CC BY
9Аграрное, земельное, экологическое право
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ МАКРОРЕГИОНАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЫНКОВ
БАБИЧ Станислав Витальевич,
кандидат экономических наук,
доцент кафедры региональной экономики и природопользования Санкт-Петербургского экономического университета. E-mail: stanislavbabitch@mail.ru;
ЮЛИН Александр Викторович,
кандидат географических наук,
руководитель отдела ледового режима и долгосрочных прогнозов Арктического и антарктического научно-исследовательского института. E-mail: icefor@aari.ru
Краткая аннотация: В статье исследуется проблема влияния климатических условий при формировании энергетических рынков. Автор анализируетклиматические факторы, связанные с процессами общего изменения климата, а также долгосрочные и краткосрочные прогнозы потребления энергоресурсов.
Abstract: The article is devoted to a problem of theinfluence of climatic conditions in the formation of energy markets. The author analyzes the climatic factors associated with the processes of General climate change, as well as long-term and short-term forecasts of energy consumption.
Ключевые слова: климатические и погодные факторы, прогнозирование энергетических рынков, глобальное потепление, альтернативные энергетические ресурсы.
Keywords: climate and weather factors, energy market forecasting, global warming, alternative energy resources.
Влияние климатических условий на формирование энергетических рынков отдельных стран и макрорегионов рассматривается, практически, в любой модели при прогнозировании динамики развития энергетических рынков. Основные идеи Парижского соглашения, регулирующего меры по снижению концентрации углекислого газа в атмосфере, базируются на утверждении неминуемого «всемирного потепления». В то же время проблема изменений климата имеет давнюю историю. Долгое время в современной истории климат считался неизменным по своей природе.
Впервые, в 1920-х годах появилось много сообщений о признаках потепления в Арктике. Но вопрос о влиянии экологических проблем на изменения климата вообще серьезно не возникал до начала 1970-х гг.
Одним из важнейших последствий нефтяного кризиса 1973 г., когда цены на нефть в течение короткого временного периода выросли «в разы», появилась возможность вовлечь в хозяйственную деятельность нетрадиционные,
альтернативные, энергетические ресурсы. Быстрыми темпами начала развиваться атомная энергетика.
В этот же период времени начинается дискуссия о влиянии хозяйственной деятельности человека на «потепление климата». В значительной мере это оказало влияние на активизацию промышленных разработок и внедрения технологий использования ветровой, солнечной, геотермальной энергии. В последние 15-20 лет к ним добавились технологии производства различных вариантов биотоплива, производство которого базируется на переработке отходов лесопромышленного и агропромышленного комплекса, бытовых отходов урбанизированных зон. «Современная» конкурентоспособность альтернативных топливно-энергетических ресурсов в энергетике обеспечивает ряду стран, в первую очередь европейских, энергетическую безопасность, так как позволяет заметно сократить зависимость от импорта угля, нефти, природного газа. Эти же страны являются лидерами по разработке и внедрению альтернативных
энергетических технологии и производства оборудования для них.
ВажноИ задачей для большинства стран Европы является сокращение использования импортируемого углеводородного сырья, замещая его собственными «национальными» альтернативными топливно-энергетическими ресурсами - энергией ветра, солнца, энергией переработки бытовых и промышленных отходов, биотопливом. В ряде стран в энергоемких отраслях достигнуты значительные успехи.
Успехи замены традиционных топливных ресурсов на альтернативные хорошо прослеживается в отдельных отраслях, наиболее потребляющих топливно-энергетические ресурсы, например, в целлюлозно-бумажной промышленности. Например, за 20 лет (1995 - 2015 гг.) доля биотоплива в целлюлозно-бумажной промышленности Финляндии выросла с 33% до 55%.
Учитывая рост использования электро-
энергии в ведущих отраслях промышленности Европы (электрометаллургия, химическая промышленность и др.), политику внедрения электротранспорта, общий рост энергоемкости хозяй-стванеобходимо особое внимание уделить рынку электроэнергии и его связи с потребительскими рынками топливно-энергетических ресурсов.
Именно в этом секторе энергетики европейских стран наиболее динамичнореализуется современная политика ЕС по внедрению альтернативных энергетических ресурсов (ветер, солнце, биотопливо, последнее время и энергия промышленных и бытовых отходов), что позволяет снижать потребности в традиционных ресурсах.
Прослеживается закономерность снижения производства электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе, угле и лигните, и даже на атомных станциях в условиях, когда потребности в этих ресурсах могут быть заменены, например, ветровой энергией.
Рис. 1. Обратная связь ветровой и газовой генерации электроэнергии [1]
На рис. 1. показано совпадение минимальных и максимальных значений в производстве электроэнергии на электростанциях, использующих ветровую энергию и природный газ в Германии в начале 1918 г. Компании, производящие и продающие электроэнергию, и владеющие различными типами электрогенери-рующих мощностей, имеют возможность сни-
жения, а в данном случае, производства «газовой» энергии в момент резкого увеличения производства ветровой энергии.
Целесообразно различать климатически и погодные факторы. Оценка климатических факторов, связанных с процессами общего изменения климата рассматривается в этой работе и важна при долгосрочных прогнозах потребле-
ния энергоресурсов. В то же время погодные (синоптические) факторы, преимущественно могут оказывают краткосрочное воздействие. Поэтому их следует учитывать при прогнозировании потребления топливно-энергетических ресурсов в электро- и теплоэнергетике при краткосрочном и среднесрочном прогнозировании.
Объективный анализ климатических изменений, базирующийся на наблюдениях показывает, что колебания температуры воздуха в арктической зоне 70-85° с. ш. за прошедший век не выходили за пределы ±2° и сопровождались постепенным ее повышением, которое может быть представлено линейным трендом. Вековое повышение температуры составило +0,8-0,9°С (рис. 2) [4].
Характерной особенностью климатических колебаний в Арктике в XX в. как уже однозначно доказано, является смена периодов похолоданий и потеплений. Так, похолодание в начале века сменилось потеплением 30 - 40-х годов, известного в климатической литературе как «период потепления Арктики». Затем наблюдался относительно холодный период 60 -70-х годов, который сменился новым потепле-
нием в конце века, когда температура достигла максимума в конце 90-х - начале 2000-х годов [4].
Не вызывает сомнения изменения глобальной температуры воздуха, получившей наибольшее проявление в высоких широтах - в Северной полярной области, считающейся по праву «кухней погоды». Однако при общей тенденции к повышению в течение XX - начала XXI столетий наблюдалось:
две волны относительного похолодания до 20 - 25 годов столетия, а также от середины 50-х до середины 80-х годов;
• две волны относительного потепления с середины 20-х годов столетия до середины 50-х годов, а также с середины 80-х годов до настоящего времени;
• данные наблюдений последних лет показывают замедление потепления, начиная с первых лет XXI в. Теперь это замедление признано и обсуждается в литературе под названием «пауза» в потеплении климата (рис. 3) 70-85°с.ш. в последний 30-летний период тенденция замедления роста аномалий, определяемая как «климатическая пауза».
Рис. 2. Изменения аномалий среднегодовой температуры воздуха в широтной зоне 70-85° с. ш. в XX - начале XXI в. и их 60-летняя составляющая [4]
Рис. 3. Изменения аномалий среднегодовой температуры воздуха в широтной зоне [4]
В последние годы в связи с «глобальным потеплением» появилось немало работ, в которых с использованием математических моделей прогнозируется дальнейшее повышение температуры, уменьшение площади распространения льда в Арктике, вплоть до полного его исчезновения к концу XXI в.
В основе этих работ (помимо увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере и связанного с ним «парникового эффекта») заложена тенденция существенного уменьшения площади ледяного покрова в последние 15 - 20 лет, когда в арктических морях наблюдались легкие ледовые условия.
Для того, чтобы предупредить нежелательные последствия изменений климата, необходимо выяснить вопрос об основных причинах этих изменений. Однако в этом вопросе мнения климатологов существенно разделились.
Большинство ученых связывают потепление климата с парниковым эффектом, вызванным постепенным повышением содержания антропогенных парниковых газов и др.) в атмосфере. Как известно, парниковые газы задерживают тепловое излучение поверхности Земли и тропосферы, вызывая повышение температуры. Свои выводы авторы теории антропогенного потепления подтверждают результатами расчетов по климатическим моде-
лям общей циркуляции атмосферы и океана (МОЦАО), разработанным для IPCC. При этом адекватность модельных расчетов реальным процессам, действующим в климатической системе Земли, опровергается сравнением с данными наблюдений, а результаты, полученные по разным моделям, различаются между собой в несколько раз [Climate Change, 2007].
При построении климатических моделей их авторы для оценки параметров, выражающих соотношение между концентрацией CO2 и температурой воздуха, использовали данные наблюдений за 30-летний период в конце XX в., когда связь между этими характеристиками была положительной (коэффициент корреляции R=0,94).
Если бы для этой цели был взят предшествующий период той же продолжительности, когда указанная связь была отрицательной (R=-0,88), то модели бы описали «антипарниковый эффект»: повышение концентрации CO2 -понижение температуры.
Основными недостатками объединенных моделей атмосферы и океана, которые используются для анализа и прогноза климатических изменений, является неадекватный учет естественных климатообразующих факторов. При этом для верификации моделей обычно используются данные наблюдений за относи-
тельно короткие периоды, не имеющие непосредственного отношения к антропогенному воздействию.
Регулярные инструментальные наблюдения за температурой воздуха по многим регионам Земли имеются преимущественно не ранее чем с конца XIX в. и точно известно, что на этом интервале произошло уже две волны глобального потепления. Но в центральной Англии сведения о температуре известны с XVII в., там можно проследить изменения за 350 лет. Согласно этим данным в температуре всегда проявлялись долгопериодные колебания.
В доиндустриальную эпоху в XVII - XIX вв. по данным наблюдений в центральной Англии наблюдалось три полных волны вековых колебаний климата, а во второй половине XX в. в Англии, как и в глобальной температуре, началась фаза потепления четвертой волны, которая достигла максимума к концу XX в., но далее наступила пауза. Что будет дальше? До сих пор за фазой потепления следовала фаза понижения температуры. Теперь этого не будет? Если экстраполировать природные колебания, то в предстоящие десятилетия следует ожидать переход к фазе понижения температуры, а если верна антропогенная гипотеза, тогда потепление продолжится. Xарактерной особенностью климатических изменений во времени является квазипериодичность (цикличность). В масштабе десятков лет наиболее энергоемкими являются циклы продолжительностью 11 - 22 года, около 60 и около 200 лет. С первым из них связаны циклы
активности Солнца. Проявления его наблюдаются в изменениях различных показателей процессов в океане, ледяном покрове и атмосфере.
Вывод о присутствии 50 - 60-летних циклов был подтвержден целым рядом исследователей, которые выявили тесные связи изменений глобальной температуры воздуха, уровня озера Балхаш (ряд наблюдений за 120 лет), максимальных уровней в устье реки Невы (более 120 лет), осадков на западном побережье Северной Америки (более 100 лет), ледовитости Баренцева моря (около 100 лет), а также с запасами биомассы (сельдь, треска) в водах Северо-Евро-пейского бассейна. Все перечисленные характеристики обнаруживают хорошо выраженные циклические изменения с периодом 55-60 лет.
Важно отметить, что изменения климата в Арктике и Антарктике в рассматриваемую эпоху происходили в противофазе [2]. Как видно из рис. 4, среднегодовая ледовитость антарктических морей в 2008 г. достигла максимальных за весь ряд наблюдений величин, превысив общую площадь льдов в Арктикеи продолжает увеличиваться (рис.4).
Следовательно, во время последней эпохи потепления (вековой максимум содержания С02 в атмосфере) на значительных пространствах Северного и Южного полушарий Земли отмечалось похолодание климата. Таким образом, «глобальное потепление» в конце XX - начале XXI в., являясь глобальным в одних регионах, не является таковым в других регионах планеты.
Рис. 4. Изменения среднегодовой ледовитости в Арктике и Антарктике за 1979 нове расчетов по данным SSMR-SSM/I, алгоритм NASATEAM [3]
2016 гг. на ос-
Наиболее жестокие засухи, сопровождающиеся гибелью людей, происходили именно в холодные для территории России эпохи. К ним относится «смутное время» конца XVI -начала XVII вв., совпавшее с эпохой Маундера (минимум активности Солнца), период конца 1920-х - начала 1930-х годов, сопровождавшийся «голодомором» на Украине, в Поволжье, Казахстане и падением уровня Каспия на 2 м. Даже засухи в Сахеле (северная Африка), принесшие гибель 250 тыс. людей, пришлись на эпоху похолодания 1960-х - 1970-х годов. Для таких эпох характерно ослабление «западного переноса» в атмосфере северного полушария и, связанное с этим, уменьшение влажности воздуха, Эпохи потепления отличались более благоприятными условиями (высокие урожаи, уменьшение расхода энергии, рост продолжительности навигаций в ледовитых морях и проч.). Не оправдались и опасения относительно резкого сокращения зоны вечной мерзлоты и «глобального потопа» из-за таяния ледников (ледниковый покров Антарктиды продолжает расти).
Активное развитие «альтернативной» энергетики обусловливает необходимость оценивать влияния климатических и погодных факторов на конкурентоспособность традиционных топливно-энергетических ресурсов, и, в первую очередь, природного газа, как наиболее «экологичного».
Влияние погодных (или синоптических факторов) наиболее очевидным образом просматривается при краткосрочном (1 год) и
Библиография:
среднесрочном (1 - 3 года) прогнозировании динамики макрорегиональных (наднациональных) и национальных энергетических рынков. С учетом региональной специфики использования различных «альтернативных» энергетических в качестве основных факторов в моделировании динамики, целесообразно использовать такие факторы, как скорость и направление ветра, приход солнечной радиации, отклонение температуры воздуха от среднестатистической.
Оценку влияния общеклиматических факторов следует применять при долгосрочном «стратегическом» (более 3 лет) прогнозировании эволюции общей конфигурации энергетических рынков, как на глобальном, так и на макро-региональных уровнях. В качестве таких факторов целесообразно использовать общие тренды изменения температурных режимов, динамики циклонической деятельности, для отдельных регионов -площади ледяного покрова акваторий и т. п.
Для России эти подходы важны в обоих случаях. В условиях политики сокращения использования угля, нефтепродуктов и ограничения атомной энергетики наиболее перспективным «страхующим» ресурсом для формирования «устойчивых» макрорегиональных (наднациональных) рынков все в большей степени становится природный газ. Это обусловливает необходимость учитывать риски формирования газовой инфраструктуры, обслуживающей, как российские региональные, так и международные рынки, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.
1. Бабич С.В. Глобализация и мирохозяйственные процессы // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета №5(113) - СПб., 2018 С. 50
2. Гудкович З.М., В.П. Карклин, В.М. Смоляницкий, И.Е. Фролов О характере и причинах изменений климата Земли // Проблемы Арктики и Антарктики№ 1 (81) - СПб., 2009 С. 15-23.
3. Обзор гидрометеорологических процессов в Северной полярной области - СПб., 2016: «ААНИИ» С. 96
4. Фролов И.Е., Гудкович З.М., Карклин В.П., Ковалев Е.Г., Смоляницкий В.М. Научные исследования в Арктике. Том 2. Климатические изменения ледяного покрова морей Евразийского шельфа - СПб., 2007: «Наука», С. 136
