Особенности мирового инновационного процесса и его влияние на развитие отраслей ТЭК

Метаданные научной публикации

Особенности мирового инновационного процесса и его влияние на развитие отраслей ТЭК
Features of the global innovation process and its impact on the development of fuel and energy sectors

Юрий ПЛАКИТКИН
Руководитель Центра анализа
и инноваций в энергетике ИНЭИ РАН,
профессор, д. э. н., академик РАЕН
Е-mail: uplak@mail.ru

Людмила ПЛАКИТКИНА
Руководитель Центра исследования угольной промышленности мира и России ИНЭИ РАН,
к. т. н., член-корр. РАЕН
Е-mail: uplak@mail.ru

Константин ДЬЯЧЕНКО
Старший научный сотрудник Центра
исследования угольной промышленности
мира и России ИНЭИ РАН, к. т. н.
Е-mail: uplak@mail.ru

Yuri PLAKITKIN
Head of the Center for Analysis and Innovation in Energy at the INEI RAS, Professor, Doctor of Economics, Academician of the Russian Academy of Natural Sciences
Е-mail: uplak@mail.ru

Lyudmila PLAKITKINA
Head of the Center for Research of the Coal Industry of the World and Russia INEI RAS, Ph.D., Corresponding Member. WOUNDED
Е-mail: uplak@mail.ru

Konstantin DYACHENKO
Senior Researcher at the Center for the Study of the Coal Industry of the World and Russia INEI RAS, Ph.D.
Е-mail: uplak@mail.ru

Аннотация. В статье представлены результаты анализа мирового инновационно-­технологического развития, выполненного на основе динамики мировых патентных заявок. Проведенные исследования показали, что за последние 20 лет уровень мирового инновационно-­технологического развития удвоился. При продолжении тенденции такого роста он в период 2035–2045 гг. вой­дет в зону сингулярности. В этот период, скорее всего, произойдет глобальный технологический переход. Среди самых быстрорастущих инновационных технологий будут цифровые средства связи, компьютерные технологии, ИТ-методы организации и управления, микроструктурные технологии. Установлено, что с ростом уровня мирового инновационно-­технологического развития будет происходить снижение угле-, нефте- и газоемкости будущих инноваций. Это означает, что мировая добыча угля, нефти, а впоследствии и газа в перспективном периоде под давлением возрастающего уровня мирового инновационно-­технологического развития станет на трек системного снижения. В противоположность ему объемы генерирования энергии ВИЭ уже на рубеже 2040–2045 гг. могут существенно повыситься – более чем в 2–2,5 раза.
Ключевые слова: мировая технологическая трансформация, инновации, ВИЭ, энергоемкость, энергоресурсы, технологический переход, добыча, отрасли ТЭК, мировые патентные заявки.

Abstract. The article presents the results of an analysis of global innovation and technological development based on the dynamics of global patent applications. The conducted research has shown that over the past 20 years, the level of global innovation and technological development has doubled. If the trend of such growth continues, it will enter the singularity zone in the period 2035–2045. A global technological transition is likely to take place during this period. Digital communications, computer technologies, IT methods of organization and management, and microstructural technologies will be among the fastest-­growing innovative technologies. It has been established that with an increase in the level of global innovation and technological development, the coal, oil and gas intensity of future innovations will decrease. This means that the global production of coal, oil, and subsequently gas in the long term, under the pressure of the increasing level of global innovation and technological development, will be on the path of systemic decline. In contrast, the volume of renewable energy generation may increase significantly by more than 2–2.5 times as early as the turn of 2040–2045.
Keywords: global technological transformation, innovations, renewable energy sources, energy intensity, energy resources, technological transition, mining, fuel and energy complex industries, global patent applications.

УДК 620.9

DOI 10.46920/2409‑5516_2025_10213_20

EDN: MUGANK

Юрий ПЛАКИТКИН
Руководитель Центра анализа
и инноваций в энергетике ИНЭИ РАН,
профессор, д. э. н., академик РАЕН
Е-mail: uplak@mail.ru

Людмила ПЛАКИТКИНА
Руководитель Центра исследования угольной промышленности мира и России ИНЭИ РАН,
к. т. н., член-корр. РАЕН
Е-mail: uplak@mail.ru

Константин ДЬЯЧЕНКО
Старший научный сотрудник Центра
исследования угольной промышленности
мира и России ИНЭИ РАН, к. т. н.
Е-mail: uplak@mail.ru

Мировой инновационно-технологический процесс сильно влияет на развитие отраслей энергетики [1]. Для анализа этого процесса в проведенном исследовании использовалась годовая динамика мировых патентных заявок, взятая за последние 140 лет (1883–2023 гг.) [2]. При этом мировое инновационно-технологическое развитие оценивалось по трем показателям:
– уровень инновационно-технологического развития, определяемый накопленным количеством годовых патентных заявок;
– скорость мирового инновационно-технологического развития, характеризуемая годовым объемом патентных заявок;
– ускорение мирового инновационно-технологического развития, определяемое годовым приростом объема патентных заявок.
На рис. 1 представлена динамика уровней мирового инновационно-технологического развития за предыдущие 140 лет.
Отметим, что за последние 20 лет (2003–2023 гг.) уровень мирового инновационно-технологического развития удвоился. Следует отметить, что предыдущее его удвоение происходило за более длительный период – 30 лет (1973–2003 гг.). Это свидетельствует о достаточно высокой скорости роста уровня инновационно-технологического развития. Если продолжить его долговременную тенденцию, то можно констатировать, что примерно в 2035–2045 гг. рассматриваемый показатель, вероятно, вой­дет в зону сингулярности, т. е. эскалационного повышения. Наличие такой зоны свидетельствует о сломе действующей модели мирового инновационно-технологического развития и мощных трансформаций, приводящих к смене парадигмы этого развития [3]. При этом новая парадигма развития будет обладать совершенно иным качеством, ранее еще нереализованным в мировой экономике.
Конечно же, это сильно повлияет на научно-­технологическое развитие всех отраслей мировой экономики, включая энергетику. В ней также должна измениться парадигма научно-­технологического развития. В частности, показательно, что в одной из самых трудоемких отраслей энергетики – угольной промышленности – еще в период 2005–2020 гг. остановился рост «кривых» развития. Вышли «на полку» уровень механизации, металлоемкость продукции, потребление угля, средняя мощность производственных единиц и др. Прекращение роста «кривых» развития является главным признаком того, что угольная промышленность гораздо быстрее других отраслей подошла к востребованности применения новых технологий, в т. ч. роботизации добычи и переработки угля, кратно повышающих производительность труда на предприятиях [4, 5].

Весьма показательна динамика скорости мирового инновационно-технологического развития (рис. 2). В ней можно выделить чередующиеся зоны интенсивного и экстенсивного инновационно-технологического развития. В зонах интенсивного развития происходит генерирование новых технологий, а в зонах экстенсивного развития – их внедрение в мировую хозяйственную практику.

Если в период 1945–1970 гг. характерно было проведение генерирования новых технологий, то в период 1970–1995 гг. происходило активное внедрение созданных технологий в хозяйственный оборот мировой экономики. Следует отметить уникальность периода 1995–2023 гг. В этом периоде самая большая интенсивность разработки новых технологий. Скорость инновационно-технологического развития в этом периоде имеет самый высокий прирост – примерно 2500 ед. На этапе предыдущего роста он составлял всего 580 ед., т. е. более чем в 4 раза меньше [6].
Именно этап самой высокой скорости инновационно-технологического развития предопределил вхождение его в зону сингулярности и кардинального изменения технологического развития мировой экономики. Вероятнее всего, достигнутая скорость мирового инновационно-технологического развития является предельной. После прохождения «пика» возможно ее снижение. Это будет свидетельствовать о завершении большого этапа инновационно-технологического развития, связанного с разработкой технических инноваций. Логика дальнейшего развития показывает, что после завершения этого этапа должен наступить этап развития, обусловленный созданием и дальнейшим внедрением в хозяйственную практику нетехнических инноваций.
Для подтверждения вышеуказанной прогнозной динамики скорости мирового инновационно-технологического развития в процессе исследования проведена оценка достигнутых значений его ускорения на анализируемом периоде времени (рис. 3).
Расчеты показывают, что ускорение инновационно-технологического развития примерно в 2016–2017 гг. достигло максимальных оценок. Рост ускорения, начиная с 1985–1990 гг., был значительным, и по масштабам единственным за весь ретроспективный период времени. За период 1985–2017 гг. он составит более 6‑ти кратную величину. Можно считать, что этот период является периодом финального роста ускорения, завершающего действующую парадигму мирового инновационно-технологического развития.

После 2017 г. это развитие перешло в стадию замедления и, как показывают оценки ближайшего пятилетнего периода, в 2024–2026 гг. действующая модель инновационно-технологического развития переходит в зону его «торможения».
В этой связи можно констатировать, что начиная с современного периода времени, мировой инновационно-технологический процесс входит в иную стадию развития, сильно отличающуюся от той, в которой ранее находилась мировая экономика. Возможно, даже это вхождение в зону отрицательных значений ускорения можно трактовать как «переполюсовка» мирового инновационно-технологического развития.
Зарождение новых технологий происходит, как правило, на финальном периоде определенного этапа развития. Учитывая финальный характер этапа мирового инновационно-технологического развития, в период 1985–2022 гг. в процессе исследования проведен анализ мировых патентных заявок за 1880–2022 гг. по 35 областям технологий.
В результате этого анализа выявлены «самые быстрорастущие» и «умеренно растущие» области (по среднегодовым темпам прироста патентных заявок за 1985–2022 гг. (рис. 4).

Эти области технологий, особенно «самые быстрорастущие», будут составлять базу будущего мирового научно-­технологического развития. Среди «самых быстрорастущих» областей технологий следует выделить:
– цифровые средства связи;
– компьютерную технику;
– ИТ-методы организации и управления;
– микроструктурные технологии.
Отметим, что вышеприведенные области могут стать основой для внедрения в хозяйственную практику нетехнических инноваций: организационных, управленческих, социальных, экологических, культурных, информационных и др. [7].
«Умеренно растущие» области технологий, вероятнее всего, особенно на первых этапах нового технологического развития, также будут играть существенную роль в переформатизации технологического облика мировой экономики [8, 9]. Среди этих областей следует выделить:
– полупроводники;
– анализ биологических материалов;
– медицинскую технику;
– химию пищевых продуктов;
– биологию;
– фармацевтическую продукцию;
– природоохранные технологии.
Отметим, что большинство из вышеназванных областей технологий направлено на развитие человека. Выявленный пул «самых быстрорастущих» областей технологий в совокупности с «умеренно растущими» областями технологий следует учитывать при прогнозировании научно-­технологического развития отраслей энергетики [10].
В этой связи весьма показательны зависимости между уровнем мирового инновационно-технологического развития и накопленными за 1990–2022 гг. объемами мировой добычи угля, нефти и газа (рис. 5) [11, 12].

Дифференцирование полученных зависимостей позволяет установить следующие соотношения между угле-, нефте- и газоемкостью и мировым уровнем инновационно-технологического развития:
1) по углю, в т. ч.:

2) по нефти:

3) по газу:

где: – мировая годовая добыча, соответственно, угля, нефти и газа, млн т;
П – количество годовых мировых патентных заявок, тыс. шт.; – уровень мирового инновационно-технологического развития, измеренный по накопленному объему мировых патентных заявок за 1883–2022 гг.
Учитывая, что мировые патентные заявки через период времени «трансформируются» в реальные инновации, отношения,, могут быть приняты как показатели оценки углеемкости, нефтеемкости и газоемкости инноваций.
Представленные выражения свидетельствуют о снижении объемов добычи угля, нефти и газа, приходящихся на единицу годовых заявок на патенты при росте уровня мирового инновационно-технологического развития. Причем снижение объемов вышеприведенных энергоресурсов носит необратимый характер в виду постоянного роста уровней инновационно-технологического развития.
Полученные зависимости свидетельствуют о снижении угле-, нефте- и газоемкости будущих инноваций в связи с ростом уровня мирового инновационно-технологического развития (рис. 6).

Более того, такое снижение, в силу однонаправленного изменения – постоянного роста уровня мирового инновационно-технологического развития, является необратимым. Это означает, что мировая добыча угля, нефти и газа в перспективном периоде будет снижаться под давлением возрастающего уровня мирового инновационно-технологического развития.
Оценка прогнозной динамики угле-, нефте-, газоемкости мировых инноваций свидетельствует о длительном снижении этих показателей (уже на рубеже 2040–2045 гг. более чем в 2–3 раза) с выходом их почти на «нулевые» отметки сразу за пределами 2050–2060 гг. (рис. 7).

Вероятнее всего, в этом периоде следует ожидать самых «минимальных» значений добычи угля, нефти и газа. Причем, процесс такого снижения является необратимым. Будущие инновации все в меньшей и меньшей мере будут ориентированы на использование традиционных топливно-­энергетических ресурсов. В процессе исследования получена зависимость накопленных объемов генерирования энергии ВИЭ за 1990–2022 гг. от уровня мирового инновационного развития (рис. 8).

В отличие от традиционных энергоресурсов, это совершенно иной характер зависимости. Ее дифференцирование позволяет установить соотношение между ВИЭ-емкостью инноваций и уровнем мирового инновационно-технологического развития:

ВИЭ-емкость мировых инноваций стремительно повышает зависимость от роста уровня мирового инновационно-технологического развития (рис. 9).

Будущие мировые инновации требуют все большей и большей перестройки энергетики в сторону ВИЭ. При этом, если повышение среднегодовых темпов прироста мирового инновационного развития требует снижения аналогичных темпов угле-, нефте- и газоемкости инноваций, то в случае с ВИЭ среднегодовые темпы прироста емкости инноваций ориентированы почти на 4‑х кратный рост:
1) для традиционных источников энергии:
Ту, н, г = — Ту  (5)

2) для возобновляемых источников энергии:
Твиэ= 3,98 ∙ Ту  (6)

где: Ту, н, г – среднегодовые темпы прироста угле-, нефте- и газоемкости инноваций; Твиэ – среднегодовые темпы прироста ВИЭ-емкости инноваций; Ту – среднегодовые темпы прироста мирового инновационно­технологического развития.
Такие высокие темпы прироста ВИЭ-емкости мировых инноваций предопределяют существенное повышение их уровня уже на рубеже 2040–2045 гг. В этот период он возрастет более чем в 2–2,5 раза, а к 2050 г. его рост может составить от 3 до 6 раз (рис. 10).

Это значительно увеличит долю ВИЭ в балансе ТЭР. Отметим, что приведенные оценки существенных изменений в мировом потреблении угля, нефти, газа и ВИЭ, по нашим расчетам, произойдут как раз в зоне сингулярности мирового инновационно-технологического процесса. И это вполне объяснимо. Учитывая, что энергетика как отрасль, находящаяся в самых «нижних слоях» передела общественного продукта, влияет на все сектора экономики, а ее технологическое развитие во многом предопределяет технологическое развитие других отраслей, в этой связи трансформации в энергетике должны произойти ранее периода «вхождения» мирового инновационного развития в зону сингулярности (2035–2045 гг.). Вероятнее всего, уже до периода 2035–2045 гг. произойдет изменение мировых трендов развития традиционных энергоресурсов, в частности, мировая добыча угля вой­дет в зону системного и необратимого «снижения». Возобновляемая же энергетика, наоборот, получит мощный технологический импульс роста.
В этой связи сценарные варианты ускоренного мирового научно-­технологического развития должны, скорее всего, ориентироваться на стабилизацию и последующее снижение потребления традиционных источников энергии и рост возобновляемой энергетики в мировой экономике.
Снижающаяся динамика использования традиционных энергоресурсов и повышающаяся динамика использования ВИЭ являются характерной особенностью процесса инновационно-технологического развития будущего периода. Причем, чем выше темпы такого развития, тем в большей мере будут падать объемы потребления традиционных энергоресурсов и расти объемы использования ВИЭ.
Одновременно этот процесс, как показал анализ темпов прироста мировых патентных заявок по отраслям технологий, должен поддерживаться активным ростом использования инноваций (цифровых, ИТ-технологий, компьютерных), формирующих блок развивающихся интеллектуальных технологий, определяющих основную направленность глобального технологического перехода.

Использованные источники

1. Садриев А. Р. Российская энергетика в условиях перехода к шестому технологическому укладу: состояние и перспективы развития // Экономика и управление. 2016. № 11. С. 20–26.
2. World Intellectual Property Organization. Система Patentscope [Электронный ресурс]. URL: https://patentscope.wipo.int/search/ru/search.jsf (дата обращения: 17.03.2025).
3. Матковская Я. С. О перспективах инновационно-технологического развития современной экономики в условиях глобальных трансформаций // Россия: тенденции и перспективы развития. Ежегодник. Вып. 16. Ч. 1. 2021. С. 606–609.
4. Малышев Ю. Н., Ковальчук А., Рожков А. А. Угольная отрасль: поиск ориентиров в эпоху перемен // Энергетическая политика. 2021. № 2(156). С. 18–27. DOI: 10.46920/2409-5516_2021_2156_18.
5. Яновский А. В. Уголь: битва за будущее // Уголь. 2020. № 8. С. 9–17. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-8-9-14.
6. World Intellectual Property Report 2019. The Geography of Innovation: Local Hotspots, Global Networks [Электронный ресурс]. URL: https://www.wipo.int/publications/en/details.jsp?id=4467 (дата обращения: 17.03.2025).
7. Маркушина Е. В., Балова Н. А. Разработка и внедрение инноваций в сфере производственного сервиса с использованием цифровых технологий // Журнал прикладных исследований. 2021. № 6(3). С. 228–233. DOI: 10.47576/2712-7516_2021_6_3_228.
8. Смирнов Э. Н. Цифровая трансформация мировой экономики: торговля, производство, рынки : монография. Москва, 2019.
9. Кошевенко С. В. Цифровая трансформация мировой экономики // Экономический журнал. 2018. № 3(51). С. 77–91.
10. Плакиткин Ю., Плакиткина Л., Дьяченко К. Современные тренды и прогноз развития угольной промышленности мира и России в условиях трансформации мировой экономики. Часть II. Угрозы и вызовы российской и мировой добыче угля, долгосрочные прогнозы (до 2060 г.) её развития с использованием нейронных сетей // Уголь. 2024. № 8. С. 130–139. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-8-130-139.
11. Statistical Review of World Energy 2025 [Электронный ресурс]. London: The Energy Institute, 2025. URL: https://www.energyinst.org/statistical-review (дата обращения: 17.03.2025).
12. Coal Information 2025 [Электронный ресурс]. Paris: International Energy Agency, 2025. URL: https://www.iea.org (дата обращения: 17.03.2025).