Солнце за нас. Ты только помни - солнце за нас ! (1)

Рассказ о будущем развитии энергетики России я начну, в отличии от многих других авторов, не с анализа того, что ещё можно добыть, выкачать, выкопать или срубить на территории 1/6 части обитаемой суши. В любом из вариантов дальнейшего развития, к сожалению, запасы, созданные природой на протяжении миллионов лет, рано или поздно исчерпываются. Поэтому, при оценке остатков российской нефти, газа или угля, лучше перебдеть, нежели недобдеть - если даже мы что-то не учтём, то потом этот резерв будет доступен при гораздо более серьёзном положении в энергетическом обеспечении.

С другой стороны, я не хотел бы при анализе возможных перспектив развития энергетического обеспечения России впадать в другую крайность - рассматривать только возобновляемые ресурсы, как единственную панацею, призванную решить вопрос быстрого исчерпания углеводородных топлив. К сожалению, ни ветровой, ни приливной, ни солнечный потенциал России не является достаточным для построения сколь-либо серьёзной альтернативы минеральным топливам. Желающие поспорить о "силе российского ветра" - да будут спорить со мною с картой ветропотенциала России в руках.

Поэтому, мой подход к анализу проектного энергобаланса России ближайшего будущего будет прост и понятен. Начать его стоит от системы аксиом, которые мне хотелось бы применить в качестве граничных условий для его расчёта. Картинок в этой части рассказа будет поменьше, но тут уж не обессудьте - здесь надо "многабукф".


Итак, что стоит учитывать в проектном балансе?

Первой аксиомой для построения энергетического баланса стоит принять условие полного обеспечения энергией собственных нужд России. Вывозить дешёвую энергию (с высоким EROEI) из страны можно лишь в том случае, если собственные нужды страны уже закрыты целиком и полностью. "Целиком и полностью" подразумевает возможность обеспечивать в стране расширенное воспроизводство людских ресурсов, повышение уровня человеческого потенциала и связанный с этими процессами рост экономики, промышленности, сельского хозяйства и инфраструктуры. При этом рост инфраструктуры должен идти опережающими темпами по отношению к росту экономики. Нельзя, чтобы Россия в начале ХХI века оказалась в ситуации Российской Империи начала века ХХ, когда страна вывозила за рубеж зерно, а русские крестьяне при этом голодали.
Поэтому - Россия отвечает в грядущей мировой энергетической разборке только за себя, имеет свои собственные интересы и никакая новая Антанта или "Священный союз трех императоров" не может быть выше национальных интересов.
Если кого и стоит спасать - то только бывших братьев по СССР и то, только думая, насколько это не повредит самой России. Табачок, рассыпаный врозь в 1991 году, слишком долго лежал на полу. В нём много пыли и вовсю ползают весьма неаппетитные жуки...

Второй аксиомой для расчёта энергетического баланса должна являтся переемственность в использовании доступных энергетических ресурсов. То есть, если мы видим близкую исчерпаемость нефтяных ресурсов страны, то мы обязаны готовить инфраструктурную базу для энергетических ресурсов, которые в объёмных (миллионы тонн условного топлива, гигаджоули и пр.) и, максимально - в качественных показателях (сравнимое EROEI) могут заменить объективно заканчивающийся энергетический ресурс. При этом, при переходе на менее качественный ресурс (а это будет обычной практивкой в ближайшем будущем) необходимо учитывать, что понижение EROEI вызовет одновременное увеличение требований по общей потребности страны в энергии.

Пример. Россия производила энергетический эквивалент 100 баррелей нефти с EROEI 10:1. На собственные нужды нефтянники тратили лишь 10% от произведенной энергии. Страна от их работы получала 90% добытой энергии, или 90 баррелей. Мы хотим заменить нефть на "мирный атом". По нашим оценкам, "мирный атом" будет иметь EROEI 5:1. Это значит, что нам надо учесть, что атомщики попросят уже 20% энергии от произведенной оставлять у себя на площадках - иначе они не обеспечат течение, воспроизводимость и безопасность всего ядерного цикла. Не вопрос - мощность АЭС должна покрыть и эти дополнительные 10% расходов атомщиков по сравнению с нефтянниками. Значит, по факту нам надо будет построить АЭС, которые по мощности будут соответствовать 112,5 баррелям нефти. (а не 110, как подумали некоторые).

Третьей аксиомой, влияющей на параметры энергобаланса, стоит принимать минимальный EROEI, который вообще стоит рассматривать для топлив, включаемых в энергобаланс. Нетрудно заметить, что с точки зрения формальной логики топлива с EROEI ниже 1:1 - это вообще не топлива. На их производство надо затратить больше энергии, чем они содержат сами по себе. Однако, по факту минимальный EROEI для топлива, которое ещё возможно к использованию в рамках индустриального общества, гораздо выше и составляет, по разным оценкам, от 3:1 до 4:1. Это очень важная цифра и я постараюсь объяснить, почему топлива с меньшими EROEI вообще не стоит принимать в расчёт.

Кроме самого процесса добычи топлива общество вовлечено в действия по его транспортировке, распределению, получению от топлива полезной работы или энергии и утилизации отходов всех этих процессов. То есть, итоговая "цена" топлива для всего общества гораздо выше, нежели энергетическая цена самого топлива на срезе скважины или изоляторах повышающего трансформатора АЭС.

Для разных топлив цифры этой добавки различны, но в большинстве случаев эти дополнительные расходы могут составлять впечатляющие цифры. Так, например, Россия, экспортируя в натуральном виде около 45% добываемых энергоресурсов, ещё около 6% их энергетического содержания тратит на логистику энергии по территории России до границ страны. То есть, по факту, для транспортировки самых удобных в перевозке топлив - нефти и газа, Россия уже тратит дополнительно только на доставку к покупателям ещё 13% энергии, содержащейся в самом топливе. Не надо, я думаю, объяснять, что при падении EROEI эти расходы растут опережающими темпами. Например, дрова из Сибири в Европу возить нерентабельно ни сейчас, ни завтра - количество энергии, затраченное на их перевозку никогда не окупит энергии, содержащейся в них.

Кроме того, не вся энергия, затрачиваемая в процессах добычи, переработки и транспортировки топлива является "первичной" энергией. Значительная часть этой энергии получена при использовании различных машин и механизмов - то есть, по факту, часто за пределами сухих цифр потраченных киловатт-часов электроэнергии остаётся за кадром то, что сама электроэнергия пока получается нами с весьма скромными КПД - от 25 до 50%. То есть, на самом деле, потратив 1 кВт-ч электроэнергии на цикл производства нефти, мы незримо тратим, например, 4 кВт-ч энергии энергии угля где-то на электростанции далеко от скважины.

Результатом таких действий с топливом является так называемый "утёс эффективности". Вот он:


Утёс эффективности - Net Energy cliff

Ось абсцисс - значение EROEI, ось ординат - количество в процентах потерянной для общества энергии. Зелёная часть графика - то, что осталось обществу, красное - что ушло в процесс переработки топлива.
Как мы видим - даже драматическое уменьшение EROEI с 100:1 до 25:1, которое случилось на нефти в период с 1900 по 1975 год, практически ничего не изменило в общественных отношениях - зелёный участок диаграммы представляет из себя практически правильный квадрат - "како было, како есть". Небольшое падение с 25:1 до 18:1, случившееся за период с 1975 по 1990 год уже сильно ударило по структуре общества. Я не склонен играться в конспирологию, но перестройка в СССР и "рейганомика" в США - отчасти тоже порождения этого спуска вниз по шкале эффективности.

Что дальше? Сегодня (2012 год), по разным оценкам, EROEI нефти составляет от 15:1 до 8:1. Завтра это однозначно будет 3:1. Послезавтра - ещё меньше.
То есть, даже небольшое сокращение EROEI - это миллиарды баррелей нефтяного эквивалента в год в масштабах мира. Не учитывать в будущих раскладах это просто глупо. Кому будет нужна российская нефть, кроме как не самим россиянам?
Для более наглядного понимания "утёса эффективности" я приведу ещё один график - он приведен в несколько иных осях, но его вид почему-то разительно напоминает график "утёса". Вот он:


Если его развернуть на 180 градусов, картинки можно сравнивать даже визуально:




США имеют практически свободный доступ к хорошей энергии с высоким EROEI - и могут себе позволить иметь меньше 5% населения, занятого в сельском хозяйстве. Индия и Китай такого доступа не имеют - и вынуждены 50-60% своего населения держать в батраках. Россия и Украина, благодаря наследию СССР, находятся посередине. Живут, как говорится - бедненько, но чистенько. Задача России и Украины, поэтому изначально проще - нам не грозит упасть в разы, как США, нам не надо бороться за каждый процент EROEI, как Китаю или Индии. Нам надо лишь максимально сохранить существующее и с умом использовать все возможности.

Иначе - надо понимать, что при падении среднего значения EROEI в нашем энергобалансе, нам надо быть готовым к приходу на наши земли эпохального пророчества Джона Уиндэма из "Дня триффидов" - "тогда наши дети будут батраками, а внуки - дикарями".

Ну - и последняя, четвёртая аксиома. Топливо не должно быть 100% возобновимым. Я могу смутно представить себе мир через сто лет, но я не представлю его никогда через тысячу - это будут фантазии на тему "как я провёл лето десять лет тому назад". Никакого "Полдня ХХII века" не получилось - реальность оказалась намного богаче прогрессорства или люденов.
Поэтому, в качестве топлива мне вполне подойдёт что-то, чего России, Украине или Казахстану хватит ещё хотя бы на 100 лет. Дальше - разберутся потомки.

Надеюсь, что мы сможем объяснить нашим детям, что такое - хорошо, и что такое - плохо.