CC BY
23УДК 621.039+620.9:504 А.А. Соловьёв, К.С. Дегтярёв1
АТОМНАЯ И ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА КАК ФАКТОРЫ СНИЖЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И РОСТА ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИ
В статье рассматривается сравнительная динамика развития энергетики на основе атомной энергии и возобновляемых источников энергии, начиная с 1960-х годов. Проводятся оценки показателей экологической и экономической эффективности, рисков и перспектив развития энергетики, базирующейся на различных типах энергоносителей. Показано, что снижение доли атомной энергетики в мировом энергетическом балансе не может быть в достаточной степени компенсировано за счет возобновляемых источников энергии и приводит к росту использования ископаемых энергоносителей. Сделан вывод о необходимости параллельного развития возобновляемой и атомной энергетики.
Ключевые слова: атомная энергия, возобновляемые источники энергии, энергетическая политика.
Введение
Цель данной работы - выявление и сравнительная оценка роли атомных электростанций (АЭС) и различных типов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в формировании неуглеродного энергетического уклада, росте эколого-экономической эффективности; анализ рисков и перспектив развития многополярной энергетики. В содержании настоящей статьи, построенной на материалах статистического и аналитического характера, рассматривается динамика развития мировой неуглеродной энергетики во второй половине XX - начале XXI в., сравнительная оценка тенденций и закономерностей развития, корреляция развития атомной энергетики с изменениями экологических параметров среды и экологической эффективностью различных типов энергетики. Представлены сравнительные оценки экономической эффективности энергетики на основе различных источников энергии с обсуждением неопределенностей и рисков в отношении АЭС и ВИЭ и их влиянием на перспективы развития энергетики на основе неуглеродных источников энергии.
Динамика развития мировой энергетики на основе атомных и возобновляемых источников
Доля атомной энергии в мировом производстве энергии в период с 1965 по 2014 гг. выросла с 0,2 до 4,4%, или с 6 до 574 млн т н.э. (табл. 1, рис. 1). Атомная энергетика пережила два периода: активный рост до начала 1990-х гг. и стагнацию, начиная с 2000-х годов. Максимальной величины доля атомной энергетики в мировой структуре потребления энергии достигала в 1995-2002 гг. - 6,1-6,3%, после чего начала снижаться. Максимальная величина потребления атомной энергии была достигнута в 2006 г. -635 млн т н.э., после чего началось снижение и абсолютных показателей, позже стабилизировавшихся и даже продемонстрировавших незначительный рост в 2012-2014 годах.
Еще более отчетливее данная динамика прослеживается на примере производства электроэнергии (табл. 2, рис. 2), доля которого в мировом потреблении энергии выросла с 1985 по 2014 гг. с 31 до 41% - соответственно с 9 956 ТВтч (2253 т н.э.) до 23 537 ТВтч (5326 т н.э.).
1 Александр Алексеевич Соловьёв - профессор МГУ им. М.В. Ломоносова, географический факультет, НИЛ возобновляемых источников энергии, д.ф.-м.н., академик РИА, e-mail: asolovev@geogr.msu.ru;
Кирилл Станиславович Дегтярёв - научный сотрудник МГУ им. М.В. Ломоносова, географический факультет, НИЛ возобновляемых источников, e-mail: kirl111@rambler.ru
Таблица 1
Динамика и структура по источникам энергии мирового энергопотребления в 1965-2014 гг. [2]
Источник энергии 1965 1975 1985 1995 2005 2014
млн т н.э.
Нефть 1 530 2 692 2 817 3 291 3 919 4 211
Природный газ 588 1 064 1 483 1 925 2 505 3 066
Уголь 1 395 1 562 2 077 2 258 3 122 3 882
Всего ископаемая 3 512 5 318 6 377 7 474 9 547 11 158
Атомная 6 82 335 526 626 574
Гидроэнергия 209 324 448 563 661 879
Другие ВИЭ 1 4 12 37 85 317
Всего 3 728 5 729 7 173 8 600 10 920 12 928
Доля в общей структуре потребления
Нефть 41,0% 47,0% 39,3% 38,3% 35,9% 32,6%
Природный газ 15,8% 18,6% 20,7% 22,4% 22,9% 23,7%
Уголь 37,4% 27,3% 29,0% 26,3% 28,6% 30,0%
Всего ископаемая 94,2% 92,8% 88,9% 86,9% 87,4% 86,3%
Атомная 0,2% 1,4% 4,7% 6,1% 5,7% 4,4%
Гидроэнергия 5,6% 5,7% 6,2% 6,5% 6,1% 6,8%
Другие ВИЭ 0,0% 0,1% 0,2% 0,4% 0,8% 2,5%
Всего 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0%
14 000 12 000 10 000 8 000
6 000 = ■ - ;
65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 1 3 5 7 9 11 13 Ископаемые углеводороды ■ Атомная Гидроэлектроэнергия Другие ВИЗ
Рис. 1. Динамика и структура потребления первичной энергии в мире, 1965-2014 гг.
Таблица 2
Динамика и структура по источникам производства электроэнергии в 1980-2014 гг., ТВтч [11]
Источники энергии 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2014 [2]
Объемы производства электроэнергии ,ТВтч
Ископаемые 5 589 6 041 7 136 7 787 9 333 11 437 13 642 15 715
Атомная 684 1 426 1 909 2 210 2 450 2 625 2 630 2 537
Гидроэнергия 1 723 1 952 2 144 2 453 2 623 2 905 3 422 3 885
Другие ВИЭ 31 54 135 179 249 391 765 1 401
Всего 8 018 9 460 11 304 12 608 14 627 17 330 20 437 23 537
Доля в общей структуре производства, %
Ископаемая 69,7% 63,9% 63,1% 61,8% 63,8% 66,0% 66,8% 66,8%
Атомная 8,5% 15,1% 16,9% 17,5% 16,7% 15,1% 12,9% 10,8%
Гидроэнергия 21,5% 20,6% 19,0% 19,5% 17,9% 16,8% 16,7% 16,5%
Другие ВИЭ 0,4% 0,6% 1,2% 1,4% 1,7% 2,3% 3,7% 6,0%
Всего 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
% 69,7%
0,0 —I————————————————
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 87 98 99 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
• Атомная —♦—Ископаемая (уголь, нефть, газ)
—•— Гидроэнергия —•—ВИЭ (кроме гидроэнергии)
Рис. 2. Доли различных источников энергии в мировом производстве и потреблении электроэнергии в 1980-2014 гг. (до 2012 - на основе данных [11], 2013-2014 - на основе данных [2])
Максимальная доля атомной энергетики в мировом производстве электроэнергии - 17,017,6%, была достигнута в 1993-1999 гг., после чего снижается до уровня ниже 110% с 2012 г. и стабилизируется на отметке 10,7-10,8%. По отношению к другим видам производства энергии максимальная доля атомной энергии совпала
с минимальной долей генерации на основе ископаемых энергоносителей (табл. 1). Снижение доли атомной энергетики, напротив, усилило роль ископаемых энергоносителей в мировом энергетическом балансе. Их доля в общем потреблении энергии к 2007 г. выросла до 87,6% и вновь упала до уровня ниже 87% после
Таблица 3
Изменение долей различных энергоносителей в мировом энергобалансе в 1980-2014 гг.
Источник энергии 1980 1995 19801995 2010 19952010 2014 20102014 19802014
В мировом потреблении первичной энергии
Ископаемые углеводороды (уголь, нефть, газ) 91,7% 86,9% -4,8% 87,0% +0,1% 86,3% -0,7% -5,4%
Атомная 2,4% 6,1% +3,7% 5,2% -0,9% 4,4% -0,8% +2,2%
Гидроэнергетика 5,8% 6,5% +0,7% 6,5% +0,0% 6,8% +0,3% + 1,0%
Другие ВИЭ 0,1% 0,4% +0,3% 1,4% + 1,0% 2,5% +0,9% +2,4%
Всего ВИЭ 5,9% 6,9% + 1,0% 7,9% + 1,0% 9,3% + 1,4% +3,4%
В мировом производстве электроэнергии
Ископаемые углеводороды (уголь, нефть, газ) 69,7% 61,8% -7,9% 66,8% +5,0% 66,8% +0,0% -2,9%
Атомная 8,5% 17,5% +9,0% 12,9% -4,6% 10,8% -2,1% +2,3%
Гидроэнергетика 21,5% 19,5% -2,0% 16,7% -2,8% 16,5% -0,2% -5,0%
Другие ВИЭ 0,4% 1,4% + 1,0% 3,7% +2,3% 6,0% +2,3% +5,6%
Всего ВИЭ 21,9% 20,9% -1,0% 20,4% -0,5% 22,5% +2,1% +0,6%
2012 года. В мировом производстве электроэнергии доля ископаемых углеводородов вернулась к отметке около 67% во второй половине 2000-х годов. Частично падение доли атомной энергии компенсировалось за счет развития энергетики на основе ВИЭ, но в большей степени это происходило за счет роста ископаемой энергетики (табл. 3) - прежде всего в электроэнергетике, также как и снижение ее доли достигалось преимущественно за счет развития атомной энергетики.
Структура производства
В целом в 1980-2014 гг. в мировом потреблении первичной энергии доля ископаемых углеводородов уменьшилась с 91,7 до 86,3%, а доля ВИЭ, включая гидроэнергию, выросла с 5,9 до 9,3%. В то же время производство электроэнергии росло темпами, опережающими общий объем энергопотребления, и этот прирост достигался либо за счет атомной энергетики в период ее активного роста, либо за счет ископаемых углеводородов в период стагнации и сокращения атомной энергетики.
Таблица 4
!ергии по источникам [5]
Энергоноситель 1973 2012
Производство энергии, млн т н.э. Доля в мировом производстве Производство, млн т н.э. Доля в мировом производстве
Уголь 1 502 24,6% 3 878 29,0%
Нефть 2 815 46,1% 4 198 31,4%
Газ 977 16,0% 2 848 21,3%
Всего ископаемые углеводороды 5 294 86,7% 10 924 81,7%
Атомная энергия 55 0,9% 642 4,8%
Гидроэнергия 110 1,8% 321 2,4%
Биотопливо и мусор 641 10,5% 1 337 10,0%
Другие ВИЭ 6 0,1% 147 1,1%
Всего ВИЭ 757 12,4% 1 805 13,5%
Всего 6 106 100,0% 13 371 100,0%
Обращает на себя внимание, что в период 1980-2014 гг. доля ВИЭ (включая гидроэнергию) в мировом производстве электроэнергии выросла всего на 0,6% - с 21,9 до 22,5%, при этом доля гидроэнергетики заметно сократилась - с 21,5 до 16,5%, а рост других видов возобновляемой энергетики в основном компенсировал сокращение доли гидроэнергетики. При этом необходимо отметить, что в период с 1973 по 2012 гг. доля ВИЭ в структуре мирового производства энергии выросла с 12,4 до 13,5% на фоне более заметного подъема с 0,9 до 4,8% атомной энергетики.
Таким образом, фактическая динамика развития энергетики на основе ВИЭ не вполне соответствует распространенным представлениям о ее бурном росте, а ключевая роль в сокращении доли энергетики, основанной на ископаемых энергоносителях, принадлежит атомной энергии.
Экологическая эффективность различных типов энергетики
Динамика развития атомной энергетики обнаруживает корреляцию с изменениями экологических параметров среды. В частности, период активного роста атомной энергетики совпадает с менее высокими темпами роста содержания СО2 в атмосфере (рис. 3).
Кроме того, в группе наиболее развитых стран существенно менее высокими значениями эмиссии С02 на душу населения отличается Франция (табл. 5) - страна с наиболее высокими показателями доли АЭС в производстве электроэнергии - более 70%.
При этом доля ВИЭ - около 16%, включая гидроэнергетику, во Франции ниже, чем в большинстве ведущих стран (для сравнения, в Германии - около 25%).
В целом анализ всего жизненного цикла производства (от добычи энергоносителя и изготовления оборудования до утилизации отходов и выведения из эксплуатации) дает следующие средние (медианные) показатели эмиссии [7] для разных типов действующего в настоящее время производства электроэнергии в граммах эквивалента СО2 на 1 кВтч произведенной электроэнергии (СО2 экв/Квт.ч):
• тепловые (угольные и газовые) электростанции - 490-820;
• тепловые станции на биомассе - 230-740;
• фотовольтаические - 41-48;
• геотермальные - 38;
• солнечные концентраторы - 27;
• ГЭС - 24;
• АЭС - 12;
• ветровые - 11-12.
0,9 °4
од--
0,0 Н—I—|—|—I—I—|—I—I—|—|—|—I—|—|—I—|—I—|—|—I—|—|—|—|—I—|—I—I—|—|—|—I—I—I—|—I—|—|—I—I—I—|—I—I—|—I—I—I—|—I—I—|—I—I—I
60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 0 2 4 6 8 10 12 14
Рис. 3. Темпы роста содержания С02 в атмосфере в 1960-2014 гг. [6]
Таблица 5
Выбросы CO2 на душу населения (т/чел. в год) в группе наиболее развитых и ведущих индустриальных стран, 2013 [10]
Страна Эмиссия CO2,
т/чел. в год
Австралия 16,9
США 16,6
Канада 15,7
Южная Корея 12,7
Россия 12,6
Япония 10,7
Китай 7,4
ЕС в целом 7,3
Германия 10,2
Великобритания 7,5
Италия 6,4
Франция 5,7
Интегральным показателем эколого-эконо-мической эффективности может считаться величина внешних (экстернальных) издержек на производство единицы продукции. Для стран ЕС диапазон внешних издержек производства электроэнергии (евроцент/кВтч) для различных источников энергии по данным на 2003 г. был оценен в следующих величинах [4]:
• уголь - от 2 до 15 евроцент/кВтч;
• нефть - от 3 до 11;
• газ - от 1 до 4;
• солнечная (фотовольтаическая) энергия - 0,6;
• биомасса - от 0 до 5;
• гидроэнергия - от 0 до 1;
• атомная энергия - от 0,2 до 0,7.
• ветер - от 0 до 0,25.
Таким образом АЭС оказываются вполне экологически конкурентоспособными с электростанциями, работающими на ВИЭ, практически превосходя их все, кроме ветростанций, с точки зрения эколого-экономической эффективности в комплексном и долгосрочном плане.
Что касается собственно экономической эффективности энергетики, то здесь в качестве интегрального показателя используются выровненные затраты (levelized costs) на производство единицы энергии. Выровненные затра-
ты объединяют инвестиционную, операционную и организационную составляющую затрат. Суммарные затраты, включающие затраты на строительство, обслуживание работы электростанции, организационные и транзакционные затраты распределяются на весь период работы электростанции, за время которого она вырабатывает определенное количество энергии.
Для вычисления выровненных затрат необходимо учитывать либо принять в качестве допущений ряд данных. В их числе: период времени, для которого высчитываются выровненные затраты; инвестиционные затраты на единицу установленной мощности; КИУМ электростанций и выработка энергии в единицу времени; цены на энергоносители; финансовые коэффициенты, связанные с временной стоимостью денег и ставкой дисконтирования, ценой капитала и др. В частности, US Energy Information Administration [12] приводит расчетные данные о выровненных затратах на производство электроэнергии различными типами электростанций, вводимых в действие к 2020 г. (табл. 6), принимая следующие допущения: период времени - 30 лет; средневзвешенная цена капитала - 6,5%; КИУМ - см. в табл. 6. Исходя из этого суммарные выровненные затраты на выработку электроэнергии на ТЭС меняются в широком диапазоне от 72 до 145 долл./МВтч (7-15 центов
Таблица 6
Расчетные выровненные затраты на производство единицы энергии (2013 г., долл./МВтч) для электростанций различных типов, вводимых в эксплуатацию в США в 2020 г.
Тип электростанции КИУМ, % Выровненные инвестиционные затраты Постоянные операционные затраты Переменные операционные затраты (включая топливо) Транзакционные затраты Суммарные выровненные затраты
Тепловые (угольные и газовые различных типов) 30-85 14,4-97,3 1,7-9,8 30,7-94,6 1,2-3,5 72,6-144,4
Атомные 90 70,1 11,8 12,2 1,1 95,2
Геотермальные 92 34,1 12,3 0,0 1,4 47,8
Биомасса 83 47,1 14,5 37,6 1,2 100,5
Ветровые (на суше и офшорные) 36-38 57,7-168,6 12,8-22,5 0,0 3,1-5,8 73,6-196,9
Солнечные (фотовольтаиче-ские и тепловые) 20-25 109,8-191,6 11,4-42,1 0,0 4,1-6,0 125,3-239,7
ГЭС 54 70,7 3,9 7,0 2,0 83,5
за 1 кВтч) в зависимости от типа ТЭС, для АЭС этот показатель составляет 95 долл./МВтч, для электростанций, работающих на ВИЭ, - от 48 до 240 долл./МВтч.
Таким образом, энергия, полученная на атомных электростанциях, демонстрирует ценовую конкурентоспособность. Обращает на себя внимание и выход ВИЭ на уровень ценовой конкурентоспособности. В последние годы идет встречное движение - наряду со снижением инвестиционных затрат в мощности на ВИЭ происходит их рост для мощностей на ископаемом топливе. Последнее связано с ростом требований к производительности и экологической составляющей, в частности, заметный рост инвестиционных затрат на 1 МВт установленной мощности (табл. 7) на ТЭС дает установка системы улавливания и складирования углерода (carbon capture and storage, CCS). Технологическое и экологическое усовершенствование газовых и угольных ТЭС ведет к росту инвестиционных и постоянных операционных затрат в 2-3 раза. Также дополнительные меры безопасности ведут к росту инвестиционных затрат в строительство АЭС.
Приводимые US EIA допущения по КИУМ ветровых и фотовольтаических станций вы-
глядят достаточно оптимистично, существенно отличаясь в сторону увеличения от фактического КИУМ этих станций. Одновременно следует обратить внимание на то, что КИУМ играет ключевую роль в прямой и косвенной экономической и экологической эффективности станций. В частности, КИУМ ветростанций на суше 36% (табл. 6) по сравнению с КИУМ АЭС 90% означает, что для выработки того же количества энергии требуется создание в 2,5 раза больше мощностей ВЭС по сравнению с АЭС. При этом инвестиционные затраты в строительство ВЭС, равной АЭС по объему генерации, составят величину, примерно равную затратам на строительство АЭС.
Если же брать фактический КИУМ ветростанций, не превышающий 25% (0,7 от расчетного) и не обнаруживающий тенденции к заметному росту (рис. 5, табл. 8), то потребуется создание уже в 3,6 раза больше мощностей, а затраты на строительство будут уже на 44% выше. Добавим к этому существенный фактор, связанный с высокой пространственной емкостью ВЭС в сопоставлении с географическим потенциалом [9] территории. Средняя плотность размещения мощностей ВЭС составляет около 10 МВт/км2. Строительство ветропарка (системы ветропар-
ков) суммарной мощностью 1 ГВт (мощность сравнительно небольшой АЭС) потребовало бы площади в 100 км2, а при КИУМ, составляющем 0,7 от расчетной величины - уже 143 км2. А ответ на вопрос, достигнет ли срок службы ветровых и фотовольтаических мощностей 30 лет, следует, на данный момент, считать открытым.
Неопределенности, риски и перспективы развития энергетики
Дополнительным доводом в пользу перспективности атомной энергетики в качестве эколо-го-экономической альтернативы традиционной углеводородной энергетике является обозначившаяся в последние годы неопределенность перспектив энергетики на основе ВИЭ. С экологической точки зрения выявляется ряд непредвиденных последствий (unintended consequences) энергетики на основе ВИЭ, обозначенных, в частности, в работе норвежского исследователя О. Андерсена [1]. Нельзя исключать того, что с течением времени будут выявляться новые непредвиденные последствия с влиянием на динамику развития ВИЭ. Следует обратить внимание на то, что в последние годы на фоне роста вводимых мощностей обозначилось замедление темпов роста энергетики на ВИЭ.
Так, в солнечной энергетике производственные мощности с 1996 по 2014 гг. выросли с 386 до 180 396 МВт [2], или в 467 раз, и одновременно выросло годовое производство электроэнергии с 695 до 185 882 ГВтч, или в 268 раз. В ветроэнергетике за тот же период производственные мощности выросли с 6070 до 372 961 МВт - в 61 раз, и годовое производство электроэнергии с 9184 до 706 175 ГВтч - в 77 раз. В то же время темпы роста как производственных мощностей, так и выработки электроэнергии снизились и в солнечной, и в ветроэнергетике (рис. 4, табл. 8). В солнечной энергетике заметное снижение темпов роста - и мощностей, и выработки фиксируется после 2011 г. (за 2011 г. прирост мощностей в солнечной энергетике составил 72,5%, к 2014 г. он снизился до 28,7%). В ветроэнергетике общий тренд к снижению темпов роста мощностей и выработки фиксируется с 2000-2001 гг. с некоторым усилением его после 2009 г. (прирост мощностей в ветроэнергетике в 2009 г. составил 31,5%, к 2014 г. снизился до 16,2%).
На основе имеющихся данных о производственных мощностям и объемах производства по годам авторами был проведен расчет среднего мирового КИУМ. Для расчета КИУМ за данный год объем выработки сопоставлялся со средним значением существую-
Источник: BP Statistical Review of World Energy, 2015.
Рис. 4. Динамика годовых темпов роста установленных мощностей и выработки электроэнергии на солнечных и ветряных электростанциях мира в 1997-2014 гг.
% 25,0 23,0 21,0 19,0
17,0 • Солнечные Ветряные
15,и 13,0 11,0
9,0 7,0 5,0
97 98 99 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Источник: BP Statistical Review of World Energy, 2015.
Рис. 5. Динамика среднего КИУМ солнечных и ветряных электростанций мира в 1997-2014 гг.
Таблица 8
Основные параметры развития солнечной и ветровой энергетики в мире в 1996-2014 гг.
Показатели 1996-2000 2001-2005 2006-2010 2011-2014
Солнечная энергетика
Установленные мощности к концу периода, МВт 1 275 5 083 41 345 180 396
Среднегодовые темпы роста мощностей за период 35,0% 32,0% 52,9% 45,4%
Годовое производство в последний год периода, ГВт.ч 1 029 1 029 31 411 185 882
Среднегодовые темпы роста производства за период 10,4% 29,2% 54,3% 57,5%
Среднее значение КИУМ за период 14,7% 9,8% 10,4% 12,8%
Ветроэнергетика
Установленные мощности к концу периода, МВт 17 934 59 186 197 736 372 961
Среднегодовые темпы роста мощностей за период 30,3% 27,1% 27,3% 17,2%
Годовое производства в последний год периода, ГВт.ч 29 481 104 306 343 364 706 175
Среднегодовые темпы роста производства за период 29,3% 29,0% 26,1% 19,9%
Среднее значение КИУМ за период 20,4% 21,3% 22,6% 23,3%
щих мощностей за предыдущий и данный год для учета растянутого в течение данного года ввода в эксплуатацию новых станций. Например, для расчета среднего КИУМ солнечных электростанций мира за 1997 г. берется среднее арифметическое мощностей, действующих в 1996 г. - 386 МВт, и в 1997 г. - 502 МВт, равное 444 МВт. Далее объем выработки электроэнергии на солнечных электростанциях мира за 1997 г., равный 732 ГВтч, делится на 444 МВт. Таким образом, объем выработки 1 Вт установленных мощностей составит 1649 Вт. Максимальный объем годовой выработки 1 Вт мощности равен количеству часов в году - 8760 и соответствует КИУМ, равному 100%. Фактический КИУМ рассчитывается делением фактического производства электроэнергии на максимальное теоретически возможное и составляет в данном случае 18,8% (средний КИУМ солнечных электростанций в 1997 г.). Таким способом был рассчитан КИУМ солнечных и ветряных электростанций за 1997-2014 гг. (рис. 5).
Расчеты показывают, что по итогам данного периода КИУМ солнечных электростанций уменьшился с 19 до 13%, при этом минимальным КИУМ был в 2004 г. - 9,5%, далее обозначился постепенный рост, хотя максимальные значения конца 1990-х гг. не были достигнуты. Для ветроэнергетики за тот же период обнаруживается тенденция к слабому росту КИУМ -с 20% в конце 1990-х гг. до 23-25% в последние несколько лет.
Расчетные значения ЦЗ Е1А по КИУМ (табл. 6) для строящихся солнечных и ветроэ-лектростанций, составляющие соответственно 20-25% и 36-38%, представляются несколько завышенными.
Таким образом, нет оснований рассчитывать, что гипотетическое сворачивание атомной энергетики в мире может быть компенсировано развитием энергетики на возобновляемых источниках. С большой вероятностью в этом случае потребности в энергии начнут удовлетворяться главным образом за счет роста использования ископаемых углеводородных энергоносителей. Противопоставление атомной и возобновляемой энергетики представляется контрпродуктивным. Более конструктивный подход заключается в параллельном развитии атомной и
возобновляемой энергетики и взаимном дополнении ими друг друга.
У атомной энергетики, безусловно, существует свой комплекс проблем, среди которых ключевыми являются неэкономное расходование ядерного топлива в водо-водяных атомных реакторах [3] и проблема хранения отработанного ядерного топлива. Однако эти проблемы имеют ряд технологических решений, разрабатываемых и внедряемых в практику в настоящее время, в частности, реакторы на быстрых нейтронах и другие разработки, связанные с созданием атомной энергетики замкнутого цикла и вовлечением в него урана-238 и тория-232. Кроме того, в настоящее время выглядят реализуемыми и разработки в области управляемого термоядерного синтеза, что, в случае успеха, позволит создать практически неисчерпаемый, мощный и экологически чистый источник энергии. Имеют успех и перспективу отдельные частные разработки, улучшающие работу систем атомных электростанций, в частности - обеспечение роста ресурсосбережения и экологической безопасности в гидравлической системе переноса тепла и массы электростанции [8].
Выводы
Анализ динамики развития энергетики на основе атомной энергии и возобновляемых источников, начиная с 1960-х гг., показывает ключевую роль атомной энергетики в формировании неуглеродного уклада в энергетике и снижении отрицательного экологического воздействия на окружающую среду.
Снижение доли ископаемого углеводородного топлива в выработке электроэнергии в мире, начиная с 1960-х гг., а также некоторое замедление темпов эмиссии СО2 в атмосферу достаточно четко коррелирует с абсолютным и относительным ростом атомной энергетики, притом что совокупная доля других неуглеродных энергоносителей в период с середины 1960-х до начала 2000-х гг. снижалась, прежде всего за счет падения доли гидроэнергетики.
С середины 1990-х гг. наблюдалось снижение доли атомной энергии в мировом энергобалансе, а с 2000-х гг. - абсолютное снижение выработки электроэнергии на АЭС. Это не компенсирова-
лось ростом производства электроэнергии на основе ВИЭ, а напротив, привело к увеличению доли ископаемых углеводородов в мировом производстве электроэнергии, а также коррелирует с новым ускорением эмиссии СО2 в атмосферу. При этом с 2010-х гг. фиксируется устойчивое замедление роста энергетики на основе ВИЭ. Также обнаруживается отставание темпов прироста выработки электроэнергии на ветровых и солнечных электростанциях от скорости прироста производственных мощностей в ветровой и солнечной энергетике. Это указывает на определенные барьеры в развитии энергетики на основе ВИЭ, которые могут проявиться сильнее в ближайшее время.
Сравнительная оценка экономических и эко-лого-экономических параметров электростан-
ций на атомной энергии и ВИЭ указывает на сохраняющуюся высокую конкурентоспособность АЭС как в экономическом смысле, так и с точки зрения минимизации ущерба для окружающей среды.
Выявленные тенденции и анализ эколого-экономических показателей говорит об атомной энергетике как необходимой составляющей процесса перехода к неуглеродному укладу и снижению рисков для окружающей среды. Нередко имеющее место нигилистическое отношение к атомной энергетике и ее противопоставление ВИЭ представляется необоснованным. Анализ данных последних 50-55 лет и текущих тенденций указывает на целесообразность развития как возобновляемой, так атомной энергетики на основе не конфронтации, а взаимного дополнения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Andersen O. Unintended Consequences of Renewable Energy. Problems to be solved - London, Springer-Verlag, 2013. URL: http://www.twirpx. com/file/12 72452/
2. BP Statistical Review of World Energy, 2015. URL: http://www. bp. com/en/global/corporate/ energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html
3. Energy and Geopolitics. Chief Editors V.V. Kostyuk and A.A. Makarov / Moscow, Nauka, 2011.
4. External Costs. Research results on socio-environmental damages due to electricity and transport. European Commission. URL: http:// ec.europa. eu/research/energy/pdf/externe_en.pdf
5. IEA Key World Energy Statistics, 2014. URL: http://www.iea.org/publications/freepublications/ publication/Key World2014.pdf
6. Mauna Loa Observatory (MLO). URL: http:// co2now. org/Current- CO2/CO2-Now/
7. Schlomer S., Bruckner T., Fulton L., Hertwich E., McKinnon A., Perczyk D., Roy J., Schaeffer R., Sims R., Smith P., and Wiser R., 2014: Annex III: Technology-specific cost and performance parameters. In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change, p. 1335. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report
of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. URL: http:// www.ipcc. ch/pdf/assessment-report/ar5/wg3/ipcc_ wg3_ar5_annex-iii.pdf
8. Solovyev A., Degtyarev K., Zalikhanov A., Beryozkin M., Sinyugin O. Innovations in renewable energy - the start-ups of scientif ic cooperation. In: Russian-Swiss energy seminar Watt d'Or, Russia, Moscow, Lomonosov Moscow State University.
9. Soloviev A., Degtyarev K., Zalikhanov A., Chekarev K. Regional and local geographical potentials of renewable energy sources in Russia // International Geographical Union Regional Conference GEOGRAPHY, CULTURE AND SOCIETY FOR OUR FUTURE EARTH 17-21 August 2015, Moscow, Russia IGU 2015 Book of Abstracts. — Lomonosov Moscow State University. Faculty of Geography Москва, 2015. P. 716-716.
10. Trends in Global CO2 Emissions, 2014 Report. URL: http://edgar.jrc.ec.europa.eu/news_ docs/jrc-2014-trends-in-global-co2-emissions-2014-report-93171.pdf
11. US Energy Information Administration. URL: http://www. eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3. cfm ?tid=2&pid=2&aid=12&cid=regions,&syid=1980&e yid=2012&unit=BKWH
12. US Energy Information Administration. Levelized Cost and Levelized Avoided Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2015. URL: http://www.eia.gov/forecasts/aeo/ electricity_generation. cfm
13. US Energy Information Administration. Updated Capital Cost Estimates for Utility Scale Electricity Generating Plants. URL: http://www.eia. gov/forecasts/capitalcost/
Поступила в редакцию 16.02.2017 г.
A.A. Solovyev, K.S. Degtyarev2
NUCLEAR AND RENEWABLE ENERGY SECTORS AS ENVIRONMENTAL RISK REDUCTION AND ECO-ECONOMIC ENERGY EFFICIENCY GROWTH FACTORS
The article covers comparative growth dynamics of nuclear and renewable energy sectors since the 1960s. The indicators of environmental and cost efficiency, risks and prospects of power industry development based on different types of energy sources are evaluated. The paper demonstrates that reduction in the nuclear power industry share in the global energy balance cannot be sufficiently compensated by renewable sources of energy and leads to increased use of fossil fuels. The conclusion is made on the need for parallel development of renewable and nuclear energy sectors.
Key words: nuclear energy, renewable energy sources, energy policy.
2 Alexander A. Solovyev - Professor, Academician of the RIA, Moscow State University MV Lomonosov, Faculty of Geography, Renewable Energy Research Laboratory, Doctor of Science, e-mail: asolovev@geogr.msu.ru;
Kirill S. Degtyarev - Research associate, Moscow State University MV Lomonosov, Faculty of Geography, Renewable Energy Research Laboratory, e-mail: kirl111@rambler.ru
