CC BY
47
ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ
2001.01.041-044. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ. (Сводный реферат).
1.CHATEAU B., LAPILLONNE B. La consommation mondiale d'energie 1950-2000: tendances lourdes, ruptures et messages pour l'avenir // Rev. de l'energie. - P., 1999. - A.50, N 509. - P. 489- 496.
2. CRIQUI P. Les differents horizons de la prospective energetique mondiale // Rev. de l'energie. - P., 1999. - A.50, N 509. - P.497-502.
3. BAUQUIS P.-R. Un point de vue sur les besoins et les approvisionnements en energie a l'horizon 2050 // Rev. de l'energie. - P., 1999. - A.50, N 509. -P.503-510.
4. DESSUS B. Les defis energetiques du developpement // Rev. de l'energie. -P., 1999. - A.50, N 509. - P.511-521.
Статьи французских специалистов посвящены основным тенденциям развития мировой энергетики во второй половине XX в. и первой половине XXI в.
Рассматривая основные тенденции потребления энергии во второй половине XX в., Б.Шато и Б.Лапиллон (1) отмечают, что в 1950 г. половина потребляемой в мире энергии приходилась на Северную Америку, а четверть - на Западную Европу, тогда как на развивающиеся страны (РС) - лишь 8%. Хотя в 1998 г. доля промышленно развитых стран (ПРС) снизилась, они все же продолжают потреблять более половины энергии. Наиболее быстрый рост потребления энергии наблюдался в Азии (без Японии), тогда как доля бывших социалистических странах в начале 90-х годов снизилась и в настоящее время составляет лишь 14% потребления энергии против 20% в 1970 г. (1, с.489). В целом в течение последних 50 лет происходило перераспределение потребления энергии между различными регионами мира при росте ее потребления в азиатских странах по всем видам энергии.
Потребление нефти до 1973 г. росло значительными темпами (7,6% в год), затем рост замедлился; после второго нефтяного шока темпы ее потребления начали снижаться, а с 1985 г. вновь медленно возрастают (0,5% в год). Доля угля в мировом потреблении упала с 58% в 1950 г. до 27% в 1973 г. Однако под воздействием нефтяных шоков и реализации политики замещения нефти в 70-80-е годы потребление угля увеличилось и в последнее десятилетие практически не менялось. Постоянно росло потребление природного газа (3% в год начиная с 1970 г.). Его доля в мировом потреблении энергии увеличилась с 9% в 1950 г. до 23% в 1998 г. (1, с.490). Доля первичной гидроэлектроэнергии до 1973 г. была незначительной: в 1970 г. на нее приходилось лишь 3% мирового потребления энергии. После первого нефтяного шока развитие атомной энергетики в некоторых странах и новые проекты строительства гидроэлектростанций значительно повысили роль первичной электроэнергии в энергетическом обеспечении. В 1998 г. ее доля в мировом энергопотреблении возросла до 11% (1, с.492). По мнению Б.Шато и Б.Лапиллона, эти данные свидетельствуют о том, что замещение одних видов энергии другими происходит волнообразно.
В то же время подъем "нефтяной" волны, последовавшей за спадом "угольной", происходил при одновременном росте объема потребления обоих этих видов энергии: спрос растет на оба энергоносителя при опережающем росте спроса на нефть. При этом более быстрый рост спроса на нефть в 50-60-е годы был обусловлен прежде всего появлением новых областей ее использования (автомобильный транспорт и нефтехимия). Постоянное снижение цен на нефть и агрессивная торговая политика производителей затем привели к замене угля нефтью в традиционных областях его использования, где уголь стал неконкурентоспособным либо из-за слишком высокой стоимости добычи, либо из-за удаленности месторождений.
Развитие "газовой" волны, последовавшей за "нефтяной", также связано с ростом объемов потребления этих видов энергии. Но в отличие от нефти спрос на газ первоначально был обусловлен не новыми областями его применения, а возможностью использовать продукт, сопровождавший добычу нефти, особенно после первого нефтяного шока. До начала 90-х годов замещение нефти газом было в определенной степени инициировано самими нефтяными компаниями и ими же контролировалось. В будущем регламентации и ужесточение требований
по охране окружающей среды (ОС) в ПРС, а также развитие новых технологий могут способствовать подъему "газовой" волны.
"Электрическая" волна почти незаметна на уровне первичной энергии, так как большая ее часть производится на основе угля, газа и нефти. Однако эта "универсальная" форма энергии, играющая значительную роль на уровне конечного потребления, способна заменить другие виды энергии во многих областях.
С 1960 по 1979 г., т.е. до второго нефтяного шока, темпы роста потребления энергии были жестко связаны с темпами роста мировой экономики. После 1980 г. на мировом уровне, а в ПРС после первого нефтяного шока наблюдается "разрыв" между потреблением энергии и экономическим ростом: в 1980-1998 гг. потребление первичной энергии росло в среднем на 1,6% в год, тогда как ВВП - на 2,7%. На мировом уровне этот "разрыв" даже углубился с 1986 г., несмотря на то что во многих ПРС потребление энергии имеет тенденцию следовать за ростом ВВП (1, с.494). Б.Шато и Б.Лапиллон отмечают, что в определенной степени такая ситуация объясняется кризисом, переживаемым бывшими социалистическими странами.
В настоящее время "механическая" связь между потреблением энергии и ростом уже не считается обязательной. В новых условиях на первый план в качестве макроэкономического индикатора энергетической эффективности выходит показатель энергоемкости ВВП. Снижение или повышение энергоемкости в краткосрочном плане обусловлено экономической конъюнктурой и динамикой коэффициента использования производственных мощностей, а в средне- и долгосрочном плане - структурными преобразованиями экономики, а также техническим прогрессом и мерами по повышению энергетической эффективности (1, с.494).
Однако "разрыв" между энергопотреблением и экономическим ростом означает переход энергетической системы, регулируемой предложением, к системе, регулируемой спросом. Изменение энергоемкости все более явно совпадает с динамикой спроса на энергию, связанную с производственной деятельностью и потребностями домохозяйств. Б.Шато и Б.Лапиллон полагают, что "разрыв", резко проявившийся в 70-е годы, будет расширяться по мере роста богатства (1, с.495).
Иного мнения придерживается П.-Р.Боки (3). Он отмечает, что "разрыв" между экономическим ростом и потреблением энергии,
обусловленный постоянным увеличением энергетической эффективности производства и частного потребления энергии, в первой половине ХХ1 в. может сократиться. В РС, которые и будут обеспечивать экономический рост (по разным прогнозам на их долю будет приходиться 56-74% создаваемого богатства), спрос на услуги и средства транспорта, а также потребность в комфорте будут увеличиваться пропорционально росту ВНП, поскольку их население стремится к образу жизни и потребления наиболее богатых стран (4, с.513). Идеологические концепции (экологические, этические, религиозные и т.д.) сегодня едва ли способны существенно повлиять на эти устремления, пропагандируемые во всех регионах мондиализированными средствами коммуникаций. Что будет происходить после 2020 г., предсказать трудно, поскольку поведение людей плохо поддается моделированию (3, с.504).
Существенное влияние на структуру энергетики в долгосрочной перспективе будут оказывать такие факторы, как демографическая ситуация, технический прогресс, требования охраны ОС.
Хотя общепризнанно, что население Земли будет расти, масштабы этого роста оцениваются по-разному. П.Крики (2) считает, что население планеты увеличится в последующие 50 лет в 1,5 раза в основном за счет РС и составит 9-11 млрд. человек (2, с. 497). В свою очередь П.-Р.Боки полагает, что более вероятна цифра в 6-10 млрд. человек, поскольку благодаря развитию коммуникаций западная модель семьи распространится на РС, что приведет к сокращению рождаемости в этих странах (3, с.504).
Технический прогресс может в определенной мере помочь решить одну из основных проблем энергетики - проблему снижения запасов энергоносителей. "Пессимисты" уже 50 лет предсказывают их скорое исчерпание, "оптимисты" считают саму проблему надуманной. Предлагая свою интерпретацию этой проблемы, П.-Р. Боки подчеркивает, что она вполне реальна, поскольку общий объем запасов горючих ископаемых, особенно твердых, невозможно точно измерить. Хотя в отношении жидких и газообразных углеводородов ситуация более определенна, снижение числа открытий новых месторождений конвенционных нефти и газа маскируется такими явлениями, как открытие новых территорий для иностранных инвестиций в разведку и добычу, перевод неконвенционных месторождений в разряд конвенционных и переоценка размеров уже открытых месторождений. В результате, с одной стороны, оценка конечных запасов конвенционной
нефти практически не менялась последние 30 лет, с другой - вновь открываемые месторождения не покрывают потребляемых объемов.
В долгосрочной перспективе физические различия между горючими ископаемыми имеют лишь относительное значение, поскольку уже существуют технологии, позволяющие трансформи-ровать горючие ископаемые одного вида в другой. К 2050 г. из существующих запасов горючих ископаемых можно будет производить энергоносители в необходимом виде в зависимости от преобладающих технических и экономических параметров при ведущей роли параметров, связанных с охраной ОС.
В отличие от газа, коэффициент отдачи (доля природного ресурса, которую можно извлечь из месторождения) которого в настоящее время составляет 70-80%, объем пригодных к использованию ресурсов нефти может быть значительно увеличен, поскольку довольно низкие коэффициенты нефтеотдачи (в среднем 30% в настоящее время) могут существенно возрасти за счет технологических новшеств (3, с.505). Из этого следует, что запасы нефти занижаются из-за недооценки возможности появления дополнительных ресурсов при повышения коэффициента нефтеотдачи, особенно тяжелых фракций. В то же время возможна обратная ошибка относительно запасов газа, так как в этом случае новые технологии не помогут выявлению дополнительных ресурсов.
Будущее возобновляемых источников энергии весьма неопределенно, хотя в настоящее время они развиваются высокими темпами (20-30% в год). При этом П.-Р.Боки отмечает, что дальнейшее развитие этой подотрасли энергетики зависит от той финансовой поддержки, которая будет ей оказана. По его мнению, наиболее рациональный подход - "зеленые сертификаты" или другие аналогичные методы, позволяющие добавлять премию к стоимости электроэнергии, производимой на основе возобновляемых источников (3, с.506). П.-Р.Боки также считает, что в 2050 г. возобновляемые источники энергии, за исключением гидроэнергетики, будут играть в энергоснабжении незначительную роль. Более того, их доля в энергетическом балансе будет снижаться, а не расти, как принято считать. Это означает, что возобновляемые источники энергии не могут служить альтернативой атомной энергии, хотя их более быстрый рост возможен в случае технологического прорыва в генной инженерии, который обеспечит более широкое использование биомассы.
Что касается атомной энергетики, то сегодня она обеспечивает 18% мирового производства электроэнергии, или 6% общего потребления энергии (3, с.507). В целом мировой парк АЭС относительно однороден, поскольку большинство АЭС являются станциями "классического" типа, работающими на обогащенном уране или классических видах ядерного топлива. Все они достаточно надежны. В отрасли произошла лишь одна крупная авария - Чернобыльская, которую специалисты называют "советской", а не "ядерной" аварией. Однако эта формулировка выявляет ахиллесову пяту АЭС в области надежности: наибольший риск для них представляют не технические сбои, а человеческий фактор и агрессии (захваты, гражданские и другие войны и т.д.). Другой классический упрек в адрес атомной энергетики касается проблем хранения и переработки отработанного топлива и демонтажа отслуживших свой срок станций, хотя часть этих проблем уже решена, а другие будут решены в разумные сроки.
В то же время в атомной энергетике проблема обеспечения топливом едва ли может возникнуть до 2050 г. Кроме того, будущее атомной энергетики не сводится только к уже существующим технологиям. К 2010-2020 гг. возникнет потребность в надежных и легко управляемых АЭС малой мощности. Подобные модели уже существуют. В долгосрочном плане возможно также появление АЭС, работающих на принципе ядерного синтеза. Поэтому, приходит к выводу П.-Р.Боки, атомная энергетика будет в центре внимания задолго до 2050 г.
Останавливаясь на проблеме воздействия энергетики на ОС, П.Крики отмечает, что развитие научных знаний и международные переговоры по климатическим изменениям могут привести к глубоким преобразованиям энергетических систем. Но для обеспечения концентрации углекислого газа на уровне, превышающем уровень доиндустриальной эпохи не более чем в два раза, изменение существующих в настоящее время тенденций в энергетике должно произойти гораздо раньше 2050 г. (2, с.498).
В то же время, если современная ситуация характеризуется относительно низкой долей участия РС в выбросах углекислого газа (порядка 30%), уже после 2020-2030 гг. выбросы только РС превысят общий современный объем выбросов углекислого газа. Поэтому РС должны найти ответ на двойной энергетический вызов: сделать энергетику движущей силой, а не тормозом развития и способствовать сохранению экологического равновесия в планетарном масштабе,
опираясь на новые технологии, разработанные, в частности, в ПРС (4, с.518). Как отмечает Б.Дессю (4), энергетический и экологический балансы планеты в большой степени зависят от путей развития, по которым пойдут РС, и способности ПРС признать и поддержать многообразие подходов, не навязывая им единую модель, порочные последствия использования которой в средне- и долгосрочном плане более или менее ясны (4, с.521).
Учитывая все эти факторы, П.Крики приходит к следующим выводам. В первой половине ХХ1 в. рост потребности в энергии будет значителен, если в РС будет происходить быстрый экономический рост и улучшение условий жизни и энергетического снабжения; ископаемые энергетические ресурсы значительны, но не безгра-ничны; возможность использования запасов нефти в долгосрочном плане в значительной степени зависит от технического прогресса; даже в случае длительного изобилия энергии, основанного на техническом прогрессе, климатические проблемы потребуют серьезных изменений в энергетике задолго до 2050 г.
Останавливаясь на прогнозах развития энергетики в долгосрочной перспективе, П.Крики отмечает, что в работах, подготовленных для Мирового энергетического совета, представлены шесть сценариев развития энергетики, исходящие из различных темпов экономического роста (быстрый, средний и "экологический") и доминирующих источников снабжения первичной энергией (горючие ископаемые во всех формах, возобновляемые источники и атомная энергия). Согласно этим сценариям, потребление энергии в 2050 г. оставит от 14 до 25 Гт эквивалента нефти, что свидетельствует о неопределенности прогнозов, особенно касающихся вклада каждого источника энергии в энергетический баланс, который варьируется в соотношении 1:5 (2, с.498-499).
Анализируя в свою очередь структуру мирового энергетического баланса в 2050 г., П.-Р.Боки отмечает, что основные проблемы угледобычи будут связаны не с общими размерами запасов угля, а с размерами ресурсов, эксплуатация которых будет экономически целесообразной в 2050 г. Кроме того, не потеряют своей актуальности проблемы выбросов углекислого газа, метана, золы, соединений серы, т.е. факторы загрязнения ОС, носящие не локальный, а региональный и даже планетарный характер, а также высокие издержки транспортировки. С учетом этих факторов можно предположить, что мировое производство угля составит 8-10 Гт эквивалента нефти (3, с.508).
Между 2010-2020 гг. проявится истощение запасов нефти. Осознание этого факта приведет к ограничению ее добычи, пик которой составит 5 Гт между 2010-2020 гг. К 2030 г. произойдет снижение производства до 4,5 Гт, а к 2050 г. оно составит 3,5 Гт (3, с.509).
К 2010-2020 гг. человечество столкнется и с проблемой истощения запасов природного газа: открытие новых месторождений не будет покрывать потребление. При этом острота проблемы будет даже выше, чем в случае с нефтью, так как размер переоценки размеров существующих месторождений будет ниже, чем в случае нефти. Кроме того, производство природного газа будет ограничиваться физическими возможностями его прокачки по трубопроводам, а также значительностью инвестиций, необходимых для их развития. Потолок производства газа в 4,5 Гт эквивалента нефти в год будет достигнут к 2015-2025 гг. и сохранится на этом уровне до 2050-2060 гг.
Таким образом, добыча ископаемого топлива составит в целом 12,5 Гт эквивалента нефти, тогда как спрос - 25-30 Гт согласно классическим сценариям, или, если оправдаются более скромные прогнозы относительно роста населения, - 18 Гт эквивалента нефти. Но даже в этом случае остается дефицит в 5,5 Гт эквивалента нефти. Возобновляемые источники энергии могут, по мнению П.-Р.Боки, покрыть лишь 1-1,5 Гт эквивалента нефти (3, с.509). Поэтому автор считает, что, даже если парниковый эффект не послужит фактором принуждения относительно используемых источников энергии до 2050 г., после 2020 г. энергетическое равновесие будет нарушено. После фазы быстрого роста добычи углеводородов (нефти и газа), которая продолжится до 2020 г., в основной источник удовлетворения потребности в энергии превратится атомная энергия г. (3, с.510). На необходимость усиления внимания к атомной энергетике указывает и П.Крики (2, с.502).
Анализируя последствия различных вариантов развития энергетики в мировых масштабах, П. Крики выделяет четыре основных энергетических риска: преобладание нефти, выбросы углекислого газа в атмосферу, управление ядерными отходами, влияние на почву в случае масштабного использования возобновляемых источников энергии. Из этого следует, что все сценарии, в основе которых лежат высокие темпы экономического роста, предполагают высокий уровень потребления энергии и порождают возможность появления одного из четырех
перечисленных рисков. Напротив, в случае "экологических" сценариев их можно избежать, хотя остается нерешенным вопрос, каким образом добиться изменений в динамике потребления, не подвергая угрозе улучшение условий жизни в РС.
Однако, чтобы более точно определить вызовы будущего, П. Крики считает необходимым остановиться на четырех сценариях развития отрасли до 2020 г. и проанализировать последствия решений, принимаемых в энергетике сегодня.
Во всех сценариях прогнозы относительно роста населения довольно близки. В них приводится цифра порядка 1,8 млрд. человек в течение 20 лет (2, с.500). Общее потребление энергии составит от 13,7 до 16,1 Гт эквивалента нефти. Однако, если оценки объемов потребления угля, нефти и природного газа не очень отличаются в разных сценариях, то оценки потребления атомной энергии и возобновляемых источников значительно различаются. В то же время разработчики сценариев сходятся в оценке объемов выбросов углекислого газа.
Это позволяет довольно точно определить картину энергетики 2020 г., какой она представляется сегодня: мировое потребление энергии составит порядка 15 Гт эквивалента нефти, что выше нижней границы долгосрочных прогнозов; доминирующее положение в энергоснабжении будет занимать нефть (35% общего потребления энергии), тогда как доля угля и природного газа составит по 25%; оставшиеся 15% будут обеспечены на треть атомной энергией и на две трети возобновляемыми источниками.
По всем сценариям темпы роста энергетической эффективности будут составлять порядка 1% в год, что соответствует снижению энергоемкости на 18% в течение 20 лет. Это показатель относится ко всему миру при условии, что цены на энергию останутся невысокими, тогда как до настоящего времени снижение энергоемкости в основном касалось ПРС (2, с.501). П.Крики приходит к выводу, что поиск энергетической эффективности во всех регионах мира должен стать приоритетной целью энергетической политики, поскольку это единственный способ, позволяющий одновременно ответить на различные потенциальные принуждения.
Несмотря на видимое изобилие энергии, остается актуальным создание условий для стабильного и относительно надежного энергоснабжения. В краткосрочном плане решающим фактором является более широкое открытие различных территорий для международных
инвестиций. Но в более долгосрочной перспективе проблема "движения без цели между знанием и природой" сохраняется. Поэтому уже сейчас необходимо обновлять технологии, обеспечивающие преемственность между первичными ресурсами
(2, с.502).
И.Ю.Жилина
