CC BY
188
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ КАК НЕОТЪЕМЛЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ УСТОЙЧИВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ 21-ГО ВЕКА
Анна Яковлевна Тиссен
Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 17, аспирант, тел. (913)7360876, e-mail: [email protected]
В статье рассмотренысовременное состояние и перспективы применения возобновляемых источников энергии в электроэнергетике с учетом специфик региональных экономик, а также влияние инвестиций на развитие отрасли. В перспективе динамика использования возобновляемых источников энергии будет характеризоваться положительным эффектом, а развитие альтернативных методов и технологий получения энергии будет способствовать снижению издержек. Для отдельной страны развитие возобновляемой энергетики означает рост энергетической безопасности и устойчивости её энергосистемы.
Ключевые слова: устойчивое развитие, инвестиции, альтернативная энергетика, мировая энергетика, топливно-энергетический баланс.
RENEWABLE ENERGY SOURCES AS A CONSTITUENT ELEMENT OF SUSTAINABLE ENERGETICS OF THE 21st CENTURY
Anna Ya. Tissen
Institute of Economics and Industrial Engineering of the Siberian Branch of the RAS, 17, Ac. Lavrentiev avenue, Novosibirsk, 630090, Russia, post graduate student, tel.(913)7360876, e-mail: [email protected]
This paper focuses on the current state and prospects of renewable energy sources in the elec-tricity,given the specificity of regional economies, as well as influence of investments on the development of the industry.In the long run, dynamics of using renewables will be characterized by a positive effect, while the development of alternative energy technologies will help to reduce costs. For the particular country the development of renewable energy will contribute to the energy security and the sustainability of its power system.
Key words: world energy markets, sustainable development, renewable energy, renewable energy sources (RES), investment.
Основными глобальными проблемами нового столетия, по мнению некоторых исследователей, являются изменение климата и энергетическая безопасность. Использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) могло бы способствовать их успешному решению, поскольку данные неископаемые источники практически неисчерпаемы, обладают достаточной устойчивостью и приих использовании высвобождается существенно меньше углекислого газа.В настоящем сообщении рассмотрены перспективы применения ВИЭ в электроэнергетике с учетом специфик региональных экономик.
Современная динамика мирового энергопотребления и место возобновляемых источников энергии в электроэнергетике
Экономическое развитие и увеличение удельного количества «необходимых» энергоемких устройств, используемых конечными потребителями, поддерживает ежегодный положительный прирост мирового спроса на энергию. Более того, благодаря росту спроса на промышленные товары развитых и некоторых развивающихся стран со стороны стран-экспортеров энергоресурсов, сохраняется рост мирового ВВП и тенденция к росту энергопотребления (Табл.1). Наряду с этим, наблюдается одновременное снижение энергоемкости ВВП развитых стран и распространение энергосберегающих технологий. С другой стороны, несмотря на огромные ежегодные потребности стран Еврозоны, США и Японии, увеличивается доля развивающихся стран в спросе на энергоресурсы.
Таблица 1
Мировое потребление первичных энергоресурсов 1900-2011 гг., млн. т н.э.[2,4,6,9]
Год Уголь, торф Нефть Газ Г идро-энергия Атомная энергия ВИЭ Всего
1900 423 21 6 9 0 9 468
1930 774 188 50 57 0 16 1086
1970 1528 2247 899 267 17 36 4993
1990 2234 3151 1769 489 453 41 8137
2000 2338 3562 2175 600 584 64 9323
2010 3532 4032 2843 779 626 166 11978
2011 3724 4059 2906 791 599 195 12275
Сто лет бурного развития промышленности в XX веке обеспечили рост энергетических потребностей мировой экономики почти в 20 раз (Табл.1). По оценкам экспертов мировое потребление первичной энергии к 2050 году увеличится в 1,22-1,61 раза относительно уровня, достигнутого на начало 2012 г. [1].
В последние годы в условиях значительного роста стоимости энергоносителей в структуре относительных цен в ряде стран наблюдается увеличение коммерческого производства и потребления энергии, получаемой от возобновляемых и неисчерпаемых источников (ВИЭ). Динамика доли каждого ресурса в мировом потреблении была рассчитана, результаты приведены в таблице 2.
Первичное производство ветровой, солнечной, геотермальной энергии и биомассы в 2011 году составило более 190 млн. т н.э., что на 18% превышает аналогичный показатель 2010 года.По аналогии с произошедшим в начале XX века процессом постепенного замещения каменного угля как основного источника топлива для двигателей природным газом (Табл.2), в настоящее время осуществляется постепенное замещение углеводородов источниками ВИЭ.
Таблица 2
Структура мирового потребления энергоресурсов 1900-2011 гг., % [2,4,6]
Год Уголь, торф Нефть Газ Г идро-энергия Атомная энергия ВИЭ Всего
1900 89,8% 3,5% 1,1% 1,6% 0,0% 4,0% 100%
1930 75,2% 14,6% 3,9% 4,4% 0,0% 1,8% 100%
1970 35,0% 42,5% 16,4% 5,1% 0,3% 0,7% 100%
1990 28,7% 38,3% 20,6% 6,2% 5,7% 0,5% 100%
2000 25,0% 38,3% 22,5% 6,8% 6,7% 0,7% 100%
2010 29,5% 33,7% 23,7% 6,5% 5,2% 1,4% 100%
2011 30,3% 33,1% 23,7% 6,4% 4,9% 1,6% 100%
Согласно данным Международного энергетического агентства и компании Вп^КРе^о1еит, генерация электроэнергии в 2011 году увеличилась на 3,1% до 22018,1 ТВт*ч [9], а потребление первичной энергии в этом же году выросло на 2,5% от уровня 2010 года [5] и соответствует среднегодовому росту с 2000 года (Рис. 1.). В течение периода с 1990 по 1998 гг. указанный показатель в среднем был равен 2,2%, т.е. в 1,5 раза меньше.
Рис. 1. Мироваягенерация электроэнергии в 1990-2011гг., в т.ч. на основе ВИЭ с учетом вклада отдельных возобновляемых источников, в ТВт*ч [5]
Мощностные характеристики мирового производства и потребления электроэнергии на основе возобновляемых источников выросло почти в 7 раз от
уровня 1990 года (Рис.1) и составило 860,8 ТВт*ч в 2011 году [5], что эквивалентно 3,9% мировой генерации. Прирост генерации электроэнергии на основе ВИЭ обеспечивается ежегодным вводом новых мощностей в значительных объемах, опережающих темпы прироста традиционной энергетики, поэтому в будущем доля ВИЭ в производстве электроэнергии будет только увеличиваться. Вклад возобновляемых источников в глобальный прирост мощностей увеличился с 6 % в 2004-2005 гг. до 40 % в 2009 году [6]. В настоящее время ветроэнергетические станции, прирост генерации которых составил 20,5% в 2011году, обеспечивают более половины производства электроэнергии на ВИЭ.
Использование возобновляемых источников
для генерации электроэнергии: региональный аспект
Рассматривая региональный аспект использования ВИЭ в электроэнергетике (Табл. 3), необходимо учитывать уровень развития технологий и квалификации кадров в отдельных странах. Благодаря мерам государственной поддержки и значительным инвестициям в отрасль возобновляемой энергетики, первичное производство электрической энергии на основе данных источников возросло с 2000 по 2010гг более чем на 70%.
Наименьшее использование возобновляемой электроэнергии наблюдается в странах Африки, Ближнего Востока и в России, наибольшее распространение - в странах Европейского Союза, США, Бразилии и в Китае. В 2011 году сократилось использование газа для производства электричества в Евразии (табл. 3) за счет дополнительного использования угля и возобновляемых источников.
Наиболее перспективными направлениями для инвестирования считаются малая гидроэнергетика, ветровая и солнечная электроэнергетика, поскольку существует база научно-технических разработок, адаптированных к существующим видам энергосетей. В 2011г. в отдельных странах прирост введенных мощностей превышал 200%, что в краткосрочной перспективе будет способствовать дальнейшему замещению других источников электроэнергии в энергобалансах этих стран.
Благодаря ежегодному росту инвестиций и активному внедрению, ожидается, что доля ВИЭ (без большой гидроэнергетики) к 2035 году составит 15,3 -23,4% [8] мирового потребления первичной энергии. В настоящее время в 96 странах существуют 1811 программ государственной поддержки развития возобновляемой энергетики, суммарный объем субсидий в 2011 году составил 66 млрд. долл. [3]. В целом по миру инвестиции в новые установленные мощности за тот же период составили 240 млрд. долл.
Инвестиции неравномерно распределены по регионам: 40% от всех средств направляется в страны Северной Америки и около 30 % - в страны Европейского союза. Например, США заявляют о 30% доле ВИЭ в генерации энергии и создании рабочих мест в этой отрасли уже к 2025 году [7]; запланированные инвестиции - 150 млрд. долларов США.Трансферт технологий в развивающиеся страны предоставит энергетической отрасли в развитых странах новые перспективные рынки сбыта своей продукции, поэтому отрасль возоб-
новляемой электроэнергетики станет устойчивой и не будет так сильно зависеть от конкретного рынка или государственной политики нескольких стран. В свою очередь, глобализация приведет к усилению конкуренции производителей, что усилит положительный эффект масштаба. К примеру, в 2009 году около 75% доходов ветроэнергетической отрасли Германии были получены от экспортных продаж оборудования [10].
Таблица 3
Структура мирового энергетического баланса по регионам в 2010-2011гг., %. [5,6]
Регион Нефть Газ Угс то шь, Рф Атомная энергия Г идро-энергия ВИЭ
2010 2011 2010 2011 2010 2011 2010 2011 2010 2011 2010 2011
Северная Америка 37,7 37,0 27,4 28,2 20,2 19,2 7,7 7,6 5,3 6,0 1,6 1,9
Южная и Центральная Америка 45,4 45,0 21,8 21, 6 4,6 4,6 0,8 0,8 25,6 26,2 1,8 1,8
Европа и Евразия 30,7 30,7 34,4 33,9 16,4 17,1 9,3 9,3 6,7 6,1 2,4 2,9
в т.ч. Россия 19,3 19,8 55,7 55,7 13,5 13,3 5,8 5,7 5,7 5,4 0,0 0,0
Ближний Восток 50,8 49,6 47,4 48,5 1,2 1,2 0,0 0,0 0,6 0,7 0,0 0,0
Африка 42,0 41,2 25,2 25,7 25,7 26,0 0,8 0,7 6,0 6,1 0,3 0,3
Азия и Океания 28,1 27,4 11,0 11,1 51,7 53,2 2,9 2,2 5,5 5,2 0,8 1,0
в т.ч. Китай 18,2 17,7 4,0 4,5 69,8 70,4 0,7 0,7 6,8 6,0 0,5 0,7
Всего 33,7 33,1 23,7 23,7 29,5 30,3 5,2 4,9 6,5 6,4 1,4 1,6
Повышение энергоэффективности экономики и диверсификация используемых источников для генерации электрической энергии является необходимым условием современного этапа развития мировой экономики с постоянно растущими ценами на энергоресурсы и усиливающейся конкуренцией на товарных и факторных рынках. Успешным примером решения этихзадач может служить совместная программа стран Евросоюза, которые стремятся к 2020 году повысить энергоэффективность на 20% с одновременным ростом доли возобновляемых источников в генерации энергии до 20% (рис. 4).
700
600
500
400
300
200
100
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Гидроэнергия (ТВт*ч) Геотермальная энергия (ТВт*ч)
Ветряные турбины (ТВт*ч) Биомасса и отходы (ТВт*ч)
■ Электроэнергия от ВИЭ (% от энергопотребления)
20
19
18
17
16
15
14
13
12
Рис. 2. Динамика и структура производства электроэнергии от ВИЭ в 27 странах Европы в 2000-2010 гг. [11]
В среднесрочной перспективе динамика использования возобновляемых источников энергии будет характеризоваться положительным эффектом уже к 2017 году [9], а развитие альтернативных методов и технологий получения энергии также будет способствовать снижению издержек. Известно, что стоимость альтернативной электроэнергии выше передаваемой по централизованным сетям от крупных ГЭС или ТЭЦ, тем не менее в последние годы в ряде стран наблюдается сопоставимость цен за 1 кВт*ч электроэнергии (например, см.[9]). В зависимости от конкретных рыночных условий, географического положения и иных факторов другие ВИЭ так же могут рассматриваться в качестве выгодной альтернативы углеводородам.
Постоянно повышающийся спрос на электроэнергию и усиливающееся стремление к обеспечению устойчивости и безопасности локальных энергетических систем являются мощными факторами, стимулирующими изменения в энергетических отраслях стран мира. В результате проведенного анализа, сделана качественная оценка перспектив применения ВИЭ в электроэнергетике с учетом инвестиционной политики некоторых региональных экономик. Можно сделать вывод о значительном повышении роли возобновляемых источников энергии в мировом энергобалансе в течение последних 20 лет. В перспективе динамика использования возобновляемых источников энергии будет характеризоваться положительным эффектом, а развитие альтернативных методов получения энергии будет способствовать снижению издержек, повышению энергетической безопасности государств и устойчивости энергосистемы в целом.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тренды и сценарии развития мировой энергетики в первой половине XXI века/А.М. Белогорьев, В.В. Бушуев, А.И. Громов, Н.К. Куричев, А.М. Мастепанов, А.А. Троицкий. Под ред. В.В. Бушуева. - М.: ИД «ЭНЕРГИЯ», 2011.
2. Коржубаев А.Г. Нефтегазовый комплекс России в условиях трансформации международной системы энергообеспечения - Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2007.
3. Liebreich M. Investment, Infrastructure And Innovation For Green Growth, Bloomberg New Energy Finance, Paris, 2012
4. Monthly Energy Review September 2012. U.S. Energy Information Administration, 2012
5. BP Statistical Review of World Energy June 2012. London: BP, 2012.
6. BP Statistical Review of World Energy 2010. London: BP, 2009.
7. The Obama-Biden Plan (New Energy for America) [Электронный ресурс]. -http://change.gov/agenda/energy_and_environment_agenda (дата обращения 19.09.2012)
8. Key World Energy Statistics 2012, OECD/IEA, Paris, 2012.
9. Medium-Term Renewable Energy Market Report 2012. OECD/IEA, Paris, 2012.
10. Renewables - Made in Germany. Information about German renewable energy industries, companies and products 2011/2012 edition, German Energy Agency (DENA), Berlin, 2011.
11. Eurostat. Energy. Renewable energy. [Электронный ресурс]. -http://epp.eurostat.ec.europa.eu/ (дата обращения 18.02.2013).
© А.Я. Тиссен, 2013
