Дешёвая инфраструктура 4. Баланс углеводородов. Динамика

   Куда и как смещать потребление углеводородов? Разберём по пунктам.

Нефть.
   Куда человечество тратит нефть? Русскоязычный интернет на этот вопрос не даёт ответа, что любопытно. Это даёт простор к многочисленным спекуляциям. Но по косвенным данным выяснить можно:
- после ГСМ второй по значимости потребитель - производство пластмасс, это около 5% мирового объёма;
- вся прочая нефтехимия, помимо пластмасс - допустим, ещё 5%;
- есть на планете дикие места, где до сих пор гигаваттные ТЭС топят мазутом; таких мест всего 3, но вместе они потребляют 5-6%;
- существенное количесво тратится на местное отопление, местную электрогенерацию - это ещё 4-5%.

   Итого, на нужды транспорта уходит до 80% всей нефти.
   Нефть на транспорте, везде кроме авиации, можно заменить на газ уже сейчас (т.е. есть все технологии, нужна только правильная политика). В авиации - для разработки технологий нужно лет 10. Т.е. в пределе 15-20 лет можно сократить потребление нефти на 70-80%, никак не потеряв в доступности транспортных услуг, зато выиграв в экологии.

   Гигаваттные ТЭС на мазуте есть только в ОАЭ, Канаде и (внезапно) в Японии. Мы последнюю, слава Богу, закрыли ещё в 90-е.
   Однако на местное отопление - всё ещё тратится довольно много. Заменить мазут на что-то иное - не всегда возможно, но к этому следует стремиться. На мой взгляд, главный резерв здесь - это отходы лесопереработки (переработанные в пеллеты).

   Наращивать производство пластмасс надо по всем направлениям: и для внутреннего потребления, и на экспорт. В принципе, это уже и сейчас делается. Самое важное - это глубина переработки: больше готовых изделий.

   Самое перспективное направление - это, как ни странно, производство продовольствия. С помощью специальной микрофлоры (бактерии и грибки) из насыщенных углеводородов (парафинов) производятся белковые концентраты. Чем хороша эта технология - так это тем, что в качестве сырья можно использовать отходы нефтехимии, очень дешёвые фракции, а в перспективе - попутный газ, т.е. сырьё бросовое. К тому-же "нефтяной белок" по составу аминокислот гораздо более сбалансирован (т.е. ценен для питания), чем, к примеру, белок соевый. Пища будущего, как она есть.

   Пожалуй, прямо сейчас человечество не готово к поеданию "пластиковой каши". Поэтому более интересно использовать "нефтяные белки" как корм для скота. Это позволит снизить цены на мясо-молочную продукцию в разы, и сделать её столь-же доступной, как и растительная пища: накормить мясом Индию и Африку, обеспечить полноценный рацион всей планете. А с наступлением Тёмных Веков, когда голод станет актуальным не для 5-10% населения планеты, а для 80-90%, уверен, и на "пластиковую кашу" найдётся множество желающих.
   Сколько нефти нужно, чтобы накормить весь мир? Ведь ясно, что в пирамиде потребления нефти пищепром - всегда будет на первом месте. Люди могут обойтись без пластика, но не без еды. То есть в перспективе вся нефть, какая возможно, будет идти на производство пищи, а что останется - на пластмассы и прочую чепуху.
   По прессе кочуют цифры, что для накормления 2 млрд. человек достаточно 2% добываемой в мире нефти (80 млн. тонн), из которой можно произвести 25 млн. тонн белка. Ясно, что эти цифры взяты с потолка, но они позволяют оценить порядок цифр. 7 млрд. человек - это 280 млн. тонн (чуть больше всего современного потребления России). При таких запросах запасов России хватит не надолго. Но надо понимать, что такая нефть - не энергетическая, и её можно добывать с EROI < 1. А такой нефти - везде много.

Газ.
   Самое важное - это перевод транспорта на газомоторное топливо. Морской транспорт будет переходить уже в ближайшие годы, из-за экологических ограничений. Личные авто, грузовики, поезда переводят на газ уже сейчас, но очень медленно: нужна поддержка государства.

   Среди большинства камрадов на АШ (начиная с Алекса) бытует мнение, будто нефть - это некая волшебная субстанция, на которой держится весь мир. И когда она закончится - цивилизация провалится в тартарары. Это не совсем так.
   Нефть - действительно основа мира. Современный мир - это глобализация, глобализация - это транспорт, а транспорт - это нефть. Но заместить её газом - совсем не сложно, при повышении цен это произойдёт автоматически, чисто рыночными методами. Совсем не богатые Иран и Пакистан делают это уже сейчас, безо всякого перенапряжения сил.
   Как государство может на это повлиять? Надо понимать, что цена топлива на заправке зависит не от цены на нефть, а от налогов, т.е. государственных решений. Следовательно, власть должна ещё больше повысить цены на жидкое топливо, отменить все налоги на транспортный газ, и дать преференции производителям/установщикам ГБО. После этого все перейдут на газ за 3-5 лет. То-же самое, проведённое в мировом масштабе - позволит оттянуть пик ресурсов, и продлить жизнь современной мировой системы ещё на несколько десятилетий.

   Большинство газа внутри страны тратится на отопление и работу ТЭС. И большинство камрадов считает, что дешёвый газ - это конкурентное преимущество нашей экономики, и надо держать цены низкими. Я решительно не согласен с такой позицией.
   Дешёвый газ для частного жилья - мешает переходу на энергосбережение в домостроении. Отпускные цены с ТЭС определяют владельцы ТГК, и от цены сырья они не зависят никак. По сути, дешёвый газ означает не дешёвое тепло и энергию, а высокую маржу для ТГК. C другой стороны, дешёвое топливо гораздо лучше повлияет на экономику, снизив цены на перевозки.
   Для частного жилья цены на газ надо повышать до уровня альтернатив - пеллет, газгольдерного топлива, э/э по ночному тарифу (естественно, повышая уровень газификации и понижая стоимость подключения). ТЭС же надо переводить на что угодно: уголь, торф, даже атом. Газ - топливо будущего, надо его экономить.

Уголь.
   Применение угля надо всемерно расширять. Конечно, надо понимать, что не мы одни такие умные: очень многие страны богаты дешёвым углём. Следовательно, для того, чтобы обогнать другие страны (и экспортировать уголь в больших количествах) мы должны выйти вперёд в технологиях: добычи, транспортировки и использования.
   Добыча: максимально возможное количество извлекать открытым способом; для подземной добычи - применять гидромеханическое извлечение.

   Главная проблема для угля - это транспорт. Уголь - это очень массовый и малоценный продукт, при этом перевозить его можно только навалом. В перекачку угольной пульпы на большие расстояния по трубам - я не верю, хотя эксперименты проводить следует. Более перспективен транспорт по воде. Конечно, для этого нужно будет все речные системы России путём каналов превратить в единую судоходную сеть. Но это и так надо будет сделать (подробней - в главе "транспорт").

   Третья проблема - вовлечение в оборот. Уголь, как известно, очень грязное дело: при сгорании он образует много сажи и прочей дряни. К тому-же установки угольных ТЭС имеют исполинские размеры, очень высокую стоимость и невысокий КПД (до 36%). Универсальным решением здесь будет газогенерация: когда путём пиролиза из угля получается горючий газ: смесь окиси углерода и водорода (синтез-газ). В отличие от процессов CtL (типа Фишера-Торпша), процесс CtG имеет высокий КПД (по рекламным буклетам - до 90%), а получаемый синтез-газ можно использовать в обычных ПГУ наравне с метаном, с КПД до 60%.
   Проблема современных установок газогенерации в том, что они используют для газогенерации чистый кислород. Это повышает эффективность, но требует больших капитальных вложений. Таким путём пошли в США, такие установки строят в Китае. Но в данный момент логичней использовать газификацию угля с помощью атмосферного воздуха: КПД меньше, но при сверхдешёвом угле это не принципиально. Суммарно же установка (газогенератор + ПГУ) получается очень дешёвой и простой в сооружении.

   Соответственно, я предлагаю следующую комбинированную технологию использования угля: вблизи шахты он обогащается и пакуется в брикеты; брикеты грузятся на речные балкеры; речным транспортом доставляются в любую точку России (или мира); сгружается на берегу в хранилище, возле газогенераторной установки; синтез-газ на небольшие расстояния (100-200 км) по трубам поступает конечным потребителям.
   Такая схема, возможно, слегка запутанная (как и любой компромисс), зато позволит добиться низкой цены, как капитальной, так и операционной, на всех этапах. И соответственно, расширить использование угля до сколь угодно больших масштабов, доставить энергию угля недорого в каждый дом.

Торф.
   С торфом арифметика точно такая же, как и с углём: транспорт по воде, газогенерация.
   Прямо сейчас следует расширять использование торфа для местного отопления и электрогенерации, путём предоставления преференций тем, кто добывает и применяет торф.

Древесина.
   Конкретные решения для сегодняшнего дня уже описаны: наиболее полное использование отходов лесопереработки.
   В перспективе на десятилетия - роль леса мне не вполне ясна. Понятно, что лес нельзя использовать как замену торфу/углю. Да и вообще, лес - слишком ценное сырьё, чтобы свободно его сжигать в печах. Поэтому возможно, что текущие рекомендации будут просто экстраполированы: использование леса в промышленности - расширять (при обязательном эффективном лесопользовании), как для своих нужд, так и на экспорт. Глубину переработки (для экспорта) - постоянно повышать. А все отходы - пускать на нужды отопления. При таком сценарии доля древесины в общем энергобалансе не превысит нескольких процентов.

Резюмируя.
   Как видно, все упомянутые решения - не являются чем-то уникальным или чудесным. Все предлагаемые технологии существуют, на той или иной стадии проработки/внедрения. Т.е. чисто технически - в изменении структуры потребления углеводородов нет ничего сложного. Но организационно, финансово - это потребует больших усилий. А в рамках рыночной экономики и частной инициативы - вообще невозможно.
   К примеру, для наращивания доли угля, без потери эффективности экономики, необходимо:
- построить сеть судоходных каналов, которыми соединить воедино всю речную сеть;
- построить гигантский речной флот для транспортировки и гигантские мощности по хранению (доставка - в течение полугода, а потребление - круглогодичное);
- построить сеть газогенераторных станций и сеть трубопроводов от них к потребителям.
   Всё это возможно только в рамках единого хозяйства для всей страны, т.е. только при плановой экономике. Это ещё один аргумент в пользу того, что социализм - не имеет альтернатив.