CC BY
66
В.П. Шуйский, С.С. Алабян, О.В. Морозенкова
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
В ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЕ XXI в.
Шуйский Вячеслав Павлович - кандидат экономических наук,
ведущий научный сотрудник ИЭ РАН.
Алабян Сурен Саакович - кандидат экономических наук,
ведущий научный сотрудник ИЭ РАН.
Морозенкова Ольга Владимировна - программист ИЭ РАН.
Мировая энергетика находится на перепутье. Экономика требует все больше энергии, а запасы ископаемого топлива, на чем основана традиционная энергетика, отнюдь не безграничны. Проблема состоит не только в ограниченности ресурсов, но и в растущих темпах истощения старых месторождений и быстром росте затрат по обустройству новых, что ведет к повышению стоимости углеводородов. Ситуация ухудшается тем, что достигшее колоссальных размеров использование ископаемого топлива наносит ощутимый вред окружающей среде, что отражается на качестве жизни населения. Выход из такой ситуации эксперты видят во всемерном повышении эффективности использования традиционных энергоносителей и расширении применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ).
Данный термин применяется по отношению к тем источникам энергии, запасы которых восполняются естественным образом и в обозримой перспективе являются практически неисчерпаемыми. В зависимости от применяемых технологий ВИЭ делятся на традиционные и нетрадиционные. К традиционным ВИЭ относится гидравлическая энергия, преобразуемая в электричество на крупных ГЭС, а также энергия биомассы, используемая для получения тепла традиционным способом сжигания (дрова, кизяк, солома и т.п.), в группу нетрадиционных ВИЭ (НВИЭ) включают солнечную, ветровую и гео-
термальную энергию, энергию морских волн, течений, приливов, гидравлическую энергию, преобразуемую в электричество малыми ГЭС (до 10 МВт), и энергию биомассы, используемую для получения тепла, электричества и моторного топлива нетрадиционными методами1.
1. Место НВИЭ в мировой энергетике
Основное преимущество НВИЭ перед другими энергоносителями - их возобновляемый характер и экологическая чистота. Несомненное достоинство таких энергоносителей - широкая распространенность большинства их видов. Другими стимулами распространения НВИЭ являются:
- безопасность поставок;
- рост цен на ископаемое топливо;
- технологическое развитие.
Следует отметить, что ограниченность ресурсов ископаемого топлива -это только одна грань проблемы безопасности его поставок. Другой ее аспект касается политических рисков. Проблема здесь состоит в том, что запасы ископаемого топлива в мире очень неравномерно распределены. В результате некоторые страны, потребляющие много энергии, но не располагающие адекватными ресурсами ископаемого топлива, находятся в критической зависимости от его импорта, и, как следствие, от политической обстановки в странах - производителях углеводородного топлива. Небезопасен, как известно, и транзит этих энергоносителей. Возобновляемая энергетика в этом плане гораздо более безопасна, поскольку она основывается на использовании местных или региональных ресурсов энергии. К тому же ее развитие способствует диверсификации поставок энергии, что усиливает энергетическую безопасность соответствующих регионов.
Конкурентоспособность НВИЭ находится в сильнейшей зависимости от цен на энергоносители. Чем выше последние, тем более выгодно использование НВИЭ. Согласно расчетам экспертов ИМЭМО РАН, производство, к примеру, моторного топлива из сельхозкультур (кукурузы, рапса, сахарного тростника) является рентабельным при цене нефти в 50-70 долл. за баррель (3, с. 21). Как следствие, колебания цен на органическое топливо вносят элемент неопределенности в планы разработчиков НВИЭ.
1. Существует тесная связь между энергетикой, основанной на ВИЭ, и водородной энергетикой. ВИЭ наряду с ядерными энергоустановками рассматриваются как основные энергоисточники для производства водорода из воды. С другой стороны, многие виды энергоустановок на ВИЭ, в частности использующие солнечную и ветровую энергию, нуждаются в эффективных аккумуляторах энергии, которыми могут служить наряду с электрическими водородные накопители.
В то же время ужесточение экологических требований, ведущее к удорожанию удельных капиталовложений в строительство традиционных генерирующих мощностей, однозначно способствует развитию НВИЭ. По расчетам российских экспертов, примерно пять лет назад 1 кВт традиционных мощностей обходился в 1000-1200 долл., сейчас эти расходы выросли до 28003000 долл.2. Однако основным двигателем расширения использования НВИЭ, безусловно, является научно-технический прогресс. Новые технологии постоянно повышают конкурентоспособность нетрадиционной энергетики.
Главным слабым местом НВИЭ является более высокая стоимость получаемой энергии по сравнению с органическим топливом. Другие отрицательные качества НВИЭ - малая плотность потока энергии (удельная мощность) и его изменчивость во времени. Первое обстоятельство заставляет создавать большие площади энергоустановок, «перехватывающих» поток используемой энергии (приемные поверхности солнечных установок, площадь ветроколеса, протяженные плотины приливных электростанций и т.п.). Это приводит к масштабным отторжениям земли и большой материалоемкости подобных устройств, а следовательно, к увеличению удельных капиталовложений по сравнению с традиционными энергоустановками. Изменчивость во времени, со своей стороны, требует дополнительных затрат на оборудование, обеспечивающее сбор, аккумулирование и преобразование энергии.
К недостаткам НВИЭ следует, очевидно, отнести и то, что при производстве электроэнергии за счет этих непостоянных источников в промышленных масштабах возникают трудности, связанные с невозможностью постоянного сопряжения производства электроэнергии с ее потреблением (с графиком нагрузки). Технические сложности могут возникнуть и при интегрировании энергетических установок на базе НВИЭ в общую силовую сеть. Во избежание изменений параметров объединенной энергосистемы (прежде всего частоты), доля нерегулируемых электростанций (ветроэлектростанций и солнечных электростанций) не должна превышать, по оценке экспертов, 10-15% общей мощности.
Потенциал возобновляемых источников энергии огромен. Особенно велик он у солнечной и геотермальной энергии. Так, одно только солнце ежедневно посылает на землю в 20 раз больше энергии, чем все население земного шара использует за год. Однако взять и сохранить эту энергию крайне сложно.
2. www.esco-ecosys.narod.ru/2009_2/artool 120
Таблица 1
ПОТЕНЦИАЛ ВИЭ В МИРЕ (ЭКСАДЖОУЛИ В ГОД)
Источник Используемый Технический Теоретический
потенциал в 2006г.* потенциал потенциал
Гидроэнергия 24,0 50 150
Энергия биомассы 50,0 >250 2900
Солнечная энергия 3,0 >1600 3 900 000
Ветровая энергия 0,5 600 6000
Геотермальная энергия 2,5 5000 140 000 000
Энергия океана - - 7400
Всего 80,0 >7500 >143 000 000
* Оценка
Источник: (10, p. 26, 30; 9, р. 37).
Как видно из таблицы 1, технический потенциал ВИЭ (часть совокупного (теоретического) потенциала, которая может быть использована с применением известных технологий, принимая во внимание социальные и экологические факторы, но без учета рентабельности) оценивается в настоящее время в 7500 эксаджоулей в год, что в 17 раз превышает годовой объем мирового производства всех первичных энергоресурсов (около 445 эксаджоулей в 2006 г.) (8). Данные таблицы красноречиво свидетельствует также о том, что технический (а тем более теоретический) потенциал нетрадиционных ВИЭ многократно превышает потенциал ВИЭ, используемых в основном традиционными способами (биомасса и гидроэнергия)3.
Учитывая возобновляемый характер, экологическую чистоту, повсеместную доступность НВИЭ, многие страны мира уделяют большое внимание их развитию, сделав это направление важной сферой государственной технической политики. Более того, в последние годы появились солидно финансируемые государственные программы в данной области. Во многих странах приняты нормативно-законодательные акты в сфере использования НВИЭ, которые составили правовую, экономическую и информационную основу этого направления технического развития. По состоянию на 2008 г. более 70 стран имели официально установленные задания по развитию НВИЭ (в виде доли от конечного потребления первичных источников или от производства электроэнергии).
Пока вклад ВИЭ в мировой энергобаланс невелик. Так, в 2006 г. они обеспечивали 18% конечного мирового потребления энергии. При этом на долю биомассы и гидроэнергии, используемых традиционными способами,
3. В настоящее время около 60% биомассы используется с применением традиционных технологий, 10% — по новым технологиям. Гидроэнергия более чем на 90% используется традиционным способом на крупных ГЭС и лишь на 40% — на малых ГЭС.
приходилась подавляющая часть этого вклада - около 15,6%, на долю же НВИЭ - всего 2,4% (9, с. 9).
Тем не менее именно с НВИЭ ученые связывают будущее возобновляемой энергетики. Об обоснованности такого мнения говорит не только огромный потенциал НВИЭ и их другие преимущества, но и быстрый рост мощностей возобновляемой энергетики в последние годы. Например, с 2002 по 2006 г. среднегодовой темп прироста по отдельным носителям составлял от 60 до 15%.
В основе таких высоких темпов, безусловно, лежал научно-технический прогресс, способствовавший совершенствованию технологий и удешевлению оборудования, использующего НВИЭ. Впрочем, нельзя умалять значение и таких факторов, как увеличение государственной поддержки данного сектора экономики, а также отмечавшийся в эти годы очень быстрый рост цен на ископаемое топливо. Мощности по производству энергии, с использованием традиционных ВИЭ (крупные ГЭС, традиционная биомасса) росли в эти годы гораздо более низкими темпами - 3-5% (9, с. 10).
По мнению международных экспертов, возобновляемые источники энергии могут замещать ископаемое топливо в четырех сферах: производство электроэнергии; приготовление пищи и отопление помещений; производство моторного топлива; автономное снабжение энергией сельской местности.
В электроэнергетике в 2006 г. на НВИЭ приходилось около 5% установленных мощностей и 3,4% произведенной электроэнергии (9, с. 9). Общие мировые мощности по производству электроэнергии в том же году составляли около 4300 гВт, из них на ВИЭ приходилось 22,7%, крупные ГЭС - 17,9, НВИЭ - 4,8, в том числе на ветроэнергетические установки (ВЭУ) - 1,7, малые ГЭС - 1,7, установки на биомассе - 1,0, геотермальные станции - 0,2, фотогальванические установки (ФУ) - 0,1% (9, с. 38).
Резкий взлет цен на нефть и другие традиционные энергоносители в 2007 -первой половине 2008 г. придал мощное ускорение развитию НВИЭ. В результате общие установленные мощности НВИЭ в мире возросли с 207 гВт в 2006 г. до 280 гВт в 2008 г. При этом мощности ВЭУ выросли с 74 до
121 гВт, малых ГЭС - с 73 до 85, ФУ - с 5 до 13 гВт. Лидерами по развитию НВИЭ стали Китай (76 гВт), США (40), Германия (34), Испания (22), Индия (13) и Япония (8 гВт). Мощности НВИЭ в развивающихся странах поднялись в 2008 г. до 119 гВт (43% мировых).
Масштабы и скорость освоения отдельных видов НВИЭ зависят от наличия ресурсов и степени разработанности соответствующих технологий, а в конечном счете от себестоимости получаемой энергии. Так, в электроэнергетике электричество, вырабатываемое на установках НВИЭ, пока заметно дороже электроэнергии, произведенной на крупных ГЭС или ТЭС (ее стоимость на ТЭС составляет 40-70 долл. (МВт-ч). Впрочем, здесь необходимо прини-
мать во внимание два дополнительных обстоятельства. Во-первых, технологии, задействованные в НВИЭ, быстро улучшаются, а с ними быстро падает себестоимость произведенной с их помощью энергии. В результате отдельные технологии использования НВИЭ уже сейчас вполне конкурентоспособны в сравнении с традиционными технологиями (малые ГЭС, ВЭУ наземного базирования, геотермальные станции, совместная переработка биомассы с углем). Во-вторых, нельзя забывать, что НВИЭ экологичны, возобновляемы, в случае необходимости могут работать автономно и снабжать энергией потребителей, не подсоединенных к распределительным сетям централизованных источников энергии.
Несмотря на то, что электроэнергия, вырабатываемая на крупных ГЭС, одна из самых дешевых, во многих странах, особенно развитых, рост мощностей крупной гидроэнергетики в последние годы сдерживается соображениями охраны окружающей среды, а также риском затопления обширных площадей и необходимостью переселения большого количества жителей.
В 2006 г. установленные мощности крупных ГЭС в мире достигли 770 гВт, а производство электроэнергии на них - 2725 ТВт-ч, что составляло около 15% всего мирового производства электроэнергии (по сравнению с 19% в 1996 г.). Среднегодовые темпы прироста производства энергии на крупных ГЭС в 2002-2006 гг. были ниже 3%, а в развитых странах - ниже 1%.
В соответствии с базовым прогнозом Международного энергетического агентства (МЭА), среднегодовые темпы прироста производства электроэнергии на крупных ГЭС в период 2007-2030 гг. составят 2% и к 2030 г. выпуск энергии на них превысит 4380 ТВт-ч. Доля крупных ГЭС в общем мировом производстве электроэнергии снизится до 12,4% (12).
Малая гидроэнергетика свободна от недостатков крупной. В связи с этим ее перспективы выглядят заметно предпочтительнее. Малые ГЭС (мощностью до 10 мВт) часто создаются для автономного или полуавтономного снабжения электроэнергией сельского населения и замещения дизель-генераторов и других мелких энергетических устройств, продукция которых обычно очень дорога. В период с 2001 по 2006 г. среднегодовые темпы прироста мощностей малой гидроэнергетики в мире составляли 7%. К 2006 г. их уровень достиг 73 гВт, а выпуск энергии на них более 250 ТВт-ч. С учетом ограниченности гидроресурсов в мире можно предположить, что в период до 2030 г. темпы развития малой гидроэнергетики заметно снизятся, но тем не менее останутся выше, чем у крупной гидроэнергетики. При темпе прироста в 4,5-4,7% выпуск электроэнергии на малых ГЭС достигнет к 2030 г. 770780 ТВт-ч, что будет составлять более 2% всего производства электроэнергии в мире.
Ветроэнергетика - одна из самых динамичных отраслей НВИЭ. По данным МЭА, в 2006 г. производство электроэнергии на базе энергии ветра равнялось 130 ТВт-ч, что составляло 0,7% всего мирового производства электроэнергии. По состоянию на тот же год установленные мощности ВЭУ в мире достигли 74 гВт. По сравнению с 2000 г. они возросли в 4 раза. Себестоимость электроэнергии, производимой ветрогенераторами наземного базирования, является одной из самых низких. Энергия ветра используется более чем в 70 странах мира, лидерами являются США, Испания, Индия и Китай.
Потенциал ветроэнергетики огромный. Согласно базовому прогнозу МЭА, к 2030 г. мировое производство электроэнергии с использованием энергии ветра увеличится до 1490 ТВт-ч, что составит 4,5% суммарной выработки электроэнергии в мире (12).
Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны, однако пока число офшорных ВЭУ растет медленно по причине высокой стоимости оборудования и сложности его обслуживания. В 2006 г. производство электроэнергии с использованием ВЭУ морского базирования составило около 2 ТВт-ч. К 2030 г. ожидается увеличение данного показателя до 350 ТВт-ч в связи со снижением стоимости подобных установок. При этом наибольший рост установленных мощностей морских ветрогенераторов прогнозируется в странах ЕС, где к 2030 г. доля подобных ВЭУ в суммарном производстве электроэнергии с использованием энергии ветра вырастет до 17%.
В ближайшие годы, а может быть и десятилетия биомасса останется основным ВИЭ, однако на производство электроэнергии идет лишь 6,8% ее объема (речь идет, прежде всего, об отходах сельскохозяйственного производства и бытовых отходах). В 2006 г. мировое производство электроэнергии из биомассы равнялось 220 ТВт-ч, что составляло 1,2% всего мирового производства электроэнергии. По мнению экспертов, к 2030 г. использование биотоплива нетрадиционными способами заметно возрастет. По базовому прогнозу МЭА ^ЕО 2008), количество биотоплива, израсходованного на выработку электроэнергии, увеличится с 83 млн. т н.э. в 2006 г. до 290 млн. т н.э. в 2030 г. (среднегодовой темп прироста - 5%). С учетом повышения эффективности выработки электроэнергии из биотоплива, производство электроэнергии из этого энергоносителя возрастет к 2030 г. даже в большей степени -до 840-860 ТВт-ч, что будет составлять около 2,4-2,6% суммарного производства электроэнергии в мире.
Пока из всех НВИЭ использование геотермальной энергии развивается самыми низкими темпами (2-3% в год). В 2006 г. установленные мощности геотермальных станций мира составляли 10 гВт, на них было произведено 60 ТВт-ч электроэнергии, что составляло около 0,3% всего мирового производства электроэнергии. Есть основания предположить, что к 2030 г. выра-124
ботка энергии на ГеоТЭС возрастет до 120-125 ТВт-ч, однако их доля в совокупном мировом производстве электроэнергии останется на уровне 0,3%. Расширение мощностей подобных станций ожидается в США и развивающихся странах Азии.
Исходя из современных тенденций развития отдельных НВИЭ их место в мировой энергетике в период до 2030 г. может существенно измениться, что видно из данных таблицы 2.
Таблица 2
ДОЛЯ НВИЭ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В МИРЕ
Производство Доля Среднегодовой
электроэнергии (ТВтч) (% к итогу) темп прироста (%)
2006 2030 2006 2030 2007-2030
Всего 18 920 35 384 100 100 2,7
ВИЭ 3393 7980 17,9 22,6 3,6
Крупные ГЭС 2725 4383 14,4 12,4 2,0
НВИЭ 668 3596 3,5 10,2 7,2
- энергия ветра 130 1490 0,7 4,2 10,7
- малые ГЭС 252 778 1,4 2,2 4,7
- биомасса 220 840 1,2 2,4 5,7
- геотермальная энергия 60 122 0,3 0,3 3,0
- солнечная световая энергия 5 245 0 0,7 17,6
- солнечная тепловая энергия 1 107 0 0,3 19,0
- энергия океана 0 14 0 0 12,8
Источник: Рассчитано на основе данных ШЕО 2008, 1ЕА.
В результате дальнейшего совершенствования технологий использования НВИЭ и соответствующего снижения стоимости выпускаемой на их основе электроэнергии, а также сохранения господдержки этого сектора мировой энергетики со стороны большинства развитых стран и многих развивающихся стран мира, доля НВИЭ в совокупном мировом производстве электроэнергии с 2006 по 2030 г. увеличится почти в 3 раза, с 3,5 до 10,2%. Соответствующая доля ВИЭ за этот период возрастет в гораздо меньшей степени, с 17,9 до 22,6%. Доля крупных ГЭС за эти же годы сократится с 14,4 до 12,4%.
Другой сферой, где НВИЭ постепенно заменяют традиционные энергоносители, является моторное топливо. Альтернативное моторное топливо, называемое биотопливом, производится из особой биомассы - сельскохозяйственных культур, причем если сырьем служит сахар, кукуруза, пшеница, получаемое биотопливо именуется этанолом, если же пальмовое масло, рапс или другие масличные - биодизелем.
В 2006 г. производство этанола в мире достигло 39 млрд. л, биодизеля -6 млрд. л. В целом в этом году биотопливо покрывало 1,2% потребностей в моторном топливе (7, с. 15-16).
Биотопливо превратилось в любимца западных политиков благодаря двум своим достоинствам. Во-первых, на фоне резкого роста нефтяных цен в 2005-2008 гг. и нарастания напряженности между импортерами и неблагонадежными, с их точки зрения, экспортерами энергоресурсов, биотопливо стало рассматриваться как способ диверсификации энергобаланса и чуть ли не основное средство избавления от нефтегазовой зависимости. Во-вторых, не менее популярное достоинство биотоплива - его экологичность.
Однако масштабное развитие этой индустрии находится под вопросом. При успешном решении технических трудностей (потребность в модификации двигателей, работающих на обогащенных смесях, трудности с применением в очень жаркую и очень холодную погоду, сложности с транспортировкой по трубопроводам) серьезные проблемы остаются в экономической плоскости.
В Бразилии и других странах, где благоприятные погодные условия (теплый солнечный климат) сочетаются с дешевизной земель и рабочей силы, конкурентный продукт можно производить при умеренных (40 долл. и выше) ценах за баррель нефти. А вот в развитых странах с их прохладным климатом и менее подходящими культурами себестоимость заметно выше: в США почти вдвое, в Европе - почти втрое (так как растения этих регионов аккумулируют меньше солнечной энергии). Конкурентным в этих странах биотопливо становится благодаря мощнейшей поддержке со стороны государства, что стимулирует его розничные продажи.
Впрочем, есть еще более сложная проблема: производству биотоплива мешает прежде всего нехватка свободных сельхозземель. Мировой пахотный клин достиг максимальных размеров в конце 80-х годов прошлого века и с тех пор существенно увеличить его невозможно. Чтобы производить биотопливо, приходится использовать в качестве сырья часть урожая продовольственных культур. Так, в 2006 г. в США на производство биотоплива ушло 20% главной зерновой культуры - кукурузы. Не меньше была эта доля и в 2007 г.
Рост потребления продовольственных культур производителями биотоплива, естественно, ведет к росту цен на эти сельхозкультуры, что, с одной стороны, отражается на уровне жизни населения, а с другой - понижает конкурентоспособность биотоплива по сравнению с традиционными энергоносителями.
Учитывая все недостатки биотоплива, можно сделать вывод о том, что оно не сможет стать серьезной альтернативой нефти, а тем более повлиять на ее стоимость. Но в ряде стран с особо благоприятными природными усло-
виями оно будет достаточно рентабельно. Впрочем, многое будет зависеть от уровня цен на нефть.
Так, вплоть до 2008 г. в условиях высоких цен на нефть производство биотоплива в мире продолжало расти и достигло объема 80 млрд. л. Спад в его производстве наметился в 2009 г. с падением нефтяных цен. В США в этом году закрылось около 20% заводов по производству этанола. Бразилия, со своей стороны, заявила, что увеличивает долю сахарного тростника, поступающего на сахарорафинадные заводы.
Тем не менее говорить о смерти отрасли, очевидно, не стоит. С ростом цен на нефть биотопливо вновь станет конкурентоспособным. Согласно базовому сценарию последнего прогноза МЭА, к 2030 г. мировое производство биотоплива достигнет 300 млрд. л (80% - этанол, 20% - биодизель), что будет обеспечивать около 5,5% мирового потребления моторного топлива.
До 2030 г. крупнейшими потребителями этанола останутся Бразилия и США, биодизельного топлива - страны ЕС и Азии. В США уже с 2007 г. большая часть бензина продается с добавками этанола. В Бразилии заправочные станции продают либо чистый этанол, либо смесь этанола и бензина. Спрос на этанол в этой стране поддерживается массовым производством автомобилей, приспособленных для работы на различных смесях этанола с бензином.
Широкое применение биотоплива второго поколения, получаемого методом газификации или гидролиза из биомассы, представленной отходами сельскохозяйственного производства, древесиной и целлюлозой, очевидно, начнется после 2015 г.
Еще одной сферой применения НВИЭ является производство тепловой энергии. В 2006 г. на основе нетрадиционной биомассы, геотермальной и солнечной энергии производилось около 3% тепловой энергии. Существуют прогнозы, что к 2030 г. доля НВИЭ в производстве тепловой энергии возрастет до 7% (7, с. 15-16). Доля НВИЭ в конечном мировом потреблении энергии с 2006 до 2030 г., по нашим расчетам, возрастет с 2,4 до 8,3%, а всех ВИЭ -с 18,0 до 18,4%.
Таблица 3
ДОЛЯ НВИЭ В КОНЕЧНОМ ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГИИ В МИРЕ
Конечное потребление Доля Среднегодовой
эксаджоули в год (% к итогу) темп прироста (%)
2006 2030 2006 2030 2007-2030
Всего 445 683 100 100 1,8
ВИЭ 80 126 18,0 18,4 1,9
в том числе НВИЭ 10,7 57 2,4 8,3 7,2
Источник: Рассчитано на основе данных ШЕО 2008, 1ЕА (9, с. 9).
Как видно из таблицы 3, вплоть до 2030 г. ископаемое топливо и атомная энергия останутся основой мировой энергетики (81,6%) и ВИЭ, а тем более НВИЭ не станут для них конкурентами. Тем не менее значимость нетрадиционных ВИЭ будет возрастать и к 2050 г. их доля в мировом энергобалансе может подняться до одной четверти. Их главным преимуществом останется неисчерпаемость, экологичность, широкая распространенность и способность снабжать теплом и электроэнергией потребителей, не подсоединенных к централизованным системам.
Возможности развития НВИЭ в России
Несмотря на великолепную обеспеченность традиционными энергоносителями, наша страна также заинтересована в использовании НВИЭ. Последние могут иметь несколько сфер применения в России. Во-первых, это энергообеспечение северных и других труднодоступных и удаленных районов, не подключенных к общим сетям, где проживают около 10 млн. человек. Завоз топлива в эти районы превратился в тяжелую проблему. Огромные расстояния и значительные транспортные расходы приводят к тому, что в некоторых из этих районов (Камчатка, Курилы, Республика Тува, Республика Алтай и др.) стоимость привозного топлива и выработанной на его основе электроэнергии становится настолько высокой, что делает технологии НВИЭ коммерчески привлекательными.
Увеличение генерирующих мощностей в энергодефицитных регионах -другая сфера возможного применения НВИЭ в России. В регионах, где централизованное электроснабжение ненадежно и потребителей регулярно отключают от сети, проживают более 15 млн. россиян. Аварийные отключения дезорганизуют жизнь городов и сельских местностей, наносят огромный ущерб промышленному и сельскохозяйственному производству. Использование местных НВИЭ, главным образом энергии ветра, малых ГЭС и биомассы, позволило бы избежать этих потерь и одновременно сократить потребность в привозном топливе.
Перспективной сферой использования НВИЭ децентрализованное снабжение электроэнергией и теплом сельских районов, в том числе отдаленных изолированных поселений, семейных ферм, индивидуальных загородных домов. Более того, часто это единственный способ их снабжения. В число потенциальных потребителей НВИЭ могут войти предприятия лесной и рыбной промышленности, метеорологические, коммуникационные, археологические и геологические станции, радары, маяки, морские нефтяные и газовые платформы.
Улучшение экологической обстановки на курортах и в других местах массового отдыха населения также может быть достигнуто за счет широкого
внедрения НВИЭ (солнечных коллекторов, биогенераторов, тепловых насосов, ветроустановок и т.п.). При этом электроэнергия, генерируемая с использованием некоторых НВИЭ, уже сейчас может быть дешевле, чем от дизельных генераторов. К тому же отпадает проблема завоза традиционного топлива.
Таблица 4
ПОТЕНЦИАЛ НВИЭ В РОССИИ (млн. т у.т. в год)
Валовой Технический Экономический
потенциал потенциал потенциал
Малые гидроресурсы 360,4 124,6 65,2
Геотермальная энергия 40 000 180 135
Энергия биомассы 10 000 53 35
Энергия ветра 26 000 2000 10
Энергия солнца 2 300 000 2300 12,5
Суммарные запасы НВИЭ >2 376 000 >4658 >258
Примечания:
1. Методология оценки валового, технического и экономического потенциалов НВИЭ детально изложена в работе: (1).
2. Данные таблицы основаны на российском определении малых гидроресурсов (станции мощностью до 30 МВт). Низкопотенциальное тепло в итогах не учитывается.
Источники: (6).
В России имеются значительные ресурсы разнообразных НВИЭ: энергия ветра, геотермальная энергия, гидроэнергетические ресурсы малых рек, нетрадиционная энергия биомассы и солнечная энергия. Практически во всех регионах имеется один или два вида НВИЭ, коммерческая эксплуатация которых может быть оправдана.
В отличие от зарубежных исследователей, рассчитавших мировой валовой и технический потенциал НВИЭ, российские эксперты оценили также экономический потенциал, под которым понимается часть технического, использование которого экономически оправдано при существующем уровне цен на ископаемое топливо, тепло, электричество, оборудование и материалы, транспорт и рабочую силу. Согласно этим оценкам, экономический потенциал НВИЭ в России равняется 260-275 млн. т условного топлива (млн. т у.т.), что составляет 28-30% ее общего потребления первичных источников энергии (в 2005 г. - 920 млн. т у.т., или 645 млн. т н.э.) (11, с. 620). Следует отметить, что расчет экономического потенциала НВИЭ в России сделан в конце XX в. К настоящему времени он, по всей видимости, возрос с учетом роста цен на ископаемое топливо и падением затрат, связанных с разработкой возобновляемых источников энергии.
Что касается технического потенциала НВИЭ в России, то он превышает 4658 млн. т у.т. в год, что примерно в 5 раз превышает ее общее потребление первичных энергоресурсов.
По свидетельству экспертов, на сегодняшний день российские технологии возобновляемых источников (кроме ветровых турбин) сопоставимы с иностранными технологиями по своим рабочим и научно-техническим характеристикам, однако большая их часть, вследствие отсутствия готовых рынков, находится на стадии научно-технических разработок или демонстрационной. Если государство сможет придать импульс развитию внутреннего рынка оборудования НВИЭ, отечественная промышленность, на основе своего значительного технического и научного опыта, сможет не только обеспечить внутренний спрос, но и выделить значительную часть производимого оборудования на экспорт.
Несмотря на богатые ресурсы и наличие сфер применения, практическое использование НВИЭ в России крайне мало. Так, по данным статистики МЭА, энергия от таких источников составляла в 2005 г. около 1% от общего потребления первичных энергоносителей в нашей стране (11, с. 620). По мнению отечественных экспертов, примерно 4% тепла в России получают на базе НВИЭ (2). Согласно официальным российским данным, по состоянию на 2008 г. общая установленная мощность электрогенерирующих установок и электростанций России, использующих НВИЭ, не превышала 2,2 гВт (4, с. 3). С использованием НВИЭ в России вырабатывается не более 8,5 млрд. кВт-ч электрической энергии, что составляет менее 1% от общего объема производства электроэнергии в стране. Таким образом, по доле НВИЭ в потреблении первичных энергоресурсов и производстве электроэнергии Россия заметно уступает промышленно развитым странам мира. Еще сильнее наше отставание по выпуску моторного биотоплива.
Производство биотоплива первого поколения - из пищевого сырья - в России в силу ряда причин практически не развивается. С учетом цен на масличные, российский биодизель неконкурентоспособен на внутреннем и внешнем рынках. Не лучше ситуации и с этанолом. Во-первых, в нашей стране нет излишков кукурузы, которые необходимы для рентабельного производства этанола. Во-вторых, наличная отечественная кукуруза значительно дороже, чем в других странах-производителях. И, наконец, третья проблема -высокий акцизный налог на этанол, относимый в России к разряду этилового спирта (около 25 руб. за 1 л), что делает его абсолютно неконкурентоспособным по отношению к бензину (там акциз около 6 руб.).
В настоящее время основной сферой интересов отечественных разработчиков и производителей в этой отрасли является биотопливо второго поколения, получаемое из целлюлозы растений. Сырьем для целлюлозного этанола служат древесные непищевые отходы (солома, трава, опилки). Производство 130
биоэтанола из них не ставит под угрозу пищевой баланс страны. Правда, пока себестоимость производства целлюлозного этанола остается выше себестоимости биоэтанола зернового. Однако технологический прогресс в этой отрасли идет стремительно и себестоимость целлюлозного этанола быстро падает.
Главной причиной ограниченного использования НВИЭ в России является относительная дороговизна энергии, полученной на их основе, по сравнению с энергией, выработанной из ископаемых видов топлива. Отсутствие необходимой нормативно-правовой базы, федеральной и региональной программ поддержки, а также недостаток информации о ресурсах, технологиях и возможностях НВИЭ также сдерживают масштабы их применения в нашей стране.
Впрочем, ситуация начинает понемногу меняться к лучшему. Так, с ужесточением требований по экологии к традиционным электрическим станциям и совершенствованием оборудования НВИЭ постепенно сходит на нет фактор неконкурентоспособности нетрадиционных технологий получения энергии. Меняется и отношение государства к НВИЭ. Показателем этого является прежде всего принятие правительством новой Энергетической стратегии России на период до 2030 г., уделившей значительное внимание перспективам развития альтернативной энергетики. Согласно этому документу, к 2030 г. доля НВИЭ в отечественном энергобалансе должна составить не менее 10% (к 2020 г. - не менее 5%) (5). К концу периода годовой объем производства электроэнергии на их базе прогнозируется довести до 80-100 млрд. кВт-ч, т.е. увеличить за эти годы более чем на порядок4.
Для ускорения освоения НВИЭ в России необходимо принятие нескольких важнейших документов и прежде всего Закона о НВИЭ и Программы развития НВИЭ на федеральном и региональном уровнях. Закон о НВИЭ должен определить юридический статус производителей энергии на основе нетрадиционных технологий, их права и обязанности. Кроме того, в законе должна быть прописана ответственность федеральных, региональных и местных властей в плане установления правил, стандартов, лицензирования, налогообложения деятельности производителей, занятых в сфере НВИЭ. Программа развития НВИЭ должна, очевидно, зафиксировать меры государственной поддержки НВИЭ. В число последних, по нашему мнению, было бы целесообразно включить такие новации, как существенное повышение налоговых (экологических платежей) и сборов (поступления от которых могли бы быть использованы для создания специального фонда для финансирования проектов по НВИЭ), введение надбавки к цене за энергию, вырабатываемую с использованием НВИЭ, на оптовом и розничном рынке, а также субсидии
4. www.minenergo.gov.ru/news/min_ news/1515.html
за подключение объектов НВИЭ к сетям. Положительную роль в формировании рынка могут сыграть также демонстрационные объекты, сооружаемые на средства федерального и регионального бюджетов. Такие объекты должны сооружаться во всех федеральных округах, учитывая разницу в климатических условиях и перспективность различных видов НВИЭ. Если это будет сделано, у нашей страны появятся шансы не только достичь, но и превзойти вышеназванные целевые показатели.
Литература
1. Безруких П.П., Арбузов Ю.Д. и др. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России. - СПб., 2002.
2. Интервью с П.П. Безруких // Ведомости. - М., 2003. - 11 марта.
3. Мировая экономика: Прогноз до 2020 г. // М., 2007. - С. 21.
4. Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 г.: Распоряжение Правительства РФ от 8 января 2009 г. № 1-р; с. 3.
5. Энергетическая стратегия России (ЭС-2030). - www.energystrategy.ru/abins/source/ B_ES2030_26.07.09.ppt
6. Яновский А.П., Безруких П.П. (ред.). Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в России. Материалы Международного конгресса. - М., 1991. - //www. esco-ecosys.narod.ru/journal/17htm
7. Deploying Renewables: Principles for Effective Policies. - 2008/IEA - P. 15-16.
8. Energy Information Administration, USA, International Energy Annual 2006 (June-October 2008), Table F1-F9.
9. Renewable 2007 Global Status Report, P. 37. www.ren21.net.
10. Renewable Energy Technology Deployment-RETD, IEA, 2006. - P. 26, 30.
11. World Energy Outlook 2007, IEA. - P. 620.
12. World Energy Outlook 2008.
