О запасах топлива и перспективах

Сегодня нет недостатка в самых разнообразных прогнозах развития человечества — как на ближайшие десятилетия, так и на более отдаленную перспективу. Однако все предсказания — от мирного эволюционного взросления до раскручивания конфронтации — имеют одно общее условие. И заключается оно в стабильном росте всемирного спроса на энергоресурсы.

По расчетам британской нефтегазовой компании ВР, которая в начале 2017 года подготовила новый «Прог­ноз развития мировой энергетики до 2035 года», мировой спрос на энергоресурсы с 2015 по 2035 год вырастет примерно на 30%, увеличиваясь в среднем на 1,3% в год. Это заметно ниже прогнозируемого роста мирового ВВП (3,4% в год) — сказывается повышение энергоэффективности в результате совершенствования технологий и экологических факторов. Однако неоспоримо: прогресс ближайших десятилетий напрямую зависит от энергопотребления. Что, в свою очередь, обуславливает все большее и большее использование энергоресурсов самой разнообразной номенклатуры, перерабатываемых в доступные виды энергии.

Такая переработка осуществляется по различным технологиям в зависимости от исходных ресурсов, но на нынешний день, по данным Международного энергетического агентства, наиболее популярны тепловые станции — об этом говорит главный специалист отдела экологии и техно-природных процессов Института «Оргэнергострой» Вадим Рукавицын. По его информации, на угольные станции приходится 40,8% всей мировой вырабатываемой электроэнергии, на газовые — 21,6%, а на нефтяные — 4,3%. Гидроэлектростанции вырабатывают 16,4%, атомные станции — 4,3%. На возобновляемые или альтернативные источники энергии приходится 6,3%. «Всего в мире вырабатывается около 23 816 ТВт электроэнергии в год», — подводит итог эксперт в области энергетики экологии. Далее он обращается к России, где вырабатывается 236 343,63 МВт энергии в год. Из них на долю тепловых станций приходится 67,8%, гидроэлектростанций — 20,34%, атомных станций — 11,82%, а на ветровые и солнечные — 0,01% и 0,03% соответственно. «Как видно, альтернативные источники энергии у нас еще не так популярны, как в мире», — справедливо заключает Вадим Рукавицын.

С его выводами соглашается заместитель генерального директора группы компаний «Хевел» Антон Усачев — в общем энергобалансе доля всей энергетики на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России сегодня не превышает 1%, однако топ-менеджер компании, работающей в сфере солнечной энергетики, уверен — в соответствии с планами по развитию ВИЭ-генерации уже к 2024 году этот показатель достигнет 4%. Это кратно превышает сегодняшние результаты, но даже такие достижения далеки от мирового уровня — этот же показатель, по данным Антона Усачева, в мировом энергобалансе в 2016 году составил 11%, при этом учитывалась только солнечная и ветроэнергетика.

Генеральный директор ПАО «Европейская Электротехника» Илья Каленков подходит к энергетической теме несколько с другой стороны — анализируя не производство, а потребление энергии. «В существующей структуре энергопотребления основную долю занимают углеводороды — более 90 процентов энергии, используемой человеком, так или иначе производится из ископаемого топлива. Это производство электроэнергии и тепла, транспорт и промышленное производство (металлургия, химическое и нефтехимическое производство и т.п.)», — считает руководитель компании, объясняя такую картину доступностью углеводородов, удобством их хранения и транспортировки, развитыми технологиями преобразования в энергию (механическую, электрическую и тепловую).

Взаймы у будущего

Как бы то ни было, но сегодня человечество живет и развивается в подавляющей степени за счет углеводородной энергии. Но возможность исчерпания источников этой энергии более чем очевидна — вопрос не в том, произойдет ли это, а лишь в том, когда это произойдет. «Думаю, человечество уже осознает, что за прошедший век мы сожгли в горниле «общества потребления» то, что природа копила сотнями миллионов лет. По сути, существующая модель энергопотребления — это жизнь в долг у последующих поколений», — таково бескомпромиссное мнение Ильи Каленкова. В свете этого Вадим Рукавицын считает — количество разведанного углеродного топлива неуклонно падает, и, по разным оценкам, его осталось на несколько десятков лет.

«Разведанные запасы по оценке составляют: уголь — 10 000 млрд тонн условного топлива (т. у т.), нефть — 840, газ — 600, жидкое топливо (сланцы, битуминозные породы) — 490, при сегодняшнем среднегодовом энергопотреблении в 15 млрд т. у т.», — приводит цифры академик РАН, заведующий отделом Института теплофизики СО РАН Сергей Алексеенко. «То есть, нефти и газа при интенсивном потреблении хватит всего лишь на обозримые десятки лет, угля — гораздо больше. А если учесть запасы газогидратов (23 000 млрд т. у т.) и урана (300 млрд т. у т. для реакторов на тепловых нейтронах или 15 000 млрд т. у т. для быстрых реакторов), то всех геологических ресурсов ископаемых топлив хватит на 3 000 лет при нынешнем энергопотреблении», — говорит сибирский ученый.

В ближайшем будущем к 2035 году нефть, газ и уголь сократят свое присутствие на мировом рынке источников энергии на 11% (с 86% в 2015 году) — такое вполне допускает компания BP в ранее упомянутом «Прогнозе развития мировой энергетики до 2035 года».

Так что эпоха углеводородов имеет все шансы на завершение уже в текущем столетии — пожалуй, лишь экзотические пока газогидраты смогут несколько отсрочить ее окончание, но будет оно поистине «золотым». Ведь по мере исчерпания запасов углеводородов стоимость их извлечения и транспортировки будет неумолимо расти, легкодоступные запасы будут замещаться трудноизвлекаемыми или расположенными в районах с неразвитой инфраструктурой (Арктика и Антарктика, материковые шельфы и глубоководные районы мирового океана)», — такие вполне убедительные аргументы приводит Илья Каленков.

Однако совершенно не исключено, что углеводороды будут выводиться из мирового энергетического баланса более ускоренными темпами — и причиной тому станет высокая нагрузка на окружающую среду технологий переработки традиционных энергоресурсов. «Здесь много составляющих — отчуждение земель при добыче на открытых выработках и при прокладывании нефтегазопроводов, широкий спектр вредных выбросов и отходов при сжигании топлив (сажа, оксиды серы и азота, диоксины, зола, шлаки)», — перечисляет Сергей Алексеенко. Правда, Вадим Рукавицын вспоминает про газовые ТЭЦ: «Это улучшенная версия угольных, так как они более эффективны и экологичны. Для города они являются отличным решением, но используют газ, который, к сожалению, не бесконечен». Поэтому повсеместное использование таких станций не решит проблему энергетического кризиса, делает логичный вывод эксперт.

На подъеме. Эмоциональном

В определенной степени конкурентом углеводородной энергетике является атомная. «Сегодня она базируется на тепловых реакторах с открытым ядерным топливным циклом (ЯТЦ), что приводит к непрерывному росту радиоактивных отходов», — говорит Сергей Алексеенко, отмечая, что в России признано перспективным применение быстрых реакторов с жидкометаллическим теплоносителем и замкнутым ядерным топливным циклом. И это не просто теоретические предпосылки — результаты проекта «Прорыв», которые ожидаются уже в следующем десятилетии, способны сделать атомную энергию по-настоящему возобновляемым и при этом безо­пасным ресурсом. Не исключено, что при этом будут пересмотрены и перспективы развития тех или иных технологий извлечения энергии.

А Илья Каленков не сомневается: единственным на сегодня реальным способом замещения углеводородных источников энергии видится использование энергии управляемого термоядерного синтеза. «Мировой океан является практически неиссякаемым источником требуемого топлива — тяжелых изотопов водорода. Фундаментальные заделы (исследования) реализации управляемого термоядерного синтеза на сегодня существуют и могут быть реализованы в практике в ближайшие 30 лет», — уверен руководитель электротехнической компании.

С другой стороны, Министр природных ресурсов и экологии РФ Сергей Донской считает, что не стоит противопоставлять друг другу традиционные и возобновляемые источники энергии. По информации Минприроды РФ, энергетическая стратегия России до 2030 года отражает уже сложившуюся тенденцию развития угольной энергетики на базе новых экологически чистых технологий использования угля, а также предусматривает разработку и внедрение системы мер по повышению качества угольной продукции. В комплексе эти меры позволят без ущерба социально-экономическому развитию регионов России снизить вредное воздействие от сжигания угля, уверено федеральное министерство.

Тем не менее, в мировом масштабе возобновляемые источники энергии находятся на подъеме — по крайней мере, эмоцио­нальном. Однако в целом позитивное отношение к ВИЭ постепенно переходит в экономическую плоскость с формированием вполне конкретных планов. «Ветряк мощностью 10 кВт имеет высоту (с основанием) 22–25 метров, занимая площадь (с учетом разлета от лопастей льдинок и т.д.) 100 кв. метров. Цена всей конструкции в пределах диапазона 1,1–1,5 млн руб­лей. Солнечная панель мощностью 10 кВт имеет площадь 70–100 квадратных метров и стоит порядка 10 млн руб­лей. Бензиновый двигатель такой же мощности представляет собой коробочку 0,5х0,5х0,2 м и массой 15–20 кг и ценой 15–20 тысяч руб­лей. Вот и все, что нужно знать о конкурентоспособности возобновляемый источников энергии», — с долей иронии замечает директор центра энергосбережения, энергоэффективности, экологического и энергетического аудита Института отраслевого менеджмента (ИОМ) РАНХиГС Леонид Примак. Однако, продолжает он, другое дело, что «вдолгую», за весь период использования, ветряк и солнечная панель выигрывают, поскольку не требуют больше никаких затрат, кроме текущего обслуживания, а бензиновый двигатель сожжет бензина и масла почти на 10 млн руб­лей, что уравнивает его с ВИЭ. «Как только люди научатся думать вперед хотя бы на 10 лет, конкурентоспособность ветряков и солнечных панелей резко вырастет», — заключает ученый.

Начать и возобновлять

Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что к 2050 году доля не углеводородных источников энергии в общей генерации возрастет до 40%, а уже в ближайшие 10 лет нас ждет сетевой паритет: для потребителей ВИЭ-энергии цена 1 КВт/ч будет сопоставима с ценой в традиционной энергетике — такой информацией поделилась замдиректора аналитического департамента компании «Альпари» Анна Кокорева.

Анна Кокорева

Антон Усачев также подходит к вопросам ВИЭ с экономической стороны. По его мнению, ключевое преимущество во­зобновляемой энергетики, в частности солнечной — отсутствие топливной составляющей, а значит, минимальные операционные затраты. «Даже текущие объемы вводов возобновляемой генерации оказывают дефляционное воздействие на цену электроэнергии: по сути, стоимость электроэнергии ВИЭ-генерации фиксируется на весь период работы станции — то есть минимум на 30 лет», — уверен топ-менеджер компании солнечной генерации. Он считает, что в углеводородной энергетике такое невозможно из-за высоких топливных издержек, которые составляют до 80% от всех расходов на обслуживание станции — поэтому развитие возобновляемой энергетики позитивно влияет на экономический рост.

Гладко было на бумаге…

Начинающийся бум ВИЭ заставляет вспомнить многие другие новации, обещавшие если не глобальные, то существенные локальные прорывы в различных областях человеческой деятельности. Весь исторический опыт призывает крайне осторожно относиться к проектам, сулящим только одни преимущества. Возможно, сегодня как раз то самое время, когда пора трезво и максимально критично взглянуть и на «обратную сторону» ВИЭ.

«Что же касается перехода на исключительно альтернативные источники, то в условиях нашей страны климат не позволил бы сохранять имеющиеся производства и города в исходном виде», — оценивает футуристические перспективы Вадим Рукавицын. Для такого перехода было бы необходимо расселение крупных городов по более маленьким кластерам, формирование отдельных промышленных зон в тех местах, где применение альтернативных источников наиболее оправдано, пришлось бы привлекать геотермальную энергию, энергию от испарения метана со свалок, оборудовать дома в городах стеклами из солнечных батарей и т.д. «В общем, это подразумевает глобальную перестройку всего под новые реалии. Конечно, в итоге жить в таких условиях было бы лучше всем, но сколько такой переход будет стоить и сколько он займет времени — оценить сложно», — говорит эксперт о реалиях российского ухода от углеводородного и атомного топлива.

«За счет не-углеводородов можно снабжать энергией малые населенные пункты, предприятия и хозяйства, но в глобальном смысле традиционные источники будут на первом месте», — продолжает тему Анна Кокорева.

А по мнению Сергея Алексеенко, все виды ВИЭ характеризуются малой концентрацией энергии (потока энергии), поэтому требуются большие территории под солнечные элементы, ветропарки, ГЭС (вместе с водохранилищем), а для глубинных геотермальных станций — большие подземные резервуары объемом до 1 кубического километра.

«Тем не менее, ВИЭ сегодня являются наиболее перспективными и бурно развивающимися», — считает академик, приводя информацию по вкладу ВИЭ (без ГЭС) в производство электроэнергии в мире: 2003 — 2%; 2012 — 5,2%; 2015 — 7,3%; 2020 — 11,2% (прогноз). «К 2050 году в странах ЕС ожидаемый вклад ВИЭ составит 97 процентов!» — добавляет председатель Совета СО РАН по энергосбережению.

Наша страна пока не находится в лидерах по количеству энергии, выработанной на основе ВИЭ. Не исключено, что для России — особенно для территорий восточнее Урала — придется искать очередной «собственный путь». Однако именно сибирский регион — Республика Алтай — стал первым российским регионом, в котором создан целый кластер возобновляемой энергетики, и именно там была открыта первая российская солнечная электростанция — об этом рассказал Антон Усачев. И здесь же в сентябре будет открыта первая солнечная электростанция на уникальных модулях российского производства — по гетероструктурной технологии. «Они дают большую мощность на меньшую площадь, работают от -40 до +60 и эффективно преобразуют солнечный свет в туман и пасмурную погоду», — поделился техническими характеристиками заместитель генерального директора группы компаний.

«Современные технологии ветряков и солнечных панелей позволяют свести практически к нулю использование земли, и воздействие ВИЭ на окружающую среду — минимальное, уже сейчас с перспективой сведения его к нулю», — практически полное отсутствие экологических проблем при использовании во­зобновляемых источников энергии видит Леонид Примак.

Отвечая на вопрос о том, какими могут быть теоретические и практические ограничения роста использования не-углеводородных источников энергии, эксперт отвечает однозначно: их нет. Только мировоззренческие. Не все готовы вложить сразу одномоментно 10 млн руб­лей там, где можно вносить эту сумму частями на протяжении 10 лет.

Директор центра энергосбережения, энергоэффективности, экологического и энергетического аудита Института отраслевого менеджмента (ИОМ) РАНХиГС Леонид Примак:

— Оптимальным для человечества является соотношение: 5 процентов — энергия тепла Земли, 30 процентов — ветер и Солнце, 65 — энергия атомного распада.

Главный специалист отдела Экологии и Техно-природных процессов Института «Оргэнергострой» Вадим Рукавицын:

— На текущий момент все это звучит довольно утопично, но довести количество атомной энергии до 40–50 процентов от общемировой, 20 процентов оставив на гидро­электростанции, и поднять вклад альтернативных источников до 20–30 процентов было бы вполне реально. При таком переходе значительно снизится выброс вредных веществ в атмосферу и начнут развиваться более технологичные производства.

Академик РАН, завотделом Института теплофизики СО РАН Сергей Алексеенко:

— Относительно недавно мировым сообществом принято и закреплено Парижским соглашением 2016 года, что наиболее опасными являются антропогенные выбросы парниковых газов, прежде всего, углекислого газа за счет углеродной энергетики, которые приводят к глобальному потеплению на Земле. А поэтому необходимо переходить к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ).

Есть много противников такому выводу о климатических изменениях, в числе которых и автор этих строк. Напротив, полагается, что основное воздействие на изменение климата Земли оказывает активность Солнца.

Генеральный директор ПАО «Европейская Электротехника» Илья Каленков:

— В настоящее время Россия обладает достаточными ресурсами для решения фундаментальных задач в области управляемого термоядерного синтеза. Если мы думаем о долгосрочной перспективе, о сохранении энергетической безопасности, о том, чтобы оставаться в числе мировых лидеров рынка энергоресурсов, необходимо сейчас уделить этому вопросу основное внимание.

Заместитель генерального директора группы компаний «Хевел» Антон Усачев:

— По данным Enel Green Power, каждые 100 ГВт*ч «зеленой» электроэнергии экономят 30 млн кубометров природного газа, 13,5 млн кубометров воды, а также снижают выбросы углекислого газа на 53 тыс. тонн, а окислов азота — и на 110 тонн.

Сегодня капитальные затраты на возведение объектов возобновляемой энергетики очень быстро снижаются — в первую очередь из-за снижения стоимости новых технологий и роста масштабов производства. Так, например, GTM Research прогнозирует, что до 2022 года капитальные затраты в солнечной энергетике упадут в среднем еще на 22%, то есть будут снижаться на 4,4% в год.

Пресс-служба Минприроды России:

— Каждая страна находит свой баланс в использовании традиционной энергетики и восполняемых ресурсов с учетом географических и климатических особенностей, природно-ресурсного потенциала, а также размера ее территории.

Начальник управления производственного развития АО «СИБЭКО» Дмитрий Бражник:

— АО «СИБ­ЭКО» готово рассматривать и анализировать проекты по внедрению ВИЭ при условии их экономической эффективности, в частности, использование солнечной энергии, использование биогаза, энергетического потенциала твердых бытовых отходов и ряда прочих проектов. Но до настоящего времени вышеуказанные проекты без существенной государственной поддержки являлись неокупаемыми.

По результатам вышеуказанных проработок считаем наиболее перспективной для территории Новосибирской области реализацию проектов в области использования отходов.