249
Сейчас солнечная
(
гелио) энергетика получила распространение в южных регионах планеты (южные штаты США,
Израиль, ряд арабских стран) для получения электричества и тепла в коммунальном хозяйстве. К настоящему времени в мире насчитывается более 30 солнечных электростанций, суммарная мощность которых составляет примерно 400 МВт.
Источником геотермальной энергии является вода высокой температуры, находящаяся на больших глубинах в земной коре, откуда она поднимается по трещинам в коре или извлекается на поверхность по буровым скважинам. Наиболее эффективно использование этой энергии в районах вулканической деятельности.
В России имеется Паужетская геотермальная электростанция, построенная на юге Камчатки в 1966 г. В целом потенциал использования разведанных запасов геотермальных вод России оценивается в 21 млн. м
3
в сутки.
Все большее внимание в мире привлекает ветровая энергия, простая по технологии и сравнительно недорогая. Она широко использовалась в Европе еще несколько столетий назад.
Классический пейзаж с ветряными мельницами был характерен для многих стран. В использовании энергии ветра первое место занимает США, на долю которых приходится 1500 МВт из 1700 МВт общей установленной мощности. Ветровые энерготехнологии распространены в Дании, где они позволяют получать уже несколько процентов от общего производства энергии в стране.
К «мягким» источникам энергии относится и энергия морских приливов и отливов. Здесь пионером является Франция, где на берегу Ла-Манша построена довольно мощная приливная электростанция. В России в 1968 г. была введена в строй небольшая приливная электростанция на побережье Баренцева моря в губе
Кислой.
Энергетический потенциал
«
мягких» альтернативных источников энергии огромен, однако сейчас их широкое использование связано со значительными техническими трудностями и экономическими ограничениями. И хотя имеется много примеров удачного и относительно дешевого применения технологий для нетрадиционных энергоисточников, массовое их распространение возможно лишь по мере удешевления научно- технических решений в данных областях (см. таблицу 12.2).
Таблица 12.2
Стоимость производства электроэнергии при различных
технологиях
250
Способ получения электроэнергии
Стоимость
электроэнергии
(
цент/кВт.ч)
Теплоэлектростанции, работающие на угле
2
Ветровая энергия
6,4
Геотермальная энергия
5,8
Энергия биомассы
6,3
Газовые турбины с поддувом пара
4,8—6,3
Атомные электростанции
12,5
Солнечные батареи с фотоэлементами
28,4
Повышение эффективности использования энергии
2,0—4,0
Как видно из табл. 12.2, наиболее дешевыми способами получения электроэнергии являются энергосбережение и угольные ТЭС. Однако последние значительно загрязняют окружающую среду. Ущерб от загрязнения при сжигании угля оценивается в 1,5 цента на 1 кВт.ч, что существенно удорожает «угольную» энергию. Сейчас наиболее дорогой является солнечная энергия.
Уже достаточно конкурентоспособны ветровая и геотермальная энергия, но их применение ограничено необходимыми природными условиями — наличием в районе сильных ветров, близостью к поверхности геотермальных вод и т.д.
12.3.
И
СПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПЛИВНО
-
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
Почти 90% энергии, с помощью которой функционируют технологии во всех сферах жизнедеятельности человека, образуется за счет сжигания ископаемого топлива. С другой стороны, основной объем добываемого сырья используется для производства энергоносителей. Как топливо используется 85% получаемого газа (остальное поступает в качестве сырья в химическую промышленность) и 80% угля (20% коксующегося угля используется в металлургическом комплексе).
В принципе такая же картина наблюдается и в развитых странах мира. В США только для нужд транспорта используется 60% потребляемой нефти (только 7% идет в промышленную переработку для производства нетопливной продукции), на выработку энергии идет 80% газа, сжигается 70% добываемого угля.
В целом же необходимо отметить, что за последние 15 лет в мире достаточно четко обозначилась тенденция снижения темпов прироста спроса на первичные энергоресурсы.
Вставка 12.4
(
Из прогноза ИМЭМО РАН «Мир на рубеже
тысячелетий», 2001)
251
Ожидаемые объемы и структура потребления первичных энерго- ресурсов в мире в перспективе до 2015 г. вероятно будут формироваться под воздействием довольно существенных различий темпов развития трех основных групп стран мирового сообщества. Первая группа стран включает промышленно развитые страны, входящие в ОЭСР, вторая - развивающиеся страны и третья - страны с переходной экономикой, куда входят СНГ и страны Центральной и Восточной Европы.
В странах ОЭСР, несмотря на значительное увеличение объемов потребления первичных энергоресурсов (ПЭР), темпы его прироста вплоть до 2015 г. ожидаются весьма умеренными. Так, в США и странах
Западной Европы темпы прироста ВВП в перспективе составят 2,4-2,8% в год. В условиях проводимой этими странами энергосберегающей политики среднегодовые темпы прироста потребления ПЭР в странах
ОЭСР в 2001-2015 гг. не превысят 1,2-1,3%.
Более быстрыми темпами будет расти потребление ПЭР в развива- ющихся странах. Это объясняется более высокими темпами экономи- ческого роста, особенно в странах АТР, ОПЕК, а также КНР. В долго- срочной перспективе до 2015 г. ежегодные темпы прироста ВВП для АТР и ОПЕК могут составить до 5,8 и 3,8% соответственно, а для КНР - до
5,5%,
При этом темпы прироста потребления ПЭР для АТР, ОПЕК и КНР могут составить около 3%.
В группе же стран с переходной экономикой в первой половине 90-х годов произошел резкий спад экономического развития, что привело к значительному сокращению потребления ПЭР. По мере укрепления позиций рыночной экономики в этих странах общий прирост ВВП к 2000 г. достиг 2,5%, что соответственно привело к некоторому росту потребле- ния ПЭР в этих странах. Такие разновекторные тенденции экономичес- кого развития трех основных групп стран мира в 90-е гг., а также в пер- спективе до 2015 г. являются основными факторами, оказывающими влияние на спрос и предложение на ПЭР и на их структуру как в мире в целом, так и в вышеприведенных группах стран.
В целом за период 2001-2015 гг. общее потребление всех видов
ПЭР в мире может возрасти примерно в 1,3-1,4 раза и составит около 17 млрд тут. При этом в структуре потребления доминирующее положение сохранится за топливно-энергетическими ресурсами органического происхождения (более 94%), доля же энергии АЭС, ГЭС и других возобновляемых источников энергии не превысит 6%.
В общем объеме производства и потребления ПЭР лидирующую роль сохранит нефть, на втором месте останется уголь и на третьем - газ. Тем не менее в структуре потребления доля нефти предположительно упадет с 39% до 35% при росте доли газа с 23% до
28%.
Стабилизируется доля угля. Вероятно незначительное сокращение удельного веса атомной энергии.
В России структура выработки энергии в зависимости от ее источников выглядит в настоящее время следующим образом:
252 газ
54%
нефть
22%
уголь и другие твердые виды топлива
17%
ядерное топливо
5%
гидроэнер- гетик а
2%
Что касается выработки электроэнергии, то на долю ГЭС приходится 19%, атомных станций — 15%. Вся остальная электроэнергия вырабатывается практически за счет ископаемых ресурсов на тепловых электростанциях.
Если говорить о тенденциях изменения доли каждого из этих ресурсов в России, то следует отметить возрастание удельного веса газа при сокращении всех остальных. Такая ситуация, по-видимому, будет сохраняться и в перспективе, так как в предстоящие годы вряд ли удастся увеличить добычу нефти, расширить мощности гидро- и атомных станций. В определенной степени есть вероятность повышения доли угля, что связано с его относительной дешевизной при получении энергии. Однако следует иметь в виду, что в эти затраты не включают величины расходов, необходимых для восстановления территорий, нарушенных вследствие добычи угля. В особенности они велики, когда уголь добывается открытым способом — самым дешевым с точки зрения самого процесса добычи. В России по этим причинам нарушено более 100 тыс. га, из
Рис. 10.1. Доля отдельных топливно-энергетических
ресурсов
в выработке энергии
253
которых рекультивировано не более 2%. Существуют также эколого- экономические ограничения, которые, во-первых, связаны с увеличением затрат на контроль за загрязнением от сжигания угля и, во-вторых, с самим загрязнением, так как уголь является самым
«
грязным» ископаемым топливом. Его использование повсеместно отравляет окружающую среду.
При анализе использования топливно-энергетических ресурсов важно оценить резервы, имеющиеся в этой области. В обобщенном виде их можно представить как резервы использования при добыче, резервы использования при переработке, резервы транспортировки, резервы использования в потреблении и внешнеторговые резервы.
Резервы использования при добыче очень существенны для нефти. Коэффициент нефтедобычи (извлечения нефти) в России составляет 0,24 и уменьшается в последние годы. Это означает, что из недр извлекается не более четверти объемов нефти. В принципе эта ситуация характерна для многих нефтедобывающих стран.
Известны и технические способы решения проблемы, однако существуют серьезные экономические ограничения — высокая стоимость подъема «тяжелой» нефти делает этот процесс недостаточно выгодным. По этой причине в России с применением методов повышения нефтеотдачи добывается не более 10% нефти.
Кроме того, при добыче (а также в переработке) нефти ежегодно теряется примерно 5 млрд. м
3
попутного газа, сжигаемого в факелах и дополнительно загрязняющего атмосферу.
Потери угля при добыче подземным способом (таким способом добывается около 35% угля) составляют около 10 млн. т (4% от добычи), при переходе к открытой добыче потери снижаются.
Резервы использования при переработке. Снижается глубина переработки нефти. По этому показателю (в России он составляет
70%) наблюдается отставание от всех развитых стран (в США — 94%, в ФРГ — 88%, в Японии — 81%). А следовательно, ухудшается структура производства нефтепродуктов. В России производство мазута в 1,5 раза превосходит производство бензина и дизельного топлива. В переработке газа (особенно попутного) используются не все полезные компоненты — например, теряется около половины гелия и две трети этана.
В переработке и использовании угля серьезной проблемой является снижение его качества — повышение зольности и уменьшение калорийности, снижение устойчивости к дальним перевозкам. Выход из этой ситуации может быть найден в перспективе путем переработки угля в газообразное или жидкое топливо — синтетический аналог нефти. По мере удешевления таких технологий доля угля в электробалансе страны может быть
254 увеличена. Для использования угля также важен вопрос — что делать с огромным объемом отходов вскрышных и вмещающих пород (используется не более половины от их годового образования) и с отходами сжигания (используется менее 1% золы и шлаков ТЭС).
Резервы использования топливно-энергетических ресурсов в непосредственном потреблении также достаточно велики. Главное, конечно, состоит в структурной перестройке экономики с точки зрения уменьшения ее энергоемкости, однако важное значение имеет и так называемая «малая» экономия топлива и энергии как на производстве, так и в быту. Контроль за отопительной и нагревательной техникой, учет поступающего газа и тепла, возможности регулировки этих процессов могут дать большой эффект в масштабах страны.
Резервы транспортировки топливно-энергетических ресурсов
(
в основном, нефти и газа) сводятся к безаварийной работе нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов, а также к работе транспорта. В настоящее время общая длина проводных систем в России составляет более 230 тыс. км. Только за 1999-2000 г. на них произошло почти 100 крупных аварий, повлекших значительный эколого-экономический ущерб.
Мелкие же прорывы этих систем как на местных, так и на магистральных участках по своим масштабам насчитывают ежегодно десятки тысяч случаев, в результате чего теряются миллионы тонн нефти и загрязняется земля. По имеющимся оценкам, например, только в Западной Сибири 2 тыс. км
2 земельных участков загрязнены нефтью.
Причиной этих аварий служит износ трубопроводных систем, так как 66% от общей протяженности нефтепроводов, 65% нефтепродуктопроводов и 30% газопроводов эксплуатируются свыше 20 лет.
Внешнеторговые резервы. Экспортная политика России природоемка, причем вывозятся в основном невозобновимые ресурсы. Только на долю топливно-энергетического сырья приходится половина объема всего экспорта страны (с учетом других видов сырья этот показатель составляет около 80%).
Такая структура экспорта сложилась достаточно давно и характерна, по сути, для всего исторического периода существования СССР, а теперь и России. Изменение подходов к внешнеторговой политике — стратегическая задача на длительную перспективу, однако даже при нынешнем положении можно использовать резервы, имеющиеся в данной области.
255
В настоящее время возможно значительное уменьшение нагрузки на природную среду за счет изменения экспортной политики, снижения природоемкости экспорта. Сложен вопрос о неравенстве в распределении экологических ущербов и издержек добычи полезных ископаемых при таком экспорте: очевидно, что
Россия оставляет эти ущербы у себя, а экспортирует значительно более экологически чистую энергопродукцию, особенно если это газ и электроэнергия. Наряду с экологическим аргументом против такого экспорта есть и чисто экономический. Продавая первичные или с малой глубиной переработки, с небольшой добавленной стоимостью энергоресурсы, страна ежегодно теряет десятки миллионов долларов. Диверсификация производства на базе энергетических ресурсов, повышение глубины их обработки также могут способствовать снижению нагрузки на природу за счет экономической компенсации возможных потерь от снижения добычи.
Следует отметить и экономическую опасность продолжения
«
валовой» экспортной энергетической политики. Российский ТЭК находится под дамокловым мечом мировых цен на энергоресурсы.
Себестоимость добычи нефти в стране в 3 – 5 раз выше, чем на
Ближнем Востоке и в Латинской Америке. Изменение мировых цен на нефть, их резкое уменьшение могут «отсечь» значительную часть добычи в отдаленных северных районах с неразвитой инфраструктурой, заморозить огромные инвестиции, которые станут неэффективными, оставить экологически деградированными огромные территории.
В настоящее время из России ежегодно вывозится более 40% всей добытой нефти (5% — доля стран СНГ), 23% природного газа
(
на СНГ приходится 14%), 15% каменного угля. Если даже не учитывать страны СНГ, то все равно доля нефти и газа в общей товарной (стоимостной) структуре экспорта будет достаточно высока
— около 35%. При такой структуре экспорта акцент делается на необработанное сырье: вывоз нефтепродуктов, например, по объему составляет в последние годы в два-три раза меньшую величину, чем экспорт сырой нефти, а объем экспорта кокса по сравнению с вывозом каменного угля вообще представляет собой незначительную величину — около 1%. Сырое сырье стоит дешевле продукции хотя бы первичной переработки, поэтому, помимо прочего, сохраняя такую структуру экспорта топливно- энергетических ресурсов (далее будет показано, что это касается и других видов сырья), страна теряет часть доходов от внешнеэкономической деятельности.
Указанные выше резервы имеют большое значение для стабилизации топливно-энергетического комплекса, однако их
256 использование ни в коей мере не снимает проблему его радикальной перестройки.
12.4.
А
ЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ РЕШЕНИЯ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
Для обоснования эффективной и более безопасной энергетической политики необходимо ответить на ряд принципиальных вопросов. Во-первых, каковы действительные причины энергетических проблем? Не являются ли он и в значительной степени следствием неправильно выбранных приоритетов в развитии ТЭК и народного хозяйства? Во-вторых, почему в современной энергетической политике так мало внимания уделяется колоссальным резервам экономии энергетических ресурсов? В-третьих, где взять новые огромные инвестиции для увеличения добычи нефти, газа, угля, наращивания производства электроэнергии?
К сожалению, этим важным вопросам уделяется мало внимания.
Так, в принятой федеральной программе
«
Энергоснабжения в России» (1997) были недостаточно прописаны механизмы стимулирования реализации мер по экономии энергии.
Общий дефицит инвестиций усугубляет проблему экономии энергии.
Можно с большой долей вероятности предположить, что реализация традиционных экстенсивных подходов в энергетике, закладываемых сейчас в будущие программы, на самом деле обострит кризис всей экономики и ухудшит экологическую ситуацию.
Необходимы новая идеология в развитии энергетики, нетрадиционные методы решения энергетических проблем.
Рассмотрим возможности альтернативных вариантов решения этих проблем, потенциал структурной перестройки ТЭКа и всего хозяйства. Прежде всего необходима ориентация развития энергетики на конечные, а не на промежуточные результаты в виде добычи энергоресурсов и производства энергии и тепла. Главной основой новых энергетических программ должны стать
альтернативные методы решения энергетических проблем (не путать с альтернативными источниками энергии). Эти методы зачастую не связаны непосредственно с развитием ТЭКа.
Рассмотрим их возможную реализацию на примере выделенных выше направлений экологизации экономики: структурной перестройки, изменения экспортной политики, конверсии.
Современные энергетические проблемы порождены прежде всего нерациональным использованием энергетических ресурсов и энергии, огоромной энергоемкостью (см. главу 7). В России на душу
257
населения на порядок и даже два порядка добывается больше нефти и газа, производится больше электроэнергии, чем в большинстве развитых стран. Однако показатели конечных экономических достижений прямо противоположны. И надо себе ясно представлять, что при современной нерациональной экономической структуре в стране никогда не хватит энергии, сколько бы ее ни производилось.
При этом нужно отметить, что фактически сложившиеся тенденции в 90-х гг. в этой области — неблагоприятны. С 1990 по
1996 г. энергоемкость на единицу ВВП возросла на 15% и превышает европейские показатели в 2—3 раза. Промышленное потребление энергии в расчете на единицу продукции почти вдвое выше, чем в развитых странах.
Для перестройки энергоемкой структуры народного хозяйства на энергосберегающую необходимо срочно заменять старые
«
прожорливые» технологии на экономичные. Ярким примером такой экономии энергии может стать металлургический комплекс. По расчетам специалистов, широкое использование в металлургии энергосберегающего оборудования позволит сэкономить примерно
12% вырабатываемой энергии, что практически соответствует ее производству на всех АЭС. Многие виды энергосберегающего оборудования были изобретены в нашей стране, однако
0 20 40 60 80 100 120 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
Годы
График 10.4. Суммарные поставки энергии (энергозатраты)на
единицу ВВП (в %, 1990 г. — 100%)