.S. POTEnCIA: A new EU-wide energy sector model. Published in: 2017 14th International Conference on the European Energy Market (EEM).06-09 June 2017, IEEE. doi: 10.1109/EEM.2017.7982028.
  46. The National Energy Modeling System: An Overview 2018. U.S. Department of Energy, 2019. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.eia.gov/outlooks/aeo/nems/overview/pdf/0581(2018).pdf (дата обращения: 22.05.2024).
  47. Макаров А.А. и др. SCANER – модельно-информационный комплекс. М.: ИНЭИ РАН, 2011. 72 с.
  48. Кононов Ю.Д., Кононов Д.Ю. Анализ методов и моделей, используемых при оценке вариантов долгосрочного развития ТЭК // Энергетическая политика. 2018. № 3. C. 61–67.
  49. Кононов Ю.Д. Экономическая составляющая энергетической безопасности: методы оценки и учета в прогнозах развития ТЭК // Кононов Ю.Д., Кононов Д.Ю. Новосибирск: СО РАН, 2023. 127 с.
  50. Прогноз социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2036 года Разработан Министерством экономического развития России в 2018 г. https://www.economy.gov.ru/ (дата обращения: 4.05.2024).
  51. Сценарные условия функционирования экономики Российской Федерации, основные параметры прогноза социально-экономического развития Российской Федерации на 2025 год и на плановый период 2026 и 2027 годов. https://www.economy.gov.ru/material/file/9b5be59d09bd494dcbcafedcf460c2a8/scenarnye_usloviya_funkcionirovaniya_ekonomiki_rf_2024.pdf (дата обращения: 16.11.2024).
  52. Стратегия долгосрочного развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года. Утв. Распоряжением Правительства РФ от 29 октября 2021 г. № 3052-р. http://static.government.ru/media/files/ADKkCzp3fWO32e2yA0BhtIpyzWfHaiUa.pdf (дата обращения: 20.06.2024).
  53. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года. Утверждена от 9 июня 2020 г. № 1523-р https://ac.gov.ru/files/content/1578/11-02-14-energostrategy-2035-pdf.pdf (дата обращения: 4.05.2024).
  54. Потенциальные возможности роста российской экономики: анализ и прогноз. Научный доклад / Под ред. чл.-корр. РАН Шишова А.А. М.: Артик Принт, 2022. 296 с.
  55. Башмаков И.А. Низкоуглеродное развитие мира и России: прошлое и будущее // Нефтегазовая вертикаль. 2020. № 17. С. 26–35.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Structure of electricity consumption in Russia in 2023.

下载 (121KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Comparison of the obtained forecast with existing Russian forecasts for electricity consumption. Forecast periods: Energy Strategy of the Russian Federation [53] 2020–2035: low; high options; IEE RAS 2019–2050: inertial option [54]. ERI RAS 2025–2050: planned; intensive (*production) [9]); Received forecast 2023–2050: 1 – baseline; 2 – taking into account additional demand for electricity.

下载 (219KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Comparison of the obtained forecast dependence of per capita electricity consumption on per capita GDP in Russia against the background of developed countries of the world in 2022–2050. Source: for foreign countries calculated according to [19].

下载 (152KB)
索引源数据

版权所有 © Российская академия наук, 2025