CC BY
39
= 28
Энергобезопасность и энергосбережение
УДК 338.1
Безуглеводородная модернизация Европы и возможность использования европейского опыта
в странах СНГ
И. В. Матвеев,
Всероссийский научно-исследовательский конъюнктурный институт,
заведующий сектором топливно-энергетических ресурсов, старший научный сотрудник
В статье содержится оценка событий, происходящих в экономике Евросоюза и на европейском энергетическом рынке, обусловленных расширением использования возобновляемых источников энергии. Рассматриваются вопросы, связанные с региональной структурой производства первичной энергии, а также ростом спроса на чистую энергию в транспортном секторе. Особое внимание уделено ветроэнергетике и её роли в инновационном процессе развития экономик стран-членов ЕС. Кроме того, в статье затронут аспект развития сферы возобновляемой энергетики в Содружестве Независимых Государств.
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, энергообеспечение, инновации, энергия ветра, транспорт.
В настоящее время в мире углеводородные энергоносители являются преобладающими источниками для производства энергии. Вполне вероятно, что в первой половине текущего столетия они останутся основой мирового энергобаланса и одним из главных видов сырья для химической и других отраслей экономики.
На стыке XX и XXI веков позиции газа заметно укрепились на фоне снижения темпов роста потребления угля, тем не менее в ряде стран мира наметилась тенденция по переходу энергетики на новый низкоуглеродный уклад и, соответственно, росту темпов наращивания «чистой» генерации в силу ресурсных, технических, экологических и иных причин.
Ускорение этому процессу придают следующие основные факторы:
- высокие темпы развития современной науки;
- накопленный «багаж» открытий в науке и технике;
- скачкообразный рост числа научных исследований в сфере энергетики в конце XX - начале XXI века;
- сокращение времени коммерциализации идей;
- конечность легкодоступных запасов углеводородов;
- нестабильность мировых цен на энергоносители;
- необходимость снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду.
В то же время темпы этих преобразований сдерживаются по следующим причинам:
- преобладающая часть капиталов крупных энергетических компаний по-прежнему инвестируется в масштабные добывающие и транспортные проекты;
- в газовой отрасли происходит усиление позиций нетрадиционных источников газа (сланцевого, метана угольных пластов и т. д.) и сжиженного природного газа;
- в атомной энергетике наметились позитивные сдвиги благодаря появлению более безопасных технологий, а получение управляемой реакции термо-
ядерного синтеза позволит задействовать практически неисчерпаемые ресурсы;
- объекты электроэнергетики имеют длительный срок строительства и эксплуатации;
- для создания и расширения принципиально новой инфраструктуры требуется несколько десятков лет;
- по иным причинам экономического и неэкономического характера (в том числе из-за ограничения широкого доступа к передовым идеям в результате развития сферы интеллектуальной собственности).
В региональном плане в сфере возобновляемых источников энергии наиболее амбициозные планы имеет объединённая Европа. Интерес в европейских странах к низкоуглеводородной энергетике появился давно, и в XXI веке в Евросоюзе сфера ВИЭ стала одной из важнейших. В конце 2008 года в ЕС была разработана директива о развитии сферы возобновляемых источников энергии, в которой была сформулирована задача по достижению 20 %-ной доли ВИЭ в энергобалансе Евросоюза к 2020 году [1].
В соответствии с указанным документом каждое государство, входящее в ЕС, произвело оценку потенциала ВИЭ, проанализировало изменение внутреннего спроса на энергоносители на период до 2020 года, а также разработало стратегию и тактику развития «чистой» энергетики с учётом различных факторов, в том числе демографического. В марте текущего года значительным импульсом для дальнейшей модернизации энергетики стало создание независимого энергетического регулятора - агентства ACER (Agency for the Cooperation of Energy Regulators), призванного решать вопросы, связанные с реализацией задач, сформулированных в третьем энергетическом пакете ЕС [2].
Согласно нормативной базе ЕС, в секторе недвижимости уже к 2012 году не менее 30 % новых и капитально отремонтированных зданий должны иметь установ-
НЮМИИМ
Энергоресурсосбережение и энергоэффективность
29 =
ки, использующие ВИЭ, а к 31 декабря 2014 году данное требование будет обязательно для всех крупных объектов как государственного, так и частного сектора.
На транспорте к 2020 году поставлена цель увеличить до 10 % долю биотоплива в суммарном потреблении моторных топлив. Еврокомиссия особо отмечает, что необходимо сосредоточить усилия на технологиях второго поколения с тем, чтобы расширение производства биоэтанола и биодизельного топлива не оказывало негативного влияния на продовольственную сферу [3].
В целом, согласно планам ЕС, в период до 2020 года повышенное внимание будет уделяться общеевропейским проектам, а также региональным инициативам, направленным на повышение безопасности энергоснабжения нескольких стран, имеющих общие границы, а также снижение энергопотерь и повышение энергоэффективности. Реализация программ развития возобновляемой энергетики будет поддерживаться различными финансовыми институтами Евросоюза.
Следует отметить, что планы Еврокомиссии по реформированию энергетики находят самую широкую поддержку среди населения, несмотря на дополнительные налоги, которые были введены на территории большинства стран ЕС. Так, в 2010 году к наиболее перспективным современным направлениям развития экономики жители Евросоюза отнесли технологии, позволяющие использовать энергию солнца и ветра (рис. 1) [4].
Атомная энергия Нанотехнологии Освоение космоса Биотехнологии и генная инженерия Искусственный интеллект Информационные технологии Энергия ветра Энергия солнца
1 - Позитивный эффект 3 - Негативный эффект
39
10
39
41
"^101
40
4
1з! В
47
29
53
7 20
13 12 ■
20
59
77
11 11 20 _ 7 10|6|
84
6461
87
Т40
0
20
40
60 80 100 120
2 -Эффект отсутствует 4 - Не знаю
Рис. 1. Оценка ожидаемого эффекта от применения наиболее передовых технологий
Следует отметить, что в Европе современные ветроэнергетические установки (ВЭУ) эксплуатируются при скорости ветра 4-25 м/с, при этом ротор производит 9-19 оборотов в минуту в зависимости от модели ветро-турбины и других факторов. В случае, если скорость ветра превышает критический параметр в 25 м/с, ВЭУ останавливается, поскольку дальнейшая эксплуатация может привести к её выходу из строя или разрушению.
Анализ структуры европейской электрогенерации за период 2000-2009 годов показывает, что доля ВИЭ значительно увеличилась (рис. 5).
МВт 12000
10000 8000 6000 4000 2000 0
-2000 -4000 -6000
10163
Энергия ветра
Газ Энергия У солнца (световая)
581 573 442 439 голь Биомасса Жидкое ТБО
Энергия Атомная воды энергия (крупные
■ Введено в эксплуатацию Выведено из эксплуатации
Рис. 2. Ввод новый и вы/ведение из эксплуатации генерирующих мощностей ЕС в 2009 г.
ГВт
12
10 8 6 4 2 0
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 годы
Рис. 3. Ввод в эксплуатацию новый мощностей ВЭУ в ЕС
В ЕС наиболее значимые показатели роста демонстрирует ветроэнергетика (рис. 2). Так, рост суммарной установленной мощности ветроэнергетических установок (ВЭУ) составил (ГВт/год): в 2000 г. - 3,2; в 2003 г. - 5,5; в 2006 г. - 7,6; в 2009 г. - 10,2, при этом конструкция ветрогенераторов постоянно совершенствуется (рис. 3). Так, согласно данным Европейской ассоциации ветровой энергетики Е^ЕА, в 1980-2009 годы диаметр ротора ВЭУ увеличился более чем в 8 раз и составил (м): в 1980 г. - 15; 1985 г. - 20; 1990 г. - 40; 1995 г. - 50; 2000 г. - 112; 2005 г. - 124; 2009 г. - 126 (рис. 4). В ближайшие несколько лет параметры ВЭУ могут достичь следующих величин (диаметр лопастей, м/установлен-ная мощность, МВт): в 2012 г. - 150/7,5; 2015 г. -178/10; 2020 г. - 252/10-20 [5].
80 70 60 50 40 30 20 10
ГВт
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009годы Рис. 4. Суммарная установленная мощность ВЭУ в ЕС
3
= 30
Энергобезопасность и энергосбережение
АЭС; 22,3 Уголь; 27,7
Крупные ГЭС; 18,3
ГЭС малой мощностью Солнечные батареи;
Биомасса; 0,5 Геотермальные; 0,2
АЭС; 15,6
КрупныеГЭС; 14,7
Солнечные батареи; 1,ё\
ГЭС малой мощности; 0
ТБО;0,4 ^ Геотермальнн
Рис. 5. Структура установленных мощностей генерирующего оборудования ЕС (%): а - 2000 г.; б - 2009 г.
Следует отметить, что некоторые специалисты полагают, что при достижении 20 %-ной доли энергии ветра в суммарном производстве электроэнергии резко снижается устойчивость всей энергетической системы, следовательно, могут возникнуть несанкционированные отключения некоторых потребителей. Тем не менее, программа развития ветроэнергетики предусматривает значительное увеличение суммарной установленной мощности ВЭУ.
Европейская комиссия наметила стратегию, тактику и конкретные целевые показатели развития сферы возобновляемых источников энергии, а также
снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду. Так, согласно базовому сценарию прогноза EWEA, к 2050 году в ЕС доля возобновляемых источников энергии в суммарном потреблении электроэнергии может достичь 50 %, а выбросы СО2 в атмосферу сократятся на 85 % (по сравнению с аналогичным показателем 1990 г.) (табл. 1) [6].
Придание возобновляемой энергетике высокого статуса обусловлено пониманием важности этого направления со стороны Еврокомиссии ввиду того, что сфера ВИЭ:
- позволяет решить энергетические проблемы;
- является высокотехнологичным сектором и благоприятно влияет на развитие науки и техники;
- привлекает квалифицированные кадры и создаёт новые рабочие места;
- позволяет снизить выбросы вредных веществ;
- стимулирует образование новых точек роста в различных секторах экономики.
Таким образом, развивая сферу ВИЭ, наращивая «чистую» генерацию и внедряя инновации на стыке отраслей, страны Евросоюза решают целый комплекс инновационных задач, начиная от снижения спроса на углеводороды и повышения энергоэффективности до развития экспорта технологий и дальнейшего продвижения экономик по пути научно-технического прогресса.
Европейское безуглеводородное развитие направлено на реальную модернизацию экономики и развитие не только энергетического сектора, но и практически всех сфер народного хозяйства, и, что также важно, углубление интеграции стран-членов Евросоюза.
Современный опыт объединённой Европы как одного из передовых центров мирового хозяйства нуждается в постоянном исследовании и разумном использовании на постсоветском пространстве и, в первую очередь, в странах СНГ, обладающих значительными энергетическими, человеческими, техническими, финансовыми и иными ресурсами. На наш взгляд, расширение использования неуглеводородных источников энергии является одним из путей революционной модернизации экономики и повышения уровня жизни населения в регионе.
Первым шагом в этом направлении является оценка национального потенциала ВИЭ и роста спроса на
Таблица 1
Целевые показатели развития европейской ветроэнергетики согласно базовому сценарию
Целевые показатели 2020 г. 2030 г.
Суммарная установленная мощность ВЭУ (ГВт) 230 400
Установленные на суше/морского базирования (ГВт) 190/40 250/150
Выработка электроэнергии (ТВт-ч) 582 1155
Установленные на суше/морского базирования (ТВт-ч) 433/148 592/563
Доля энергии ветра в суммарном производстве электроэнергии (%) 14,3-16,6 25,2-34,3
Установленные на суше/морского базирования (%) 10,7-12,4/3,6-4,2 13,4-7,6/12,8-16,7
Суммарные инвестиции в отрасль (млрд евро) 23,5 24,8
Установленные на суше/морского базирования (млрд евро) 14,7/8,8 8,3/16,5
а
б
НЮМИИМ
Энергоресурсосбережение и энергоэффективность ^^ 31 =
«чистую» энергию в долгосрочной перспективе (до 2030-2040 гг.). В дальнейшем на основании полученных данных необходимо сформулировать среднесрочные и долгосрочные цели, а также определить количественные ориентиры по производству энергии с использованием ВИЭ в каждом государстве СНГ. На втором этапе расширения сотрудничества предлагается разработать как национальные, так и общесоюзные программы развития данной сферы энергетики.
При расстановке приоритетов необходимо усилить значимость проектов масштаба СНГ, а также проектов, охватывающих несколько стран региона, то есть группы стран, имеющих общие границы, при этом необходимо акцентировать внимание на развитии таких секторов, как электро- и теплоэнергетика, а также транспорт.
Развитие возобновляемой энергетики в СНГ должно учитывать не только наличие потенциала ВИЭ, но и другие факторы, в том числе плотность населения и удалённость источника ВИЭ от рынков сбыта произведённых энергоносителей. Хозяйственная кооперация в рамках СНГ может оказать синергетический эффект развития сферы возобновляемой энергетики, поскольку в данной единой системе могут синтезироваться научные разработки и значительные ресурсы ВИЭ отдельных стран, а увеличение доли ВИЭ в энергобалансе государств, добывающих углеводороды, позволит высвободить часть финансовых ресурсов, которые могут обеспечить стабильное поступательное развитие неуглеводородной энергетики.
Для реализации подобных задач представляется необходимым:
- создать единое информационно-аналитическое агентство, специализирующееся на соответствующей поддержке предприятий сферы альтернативной энергетики, в том числе сектора ВИЭ;
- приступить к широкому информированию общества о преимуществах «чистой» энергии и выгодах мероприятий по энергосбережению, включая дошкольные учреждения, общеобразовательные школы, профессионально-технические, специальные и высшие учебные заведения;
- сосредоточить усилия на развитии предприятий малого и среднего бизнеса сферы ВИЭ, поскольку крупные компании (особенно нефтегазового сектора) имеют свои собственные корпоративные стратегии и интересы;
- активно использовать краткосрочное «окно возможностей» для продвижения иностранных технологий на национальные рынки;
- разработать и внедрить нормативные акты, стимулирующие развитие сферы ВИЭ и использование альтернативных источников энергии во всех секторах экономики на всей территории СНГ, а также снижающие бюрократические барьеры и ликвидирующие коррупционные схемы при строительстве, вводе в эксплуатацию, эксплуатации и реализации излишков электроэнергии третьим лицам для генерирующих объектов, использующих ВИЭ;
- использовать технологии бенч-маркетинга с одновременным наращиванием усилий национальных венчурных и иных компаний и фондов;
- первоочередное внедрение установок, использующих ВИЭ, осуществлять в государственных компаниях, на предприятиях ВПК и в крупных корпорациях.
В заключение необходимо отметить, что традиционные энергетические компании, как правило, не заинтересованы в снижении потребления углеводородных энергоресурсов, поэтому для модернизации энергетики потребуется использовать и политические инструменты.
Литература
1. Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources.
2. Official site of ACER [Электронный ресурс]. Код доступа: http://www.acer.europa.eu/portal/page/por-tal/ACER_HOME
3. European Commission, Renewable Energy Snapshots 2010. - June 2010. - P. 1.
4. European Commission, Europeans and Biotechnology in 2010. - P. 16.
5. EWE, UpWind Design limits and solutions for very large wind turbines. - March 2011. - P. 17.
6. EWEA, EU Energy policy to 2050. - P. 22.
Europe non-carbon development and possibility of using of the European experience on the territory of the
Commonwealth of Independent States
I. V. Matveev,
Head of department of the fuel and energy resources, VNIKI, senior researcher
The article makes the assessment of latest developments of the European economies and the region energy market which are connected with the expansion of the use of renewable energy. It analyzes trends in production and consumption of clean energy in economy especially in transport. Special attention is paid to the wind energy sector and its role in innovation development of the European Union. Besides the article tackles the aspect of the use of energy from renewable sources in the CIS.
Keywords: renewable energy, power supply, innovations, wind energy, transport.
