Печать
?3, 2016

УПРАВЛЕНИЕ ИННОВАЦИЯМИ В ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ США

Т. А. Ланьшина,
научный сотрудник Центра отраслевых исследований
Института США и Канады РАН,
научный сотрудник Центра экономического моделирования энергетики и экологии РАНХиГС
e-mail:

Аннотация. В статье рассматриваются роль и место инноваций в развитии американского сектора возобновляемых источников энергии, а также ход инновационного процесса в энергетике. Проанализированы важнейшие показатели затрат и результативности инновационной активности в возобновляемой энергетике (в том числе в сопоставлении с другими странами). Особое внимание уделено проблеме повышения конкурентоспособности возобновляемых источников энергии.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии (ВИЭ), инновации, расходы на НИОКР, патенты

GOVERNING INNOVATIONS IN THE U.S. RENEWABLE ENERGY SECTOR

Tatiana A. Lanshina,
Research Associate, Center for Industrial Studies, the Institute of USA and Canada Studies, Russian Academy of Sciences;
Research Associate, Center for Economic Modeling of Energy and Environment, Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration
e-mail:

Annotation. The article deals with the role and place of innovations in the development of renewable energy sources in the U.S., as well as with the general specifics of innovations in energy sector. The author analyses the main indicators of the innovation process in renewable energy, such as R&D expenditures and patent data, comparing the U.S. with other countries. Special attention is given to renewable energy competitiveness.

Keywords: renewable energy sources (RES), innovations, R&D expenditures, patents.

В 2015 году в США на солнечные электростанции пришлось 29,5% всех новых генерирующих мощностей – их доля впервые превысила долю новых мощностей газовых электростанций (29%). Еще 39% новых мощностей обеспечили ветроэлектростанции. На новые угольные электростанции пришлось 0% новых установок, хотя еще в 2010 году они занимали треть рынка[1]. Таким образом, в США на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) уже сейчас приходится около 70% новых мощностей. Многие эксперты считают это лишь началом беспрецедентного перехода к использованию безуглеродных источников энергии.

Аналогичные тенденции наблюдаются и в мире. В 2015 году солнечная и ветровая энергетика обеспечили более половины всего глобального прироста генерирующих мощностей[2]. Ряд стран, регионов и компаний (в том числе, крупнейшие транснациональные корпорации, такие как Microsoft, Goldman Sachs, Walmart, Mars, SAP, ING, UBS, Unilever, Tata Motors и другие) поставили перед собой цель – полностью перейти на ВИЭ к определенному сроку и уже начали предпринимать активные действия для ее достижения.

Все эти события свидетельствуют об одном: и американская, и глобальная энергетика стремительно меняется. В основе этих изменений лежат технологические инновации, снижающие стоимость возобновляемых источников энергии и повышающие их эффективность и надежность.

Общие черты инновационной политики США в сфере ВИЭ

В 1970-е гг., то есть в начале истории развития современных технологий[1] возобновляемой энергетики[2], США являлись одним из глобальных лидеров в этой сфере, наряду с такими странами, как Германия, Дания и Нидерланды. Причем США не только оказывали государственную поддержку проведения НИОКР и реализации демонстрационных и пилотных проектов, но также осуществляли инновации в государственной политике в сфере ВИЭ. Например, «зеленые тарифы»[3], которые позже стали залогом успеха возобновляемой энергетики во многих европейских странах, были впервые разработаны и применены в США в 1970-е гг.

Активность США в сфере ВИЭ в 1970-е гг. в значительной степени объясняется глобальным энергетическим кризисом, который начался в 1973 году, и сопутствовавшими ему высокими ценами на ископаемое топливо. Однако после снижения цен на нефть в 1980-е гг. интерес США к ВИЭ едва не иссяк и вернулся на прежний уровень лишь к концу 2000-х гг. За эти тридцать лет инерционной государственной политики в сфере возобновляемой энергетики США потеряли свое мировое лидерство, а также допустили серьезный отток рабочих мест из данного сектора в другие страны, в том числе, в развивающиеся.

Следует признать, что даже в самые сложные для ВИЭ годы – 1980-е и 1990-е – США продолжали уделять внимание инновациям в возобновляемой энергетике и оставались одним из глобальных лидеров с точки зрения развития науки и технологий в данном секторе. Несмотря на существенное сокращение расходов на НИОКР и на продвижение ВИЭ, которое последовало за снижением цен на ископаемое топливо в 1980-е гг., многие американские организации продолжали проводить научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в сфере возобновляемой энергетики; в период с конца 1970-х гг. по 2008 г. на США пришлось 20% всех патентных заявок в мире, которые имели отношение к ВИЭ; больше патентных заявок было подано лишь в Японии – 55%[3].

Тем не менее, до конца 2000-х гг. инновационная политика США в сфере энергетики характеризовалась консервативностью и, как отмечается в некоторых работах, основывалась на устаревшей научной парадигме[4]. Американские организации, которые проводили исследования в сфере возобновляемой энергетики, были в значительной степени разрозненными, удаленными от рынка и сосредоточенными на устоявшихся направлениях исследований[4]. Кроме того, в США исторически сформировалось ожидание низких цен на энергию. В 2011 году некоторые аналитики даже заявляли, что переизбранию Барака Обамы на должность президента США угрожают растущие цены на топливо[5]. Следует отметить, что важность дешевой энергии сохраняется в США до сих пор – во многих государственных планах и программах, направленных как на поддержку НИОКР и инноваций в ВИЭ, так и на продвижение ВИЭ на рынке, в качестве одной из целей поддержки часто упоминается снижение стоимости технологий ВИЭ. Еще одна особенность энергетической политики США, которая задерживала развитие ВИЭ в течение трех десятилетий, заключается в сильной идеологии свободного рынка. Многие американские организации, которые выступают против государственной поддержки ВИЭ, на самом деле настроены не против самой возобновляемой энергетики, а против вмешательства государства[5].

Энергетическая политика США стала серьезно меняться лишь во время глобального финансово-экономического кризиса 2008-2009 гг. В феврале 2009 года, был принят Закон о восстановлении экономики США и возобновлении инвестиций (ARRA), который включал в себя большое число антикризисных мер в различных отраслях и предполагал расходование 90 млрд. долл. США на чистую энергетику, в том числе, на НИОКР и демонстрационные проекты непосредственно в сфере ВИЭ. Особенно важно то, что финансирование чистой энергетики в рамках данного закона было направлено не только на стимулирование развития технологий и рынка, но и на ликвидацию «провалов» рынка, таких как дефицит притока инвестиций в инновационные проекты, а также прочие «провалы», свойственные инновационным отраслям, ввиду особенности распределения выгод от инновационных проектов (инновации осуществляются одними участниками рынка, например, компаниями, которые разрабатывают современное оборудование для ВИЭ или девелоперами проектов в сфере ВИЭ, а выгоды от реализации этих проектов получает все общество за счет экономии ископаемых ресурсов для будущих поколений и за счет улучшения экологической обстановки)[6].

Позже, 21 сентября 2009 года президент США Барак Обама обнародовал Стратегию американских инноваций, в которой было отмечено, что государство должно играть ключевую роль в следующих трех сферах: (1) инвестиции в фундаментальные исследования, человеческий капитал и инфраструктуру; (2) создание благоприятных условий для инвестиций и конкуренции через защиту прав на интеллектуальную собственность, поощрение высокотехнологичного предпринимательства, поддержку региональных инновационных кластеров; (3) стимулирование прорывов, связанных с национальными приоритетами, например, с чистой энергетикой[7]. Стратегия обновлялась в 2011 и 2015 гг. Возобновляемой энергетике было уделено внимание во всех трех версиях документа.

В 2010 году был пересмотрен и продлен Закон о конкурентоспособности США (America COMPETES Act). Данный закон был впервые принят в 2007 году, после выхода доклада Национальных академий конгрессу «Поднимаясь над назревающим штормом»[8], в котором американским политикам было сделано предупреждение о том, что преимущества США в науке и технологиях, обусловившие лидерство страны в мировой экономике, начинают «размываться», и для прекращения этого процесса необходимы решительные действия. Целью закона являлось укрепление конкурентоспособности американской экономики за счет поддержки науки, образования и инноваций, и изначально закон не содержал упоминаний возобновляемой энергетики, но предполагал создание нового государственного агентства – Управления перспективных исследований в области энергетики (ARPA-E) – в структуре Министерства энергетики США[9]. В Законе о конкурентоспособности США 2010 года возобновляемая энергетика упоминалась 3 раза: была предусмотрена поддержка малых и средних предприятий в целях ускорения коммерциализации новых технологий, включая производство компонентов для оборудования, используемого в возобновляемой энергетике, а также поддержка выхода компаний на новые рынки, включая поддержку их перехода к производству оборудования для ВИЭ[10]. Срок действия обновленного в 2010 году закона истек в 2013 году.

3 августа 2015 года была опубликована финальная версия Плана чистой энергетики, в соответствии с которым к 2030 году США должны сократить объем выбросов углекислого газа на 32% по сравнению с 2005 годом, увеличить генерацию электроэнергии за счет ВИЭ на 30% и добиться существенного снижения стоимости технологий ВИЭ[11]. Данный план впервые вводил национальное ограничение на углеродные выбросы в энергетическом секторе. На каждый штат возлагалась ответственность по разработке собственного плана снижения выбросов, при этом штаты могли самостоятельно формировать комплексы мер для решения этой задачи. В 2016 году реализация Плана чистой энергетики была заморожена из-за серьезного противодействия его внедрению со стороны большого числа штатов; несмотря на это, некоторые штаты уже начали выполнять свои обязательства, предусмотренные планом.

Таким образом, в конце 2000-х гг. важность инноваций в сфере ВИЭ и необходимость масштабного развития данного сектора были признаны в США на официальном уровне. НИОКР и инновации в возобновляемой энергетике получили мощную государственную поддержку, реализация которой тем не менее осложнена сопротивлением сил, противодействующих борьбе с изменением климата, и противников государственной поддержки ВИЭ.

Анализ расходов на НИОКР и патентной активности

Инновационный процесс в энергетическом секторе имеет ряд особенностей. Во-первых, в энергетике часто наблюдается кластеризация близких технологий и переток технологий из одной сферы применения в другую. Во-вторых, возможность оказывать новые услуги является гораздо более важной, чем стоимость инноваций, лежащих в основе этих услуг. Новые технологии в энергетике обычно неконкурентоспособны, и более зрелые технологии являются более дешевыми благодаря эффектам обучения и масштаба. Без государственной поддержки новые технологии в энергетике чаще всего не могут выйти на рынок. В-третьих, предложение энергии следует за спросом. Иными словами, инновации в энергетике стимулируются появлением спроса со стороны потребителей. Например, после того как в XIX веке был удовлетворен спрос на нефть для освещения, рынки нефти длительное время находились в стагнации, до распространения двигателей внутреннего сгорания. В-четвертых, для энергетики часто характерен медленный процесс диффузии технологий ввиду длительного жизненного цикла технологий, а также ввиду больших затрат времени, которое требуется для начала работы эффекта обучения и кластеризации близких технологий[12],[13].

Следует отметить, что такие показатели, как расходы на НИОКР и число выданных патентов (или иные показатели, связанные с патентованием) являются весьма несовершенными индикаторами инновационной активности. Так, инновационная деятельность не ограничивается проведением НИОКР и патентованием, и важную роль в инновационном процессе играют не только технологические или продуктовые, но и организационные и институциональные инновации, которые хуже поддаются выявлению и количественной оценке. Кроме того, не все изобретения патентуются, и не все запатентованные изобретения используются в коммерческих целях. Тем не менее, ввиду сложностей с измерением инновационной активности расходы на НИОКР и патенты широко используются для исследования инновационной деятельности.

Исторически приоритетной отраслью для проведения НИОКР в сфере энергетики являлась атомная энергетика. В период с 1948 по 2015 гг. на НИОКР в атомной энергетике пришлось 48,5% всех расходов на НИОКР Министерства энергетики США и его предшественников (102,48 млрд. долл. США в ценах 2014 года), на НИОКР в сфере ископаемого топлива – 24,5%, на НИОКР в ВИЭ – 12,3%[14]. Однако за последнее десятилетие доля ВИЭ в расходах Министерства энергетики США составила 19,2% (Рисунок 1). На федеральном уровне НИОКР в сфере энергетики в основном финансируются Министерством энергетики США. Некоторые другие федеральные агентства также расходовали средства на проведение исследований и реализацию демонстрационных проектов в этом секторе – в особенности, Министерство обороны США.

Интересно, что в 2012 и 2013 гг. как в США, так и в мире наблюдалось снижение объема государственного финансирования НИОКР и демонстрационных проектов в сфере атомной энергетики. В 2013 году глобальные расходы на НИОКР и демонстрационные проекты в этой отрасли даже впервые оказались ниже, чем в возобновляемой энергетике (Рисунок 2). В некоторых странах атомная энергетика до сих пор получает больше средств на научные исследования и опытно-конструкторские разработки, чем ВИЭ. Примерами таких стран являются Япония и Франция (Рисунок 3). В США расходы на НИОКР в сфере возобновляемой энергетики почти стабильно превышают расходы на НИОКР в атомной энергетике начиная с 2009 года (Рисунок 2).

Рисунок 1.
Структура расходов на развитие энергетических технологий Министерства энергетики США, 1948-2015 г., % и млрд. долл. США в ценах 2014 года

Источник: Sissine F. Renewable Energy R&D Funding History: A Comparison with Funding for Nuclear Energy, Fossil Energy, and Energy Efficiency R&D, Congressional Research Service, 2016. URL: http://nationalaglawcenter.org/wp-content/uploads/assets/crs/RS22858.pdf

За последние 10 лет глобальный объем государственных расходов на НИОКР в сфере ВИЭ многократно возрос (Рисунок 2). По данным Национального научного фонда США, если в 2002 году страны мира потратили на НИОКР в сфере возобновляемой энергетики 1 млрд. долл. США, то в 2013 году – 3,7 млрд. долл. США[15]. Мировым лидером по этому показателю, по версии Национального фонда науки США, являются США – их расходы возросли с 0,3 млрд. долл. США в 2002 году до 1,0 млрд. долл. США в 2013 году (Рисунок 3). Пик государственных расходов на НИОКР в сфере ВИЭ как в мире, так и в США пришелся на 2009 год (Рисунок 2), поскольку в этот год США и другие страны мира реализовывали программы, направленные на борьбу с последствиями глобального финансово-экономического кризиса, и важной составляющей этих программ являлось стимулирование развития зеленого сектора экономики, в том числе, ВИЭ.

Следует отметить, что Китай не представлен в данных Национального научного фонда США. Однако, по данным Франкфуртской школы – Центра ЮНЕП[4] по финансированию проектов по климату и устойчивой энергетике и агентства Bloomberg, в 2014 году Китай опережал США по объему государственных расходов на НИОКР в сфере возобновляемой энергетики, а также по объему общих расходов государства и бизнеса на НИОКР в данном секторе[16]. Так, в Китае в 2014 году государство потратило на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в сфере ВИЭ вдвое больше, чем в США (Рисунок 4). Это свидетельствует о том, что Китай, который уже является крупнейшим в мире рынком возобновляемой энергетики, очень активен в сфере инноваций, и США в ближайшее время будет непросто конкурировать с ним за технологическое первенство в ВИЭ.

В качестве индикатора результатов научно-исследовательской и инновационной деятельности часто используется число выданных патентов. За последние 15 лет число патентов в сфере альтернативной энергетики и контроля загрязнения окружающей среды, выданных Бюро по патентам и товарным знакам США (USPTO), возросло более чем вдвое: с 2 тыс. в 1998 году до 4,4 тыс. в 2014 году[15]. В сфере ветровой и солнечной энергетики число патентов увеличилось соответственно в 10,5 и 12 раз (Рисунок 5).

Рисунок 2.
Динамика объема государственных расходов на НИОКР и демонстрационные проекты в сфере возобновляемой энергетики и в сфере атомной энергетики, мир и США, 2002-2013 гг., млн. долл. США

Источник: NSF. Science and Engineering Indicators, 2016

Рисунок 3.
Страны-лидеры по объему государственных расходов на НИОКР и демонстрационные проекты в сфере возобновляемой энергетики, а также расходы на НИОКР и демонстрационные проекты в сфере атомной энергетики этих стран, 2013 г. млн. долл. США

Источник: NSF. Science and Engineering Indicators, 2016

Рисунок 4.
Расходы государства и бизнеса на НИОКР в сфере ВИЭ в США и Китае, 2014 г., млрд. долл. США

Источник: Frankfurt School-UNEP Centre, BNEF. Global Trends in Renewable Energy Investment 2015

Рисунок 5.
Число патентов, выданных Бюро по патентам и товарным знакам США (USPTO) в сфере солнечной энергетики, ветроэнергетики и атомной энергетики, 1998-2016 гг.

Источник: NSF. Science and Engineering Indicators, 2016

В 2014 году в сфере альтернативной энергетики и контроля загрязнения больше всего патентов насчитывал сектор экологических инноваций, направленных на снижение загрязнения окружающей среды (1,2 тыс. патентов или 27,0%); второе место заняла солнечная энергетика (818 патентов или 18,6%), третье – «умные сети» (693 патента или 15,8%). На ветроэнергетику пришлось 4,6% всех выданных патентов. В сфере атомной энергетики было выдано всего 114 патентов (Таблица 1).

Таблица 1.
Число патентов, выданных Бюро по патентам и товарным знакам США (USPTO) в сфере альтернативной энергетики и контроля загрязнения, 2014 г., ед.

Отрасль

Патентов (ед.)

Снижение уровня загрязнения окружающей среды

1 188

Солнечная энергетика

818

Умные сети

693

Гибридный и электрический транспорт

415

Биотехнологии

330

Топливные элементы

264

Ветроэнергетика

203

Батареи

168

Улавливание и хранение углекислого газа

158

Атомная энергетика

114

Чистая угольная энергетика

49

Всего - альтернативная энергетика и контроль загрязнения

4400

Источник: NSF. Science and Engineering Indicators, 2016.

Следует отметить, что число выданных патентов в сфере солнечной и ветровой энергетики в США резко возросло после 2009 года (Рисунок 5). Это объясняется резким увеличением государственных расходов на НИОКР в этих сферах во время реализации антикризисной программы, а также тем, что в 2009 году началось внедрение пилотной программы зеленых технологий Бюро по патентам и товарным знакам США, целью которой было ускорение процесса получения патентов на изобретения в сфере зеленых технологий. Данная программа работала до 2012 года.

После кризиса 2008-2009 гг. программы, ускоряющие процесс получения «зеленых» патентов, внедрялись и в других странах – в Австралии, Великобритании, Израиле, Южной Корее, Японии. Также в 2011 году такая программа стартовала в Канаде, а в 2012 году – в Бразилии и Китае. В некоторых странах время, необходимое для получения патента, сокращалось с нескольких лет до нескольких месяцев. Самая популярная программа «зеленый патент» была реализована в США – в период ее действия было выдано 3,5 тыс. «зеленых» патентов. В других странах аналогичные программы пользовались меньшим спросом: в Великобритании было выдано 776 патентов, в Корее – 604. Важно отметить, что далеко не все изобретатели пользовались процедурами ускоренного рассмотрения патентных заявок. К августу 2012 года в Великобритании ими воспользовались 20% заявителей, в Израиле – 13%, а в США – всего 8% (Таблица 2)[17]. Это объясняется рядом недостатков ускоренных процедур: возможными более высокими издержками, связанными с увеличением скорости рассмотрения заявки, отсутствием заинтересованности заявителя в скорейшем получении патента (важно как можно быстрее подать заявку, но скорейшее получение самого патента часто не имеет смысла) и т.д.

Таким образом, в последние годы как в США, так и в мире возобновляемая энергетика стала привлекать гораздо больше государственных средств на проведение НИОКР и реализацию демонстрационных проектов, чем прежде, и стала более приоритетным направлением исследований в энергетическом секторе. Это в свою очередь способствовало повышению патентной активности.

Таблица 2.
Число патентов, выданных в различных странах по ускоренным процедурам «зеленый патент»

Страна

Дата начала программы

Число обращений

% от всех патентов, соответствующих требованиям

Великобритания

май 2009

776

20,91%

Австралия

сентябрь 2009

43

0,76%

Южная Корея

октябрь 2009

604

1,88%

Япония

ноябрь 2009

220

1,48%

США*

декабрь 2009

3533

8,22%

Израиль

декабрь 2009

78

13,13%

Канада

март 2011

67

1,64%

* Программа завершилась в 2012 году, после того как по ней было выдано 3,5 тыс. патентов.

Источник: Dechezleprêtre A. Fast-tracking Green Patent Applications, ICTSD, Programme on Innovation, Technology and Intellectual Property, 37 (2013).


Стимулирование инноваций в сфере ВИЭ: новые меры и программы

Министерство энергетики США играет важную роль в инновационной системе страны. В его структуру входят 17 национальных лабораторий, которые проводят исследования по важнейшим современным научным направлениям, включая возобновляемую энергетику. Министерство регулярно разрабатывает и внедряет инновационные программы поддержки научно-исследовательской деятельности и инновационной активности, а также активно использует лучшие наработки других федеральных агентств, например, Министерства обороны США.

Так, в 2007 году по примеру успешного Управления перспективных оборонных исследований (DARPA) Министерства обороны США было создано Управление перспективных исследований в области энергетики (ARPA-E) Министерства энергетики США. Новое агентство впервые получило финансирование в 2009 году в рамках Закона о восстановлении экономики США и возобновлении инвестиций (ARRA).

DARPA существует с 1958 года и отвечает за развитие новых технологий для оборонной промышленности. DARPA известно тем, что оно профинансировало разработку некоторых важных военных технологий (компьютерные сети, глобальная спутниковая навигационная система и т.д.), которые позже оказали колоссальное влияние и на гражданскую промышленность. По сути, данное агентство занимается поиском возможностей для радикальных инноваций в сфере оборонных технологий. Такая же функция была поручена и ARPA-E, только в сфере энергетики. Важно отметить, что ARPA-E не является первой «копией» DARPA – США уже многократно воспроизводили модель DARPA в других отраслях.

ARPA-E предоставляет финансирование, оказывает техническую помощь, а также осуществляет содействие в продвижении на рынке энергетических технологий, обладающих высоким потенциалом и находящихся на слишком ранних стадиях развития для привлечения частных инвестиций (по сути оно сосредоточено на проектах, которые не смогли бы получить финансирование ни из одного другого источника). Управление проявляет высокий интерес к энергетическим технологиям, которые потенциально способны радикально улучшить экономическую безопасность и качество окружающей среды в США. Управлению особенно интересны не базовые или рутинные исследования, а кратковременные исследовательские проекты, которые могут оказать революционное воздействие на отрасль.

Само ARPA-E является инновационной организацией, принципы функционирования которой не свойственны всему Министерству энергетики США в целом. ARPA-E имеет гибкую матричную организационную структуру, использует инновационные способы разработки программ, а его программы могут быть остановлены по итогам промежуточных результатов т.д. На базе успешных проектов после завершения финансирования формируются стартапы или партнерства с государственными и частными организациями.

К декабрю 2015 года ARPA-E профинансировало более 450 проектов на сумму около 1,5 млрд. долл. США. Среди получателей финансирования были как академические учреждения, так и малые и даже крупные компании. Объемы финансирования управления представлены ниже в таблице (Таблица 3). В настоящее время ARPA-E реализует около 30 программ, в том числе, программы, направленные на развитие технологий солнечной и ветровой энергетики. С самого начала своего существование управление было сосредоточено на инновационных проектах на ранних стадиях развития с очень высокой социальной значимостью[18].

Таблица 3.
Объемы финансирования Управления перспективных исследований в области энергетики (ARPA-E), 2009-2015 гг.

Год

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

Финансирование, млн. долл. США

400

0

180

275

251

280

280

291

Источник: ARPA-E, ARPA-E Budget. URL: http://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-site-page/arpa-e-budget.

В настоящее время основными программами государственной поддержки инноваций и научных исследований в сфере солнечной энергетики США являются программы SunShot. Эти программы были созданы по примеру проектов Grand Challenge, впервые представленных Агентством передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США в 2004 году. Суть проектов Grand Challenge состояла в привлечении ресурсов краудсорсинга для выполнения сложной задачи – разработки беспилотных транспортных средств. Финансовые средства выделялись через конкурсные процедуры и распределялись между инженерными командами, а их объемы существенно превышали те расходы, которые могло бы понести Министерство обороны США, если бы оно поручило решение данной задачи одной организации.

Начатая в 2007 году программа SunShot Incubator предоставляла раннюю поддержку новым компаниям в преодолении технологических барьеров, а также поощряла привлечение частных инвестиций. Она была направлена на сокращение периода между завершением лабораторных испытаний и созданием прототипа нового продукта, а также на ускорение процесса перехода к полноценному производству. С момента начала реализации программы были предоставлены государственные средства в размере 138 млн. долл. США, благодаря которым были привлечены 3 млрд. долл. США частных инвестиций. В ноябре 2015 года программа SunShot Incubator была объединена с программами SunShot SolarMat и SUNPATH, предназначенными для финансирования проектов на других этапах их развития, в программу SunShot Technology to Market. Целью новой программы является поддержка радикальных инноваций в сфере солнечной энергетики.

Выделение финансирования по программам SunShot осуществляется через конкурсные процедуры. Финансированию подлежат целевые исследовательские проекты на всей технологической цепочке. Получателями средств могут быть самые разные организации – частные компании, университеты, лаборатории и т.д.

SunShot Technology to Market финансирует коммерческие организации, которые разрабатывают продукты и решения, способствующие снижению стоимости солнечной энергии и снижению рисков интеграции солнечной энергии в энергетическую систему. Таким образом, программа направлена на повышение доступности и существенное снижение стоимости солнечной энергии. Планируется, что к 2020 году благодаря программам SunShot стоимость электроэнергии, производимой за счет энергии солнца, снизится до 0,06 долл. США за кВт*ч, в результате чего солнечная энергия станет полностью конкурентоспособной в сравнении с традиционной[19]. В период 2010-2013 уже удалось добиться существенных успехов: за эти четыре года стоимость солнечной электроэнергии, генерируемой электроэнергетическими компаниями, сократилась почти вдвое (Рисунок 6)[20].

В сфере ветроэнергетики в США действует Программа ветра (Wind Program) Министерства энергетики США. Ее целью является повышение надежности и доступности ветровой энергии через конкурсное финансирование НИОКР в сфере ветроэнергетики. В период с 2006 по 2014 гг. по Программе ветра были профинансированы ветроэнергетические проекты, связанные с тестированием, производственными технологиями и разработкой компонентов на общую сумму 160 млн. долл. США. По данным Министерства энергетики США, благодаря реализации Программы ветра, американским производителям ветротурбин удалось существенно повысить коэффициент использования установленной мощности (КИУМ)[5] ветротурбин. Так, до 1998 года КИУМ составлял около 22%, а к настоящему времени он возрос до 33%[21].

Рисунок 6.
Нормированная стоимость солнечной электроэнергии, генерируемой электроэнергетическими компаниями, 2010-2013 гг., центов за кВт*ч

Источник: U.S. Department of Energy, Progress Report: Advancing Solar Energy Across America, 2014. URL: http://energy.gov/articles/progress-report-advancing-solar-energy-across-america

В рамках данной программы Министерство энергетики США осуществляло активное сотрудничество с отраслью, в том числе, с такими крупными компаниями, как GE (тестирование компонентов – лопастей, генераторов, систем управления и т.д.). В том числе, благодаря Программе ветра GE удалось разработать ветротурбину мощностью 1,5 МВт, которая стала самой популярной в США – около половины всей установленной в стране мощности коммерческих ветроэлектростанций приходится на турбины GE мощностью 1,5 МВт. Также данная модель широко представлена на глобальном рынке[21].

Помимо этого, за счет средств ARRA были построены два центра тестирования оборудования для ветротурбин мультимегаваттного класса: Центр испытания ветротурбин Университета Клемсона в г. Клемсон (штат Южная Каролина) – для тестирования турбин большой мощности, Центр тестирования ветроэнергетических технологий в г. Бостон (штат Массачусетс) – для тестирования лопастей. До этого США не располагали подобными центрами тестирования оборудования нового поколения (т.е. более мощного оборудования – мультимегаваттного класса). На строительство Центра тестирования ветроэнергетических технологий в рамках ARRA было выделено 25 млн. долл. США, на строительство Центра испытания ветротурбин Университета Клемсона – 45 млн. долл. США[22]. Данные центры открылись соответственно в 2011 и 2013 гг.

США ведут активное международное сотрудничество в сфере солнечной и ветровой энергетики. Для этого осуществляется обмен информацией и экспертные консультации между американскими учеными и учеными из других стран. Ведется реализация американо-израильской программы BIRD Energy. По этой программе осуществляется поддержка инновационных проектов в сфере ВИЭ (солнечная энергетика, ветроэнергетика и т.д.), которые предполагают кооперацию в сфере НИОКР между двумя компаниями, а также между компанией и университетом или научно-исследовательской организацией. При этом одна организация должна быть зарегистрирована в США, а другая – в Израиле. Целью успешного проекта должна быть коммерциализация новой технологии.

Косвенные меры поддержки инновационного развития сектора ВИЭ в США также имеют важное значение. Ключевой мерой поддержки ВИЭ на федеральном уровне в США являются налоговые кредиты, на региональном уровне – стандарты портфеля ВИЭ (renewable portfolio standards)[6], иногда также зеленые тарифы. Налоговые льготы повышают общую привлекательность ведения бизнеса в сфере ВИЭ за счет экономии на налогах. Стандарты портфеля ВИЭ и зеленые тарифы увеличивают спрос на электроэнергию, произведенную за счет ВИЭ. В конечном итоге эти меры способствуют увеличению масштабов использования возобновляемой энергетики, что делает привлекательным разработку более мощного, надежного, эффективного и удобного в эксплуатации оборудования, создает различные потребительские ниши и т.д. – то есть, косвенно стимулирует проведение НИОКР, разработку новых технологий и оборудования и их коммерциализацию.

Выводы

Из представленного в статье анализа можно сделать вывод о том, что политика США в сфере солнечной и ветровой энергетики в последнее время направлена на развитие национальных технологий и создание условий, необходимых для эффективного инновационного процесса. США стремятся поддерживать высокую конкуренцию между лабораториями, университетами, стартапами и крупными компаниями, а также стимулировать международное сотрудничество. В последние годы Министерством энергетики США были разработаны и внедрены новые проекты, целью которых является финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в сфере ВИЭ, а также ликвидация «долин смерти» в инновационных процессах и цепочках. При этом часто применялись инновационные схемы организации государственной поддержки, в том числе, лучшие практики Министерства обороны США.

В целом, опыт США по управлению инновациями в секторе ВИЭ в последние годы можно считать успешным. Министерству энергетики США удалось существенно увеличить расходы на НИОКР в сфере ВИЭ и даже сделать ВИЭ более приоритетным направлением исследований, чем атомная энергетика, которая традиционно привлекала к себе больше всего внимания. Были созданы новые организации инновационной инфраструктуры и построены центры тестирования новых технологий. Многократно возросло число патентов, выданных Бюро по патентам и товарным знакам США. Удалось существенно снизить стоимость некоторых технологий ВИЭ, в частности, солнечной энергетики. К началу 2016 года спрос на новые угольные электростанции упал до нуля, а доля ВИЭ в новых генерирующих мощностях возросла до 70%.

В последние годы, а именно после финансово-экономического кризиса 2008-2009 гг., США удалось укрепить свое глобальное лидерство в сфере ВИЭ с точки зрения инновационного и технологического развития. Однако в последнее время также наблюдается рост конкуренции со стороны других стран и прежде всего Китая, который обладает крупнейшим в мире рынком ВИЭ и по некоторым данным уже опережает США по объему расходов на НИОКР в сфере ВИЭ.


Список литературы

[1] GTM Research, SEIA. U.S. Solar Insight, 2015 Year in Review, March 2016.

[2] Bloomberg. Clean Energy Investment by the Numbers – End of Year 2015, 2015.

[3] Intellectual Property Rights, IRENA, 2013.

[4] Duderstadt J., Was G., McGrath R., Muro M., Corradini M., Katehi L., Shangraw R., Sarzynski A. Energy Discovery-Innovation Institutes: a Step toward America's Energy Sustainability, Metropolital Policy Program at Brookings, 2009.

[5] Elliott E.D. Why the United States Does not Have a Renewable Energy Policy, Environmental Law Reporter, 2 (2013).

[6] Executive Office of the President. A Retrospective Assessment of Clean Energy Investments in the Recovery Act, 2016.

[7] Executive Office of the President. A Strategy for American Innovation: Driving towards Sustainable Growth and Quality Jobs, 2009.

[8] National Academy of Sciences, National Academy of Engineering, Institute of Medicine of the National Academies, Rising Above the Gathering Storm: Energizing and Employing America for a Brighter Economic Future, 2007, 592 pp. URL: https://www.nap.edu/catalog/11463/rising-above-the-gathering-storm-energizing-and-employing-america-for.

[9] Congress, America COMPETES Act, 2007. https://www.congress.gov/110/plaws/publ69/PLAW-110publ69.pdf.

[10] Congress, America Creating Opportunities to Meaningfully Promote Excellence in Technology, Education, and Science Reauthorization Act of 2010, 2010. https://www.congress.gov/bill/111th-congress/house-bill/5116.

[11] The White House. Fact Sheet: President Obama to Announce Historic Carbon Pollution Standards for Power Plants, 2015. https://www.whitehouse.gov/the-press-office/2015/08/03/fact-sheet-president-obama-announce-historic-carbon-pollution-standards.

[12] Grubler, A., Aguayo, F., Gallagher, K., Hekkert, M., Jiang, K., Mytelka, L., Neij, L., Nemet, G., Wilson, C., 2012. Chapter 24 – Policies for the Energy Technology Innovation System (ETIS), Global Energy Assessment (GEA) – Toward a Sustainable Future. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, pp. 1665–1744.

[13] Bointner R. Innovation in the energy sector: Lessons learnt from R&D expenditures and patents in selected IEA countries, Energy Policy, 73 (2014), pp. 733-747.

[14] Sissine F. Renewable Energy R&D Funding History: A Comparison with Funding for Nuclear Energy, Fossil Energy, and Energy Efficiency R&D, Congressional Research Service, 2016. URL: http://nationalaglawcenter.org/wp-content/uploads/assets/crs/RS22858.pdf.

[15] NSF. Science and Engineering Indicators, 2016.

[16] Frankfurt School-UNEP Centre, BNEF. Global Trends in Renewable Energy Investment 2015.

[17] Dechezleprêtre A. Fast-tracking Green Patent Applications, ICTSD, Programme on Innovation, Technology and Intellectual Property, 37 (2013).

[18] ARPA-E, ARPA-E Budget. URL: http://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-site-page/arpa-e-budget.

[19] U.S. Department of Energy, SunShot Initiatives Mission. URL: http://energy.gov/eere/sunshot/sunshot-initiative-mission.

[20] U.S. Department of Energy, Progress Report: Advancing Solar Energy Across America, 2014. URL: http://energy.gov/articles/progress-report-advancing-solar-energy-across-america.

[21] U.S. Department of Energy, Next-Generation Wind Technology. URL: http://energy.gov/eere/next-generation-wind-technology.

[22] The White House, The Recovery Act: Transforming the American Economy Through Innovation, 2010. URL: https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/Recovery_Act.PDF.


Сноски

[1] Современные технологии ВИЭ включают в себя гидроэнергетику, солнечную, ветровую, геотермальную энергетику, а также современную (высокотехнологичную) биоэнергетику и не включают в себя традиционную биоэнергетику (получение энергии за счет сжигания дров).

[2] Многие технологии ВИЭ появились гораздо раньше, например, ветровая энергетика развивается начиная с последней четверти XIX века; фотоэлектрический эффект был открыт в XIX веке, а его практическое применение осуществляется с 1950-х гг., однако лишь в 1970-е гг. некоторые страны стали уделять серьезное внимание современным технологиям ВИЭ и инновациям в них.

[3] Тарифы, выплачиваемые девелоперам проектов в сфере ВИЭ, которые являются более высокими по сравнению с тарифами на обычную электроэнергию и компенсируют более высокие издержки девелоперов ВИЭ-проектов

[4] Программа ООН по окружающей среде

[5] Отношение объема (обычно годового) электроэнергии, реально выработанной электростанцией, к тому объему энергии, который электростанция могла бы сгенерировать, если бы она была загружена на полную мощность.

[6] Требование, предъявляемое к электроэнергетическим компаниям, и обязывающее их генерировать определенную долю своей электроэнергии за счет ВИЭ



Печать