Проблемы ускоренного перехода к «зелёной» энергетике - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Виробництво і ресурси

1364
Проблемы ускоренного перехода к «зелёной» энергетике

В последнее время страны ЕС и США называют все более и более ранние даты полного перехода на «зеленую» энергетику, и энергично подталкивают к этому и другие страны. Но стремление как можно быстрей изменить энергетику в масштабах всей Земли чревато разрушением сложившегося экономического уклада. Большинство населения, в общем-то, и не против этого, однако чрезмерно быстрая перестройка экономики может аукнуться серьёзными социальными последствиями. В итоге экология может пострадать куда сильнее, чем, если традиционная энергетика будет постепенно заменяться новыми технологиями.

 

Новая энергетическая стратегия США и ЕС

Главный итог недавней встречи лидеров стран встречи G7 (рис.1), – это не договоренности о стратегической обороне и евроатлантической сплоченности и даже не о противостоянии России. Это решение об ускоренном энергопереходе.

Основные черты новой энергетической политики стран «золотого миллиарда» уже понятны. Прежде всего, это отказ западных стран от использования двигателей внутреннего сгорания и от применения угля. Газ и атом пока остаются, но главное – это бурное развитие СЭС и ВЭС. Повсеместно для работающих на бензине и дизельном топливе авто вводятся искусственные административные барьеры (таможенные, финансовые, законодательные) ограждающие также от так называемых «грязных товаров». Основной из этих барьеров – новый «углеродный налог». Другими словами, это высокие (и повышающиеся с каждым годом) пошлины на нефть, уголь, промышленные металлы и т.п.

Тем не менее, государственное финансирование в странах G7 добычи и использования ископаемого топлива с января 2020 г. по март 2021 г. составило 189 млрд. USD, а вот в «зеленой» энергетики – только 147 млрд. USD(рис.2).

Выходит, что пока государства все же больше денег вкладывают в традиционные виды топлива, хотя представители правительств говорят совсем о другом. Но теперь уже не только говорят: по прогнозам, уже в 2023 г. или в 2024 г. пропорция финансирования традиционной и «зеленой» энергетики станет обратной. А далее разрыв между ними будет только усиливаться – в пользу «зеленых» энерготехнологий.

Да и, рвущийся в глобальные лидеры, Китай наращивает генерацию на возобновляемых источниках энергии. КНР более чем удвоила строительство ветровых и солнечных электростанций в 2020 г. по сравнению с 2019 г. Это отражает обещания Пекина сократить зависимость от ископаемого топлива и довести выбросы углекислого газа до минимума в ближайшее десятилетие.

Китай, главный глобальный эмитент парниковых газов и вторая крупнейшая экономика мира, добавил в 2020 г. 71.67 ГВт мощностей ветроэнергетики. Это самый высокий показатель за всю историю, почти втрое превышающий уровень 2019 г. Руководство КНР обещало увеличить долю не ископаемых видов топлива в потреблении первичной энергии до 15% к 2020 г. и до 25% к 2030 г. (в 2005 г. было 6.8%).

При этом Китай в 2020 г. продолжил вводить в строй и новые ТЭС. Только в первой половине 2020 г. Китай завершил строительство 11 ГВт новых угольных электростанций, хотя ранее и обещал от них отказаться. Зачем это делается, ведь в большинстве китайских городов уже и так нечем дышать? Но угольная энергетика позволяет КНР обеспечивать промышленность дешевой электроэнергией, а также получать инвестиции и технологии для развития генерации с использованием ВИЭ.

Недавно стало известно, что российская компания Suссess Rockets (SR, запускает сверхлегкие ракеты) провела консультации с бизнесменами из Катара об инвестициях 250 млн.USDв проект по созданию глобальной климатической мониторинговой системы. Эта система должна отслеживать источники загрязнения атмосферы и анализировать содержание в ней углекислого газа.

Богатые страны арабского мира понемногу становится спонсором практически любых проектов, связанных с экологией. Дело в том, что на Ближнем Востоке они выделяется много т.н. «парниковых» газов, а своих лесов и болот, которые бы их поглощали, там нет. «Зеленые» технологии и их поддержка – это для них способ прийти к нейтральному углеродному балансу.

 

Между традиционной и «зеленой» энергетикой

Интересно отметить, что само видение «зеленого» энергоперехода сейчас быстро меняется. Еще совсем недавно он виделся как полный отказ от ископаемого топлива, только ВИЭ и электричество повсюду, все авто – только электромобили.

Однако постепенно становится понятно, что ставка в энергопереходе на ВИЭ электрогенерацию все же будет вторичной. Первичной же – это замена нефти газом и водородом. А водород означает, что машины с ДВС сохранятся (пусть и в новом облике), т.е. тотального засилья электромобилей не будет. Зато будет борьба за экономичность машин с ДВС, которая сама по себе может сократить потребление нефти на 10%. Речь идет об уменьшении расхода топлива на холостом ходу, использовании энергии торможения, улучшении аэродинамики корпуса и т.д.

В ряде недавних документов, например, в отчет Манхэттенского института «Новая энергетическая экономика: упражнение в магическом мышлении» (рис.3) можно найти ответ на то, почему экономисты куда более сдержанно относятся к тотальному переходу на ВИЭ, чем политики. Там, в частности, говорится: «Строительство одной нефтяной или газовой скважины примерно равно по стоимости строительству двух ветряных турбин. Однако турбины производят в час энергию, эквивалентную 0.7 бар нефти, а на месторождениях в Саудовской Аравии средний дебит скважин превышает 200 бар нефти в час… Увеличение в 100 раз количества электромобилей к 2040 г. (до 400 млн.) приведет к снижению мирового спроса на нефть всего на 5%».

Следует вывод – даже если к 2050 г. перевести все энергоснабжение человечества на ВИЭ и отказаться от ископаемых источников энергии, то придется, как минимум, остановить экономический рост в мире. Придется не только заметно сократить уровень потребления, но и снизить качество жизни большинства людей, а он и так очень различается в разных странах мира.

Скорее всего, до подобного дело не дойдет – по чисто политическим причинам. Однако можно с полной уверенностью утверждать, что нам предстоит резкое уменьшение потребления угля. Слишком уж сильно он загрязняет атмосферу.

На рис.4 показано годовое потребление энергии в т. н.э. в различных странах мира.

Не следует забывать, что ВЭС и СЭС – это очень нестабильные источники электроэнергии. Так Германия за первые 3 месяца 2021 г. почти не произвела электроэнергию от солнечных панелей – зима. А небольшие проблемы на хорватской подстанции чуть не обрушили всю энергосистему Европы. Этот инцидент напомнил про важность поддержания постоянной частоты напряжения в энергосистеме, а СЭС и ВЭС не могут её поддерживать из-за естественной нестабильности своей работы.

Надо не забывать и о растущих экономиках развивающихся стран – одна Индия с 1.3 млрд. населения чего стоит. Потенциал её роста такой же, как в 1990-е годы был у КНР – темпы по 6-8% в год, и так на десятилетия. А ведь есть еще Вьетнам, Бангладеш и др. страны. Эта часть мира еще долго будет обеспечивать большой спрос на нефть, газ и уголь.

Поэтому по прогнозам экспертов, мировая энергетика через 10-30 лет будет представлять собой некий гибрид. В такой энергетике найдется место всему. И традиционным углеводородам, ветру и солнцу, водороду, приливным и геотермальным станциям (рис.5), биотопливу и биогазу, и мини-ГЭС. Да и даже старые добрые дрова сейчас переживают ренессанс в форме топлива из отходов древесины, так называемых паллет.

Расчеты сторонников «зеленой» энергетики показывают, что переход на ВИЭ позволит сократить потери при сжигании топлива на производство полезной энергии на 22% от суммарного потребления первичной энергии. КПД производства электроэнергии на угольных ТЭС равен 33-45%, на газовых – 33-60%, т.е. даже на самых эффективных установках значительная часть топлива не преобразуется в электроэнергию. Отказ от необходимости добывать, перерабатывать и транспортировать топливо даст экономию еще почти 13% первичной энергии.

Эффективность конечного использования энергии, получаемой за счет ВИЭ, может быть повышена ещё как минимум на 7%, по сравнению с нынешним уровнем. Таким образом, общемировое потребление энергии снижается на 42%. Оставшаяся часть обеспечивается за счет ВИЭ. Кстати, в КНР местные эксперты уже несколько лет назад рассматривали сценарий с покрытием за счет ВИЭ до 84% спроса на электроэнергию к 2050 г., при этом по разумной цене и с обеспечением баланса мощностей в разных зонах суточного графика нагрузки.

Один из «умеренных» сценариев мирового энергоперехода предусматривает, что в 2050 г. 68% всей вырабатываемой электроэнергии будет приходиться на ВИЭ, еще 10% – на АЭС. В Китае предполагается, что доля ВИЭ в 2050 г. достигнет 77%, АЭС – 15%.

 

Кому выгоден мировой энергопереход?

Есть такая точка зрения, становящаяся все более популярной среди ряда экономистов. Вкратце, они считают, что вся эта затея по борьбе с глобальным потеплением и тотальному переходу на ВИЭ осуществляется исключительно в целях формирования новой экоэкономики с триллионными оборотами, а в политическом плане – это способ консолидации стран западного мира

Наверное, следует вспомнить, что 15 лет назад, как раз, когда все начиналось, был опубликован «Климатический прогноз Пентагона», наделавший немало шума в глобальном климатическом сообществе. Ну, уж конечно, не кто-то другой, а именно американские военные точно «самые большие специалисты» в климатологии.

В этом прогнозе много говорилось о страшных бедствиях, которые к 2020 г. принесет планете и человечеству изменение климата. Прогнозировалось, что крупнейшие города Европы погрузятся под воду, в Британии будут царить сибирские морозы, разразятся мегазасухи и всеобщий голод.

Но вот уже прошел 2020 г., год неприятный и напряженный, но при этом ни один город с лица Земли не смыло. Так что аналитиков Пентагона вообще-то стоило бы как-то наказать, если, конечно, их задачей было дать точный прогноз. А если задачей было напугать человечество и инициировать глобальную перестройку экономики, то они с ней очень даже неплохо справились.

По существу, под маркой борьбы с глобальным потеплением был запущен столь же глобальный «экопром», т.е. комплекс отраслей и производств, обеспечивающих некоторое снижение выбросов парниковых газов, включая выпуск и продвижение новых образцов энергооборудования, сектор альтернативной энергетики и т.д. Экопром – первая и самая заметная часть «зеленого лобби», глобальный оборот которого уже превышает 4 трлн. USD.

Привлекательность этого сектора экономики существенно выше обычного бизнеса, поскольку его развитие поддерживается за счет гигантских государственных субсидий. Производители возобновляемой энергии работают под полной государственной защитой от любых рисков, свойственных рыночной экономике. Произведенной ими энергии гарантируется 100%-й сбыт по фиксированной (повышенной) цене и их защищают даже в случае, если сбыта нет (что мы уже видели в Украине). На субсидии только этого вида деятельности в Германии тратится 28 млрд. евро в год, а субсидии на альтернативную энергетику в США, при президенте Джо Байдене, – еще в разы выше.

Следующий уровень – финансовые инструменты и оборот торговли сокращениями выбросов и базирующимися на них деривативами. Только выпуск «зеленых бондов» достиг уже 167 млрд. USDв 2018 г. Рост впечатляющий – еще в 2012 г. их выпуск не превышал 2 млрд. USD. Не меньшим соблазном является торговля сокращениями выбросов и базирующимися на них деривативами – ее объем в 2018 г. составил 164 млрд. USD.

Отдельная тема – это сбор углеродного налога, усиленно продвигаемый в последние годы Всемирным банком. Эти сборы могут достичь 5.4 трлн. USDв год со всей планеты.

Все эти действия можно рассматривать и как долгосрочный ответ стран-потребителей энергоресурсов на кризисы нефтяных цен и поставок 1970-х годов. Страх перед «нефтяным шантажом» со стороны стран ОПЕК глубоко укоренился в западном обществе. Достаточно вспомнить 1979 г., когда президент США Джимми Картер установил на крыше Белого дома солнечные батареи. Именно тогда стартовал долгий процесс перекройки глобального баланса в пользу ВИЭ, с заметным снижением роли стран-поставщиков энергоресурсов.

 

Ситуация в Украине

Украина оказалась примером того, какие проблемы способно создать стимулирование «зеленого» энергоперехода одними только законодательными средствами, без совершенствования общественных институтов и без модернизации энергетической инфраструктуры.

В какой-то момент, благодаря законодательно утвержденному «зеленому» тарифу, в Украине началась неконтролируемая экспансия ВИЭ на внутренний энергорынок. Это притом, что правила игры на нем все еще оставались прежними. Как результат, в отечественной профицитной энергосистеме выросла критическая доля возобновляемой генерации, которую, в настоящее время, нечем балансировать и оплачивать. В итоге правительству пришлось вводить акциз на «зеленую» электроэнергию, пытаться урезать «зеленый» тариф, замораживать выплаты по нему.

На рис.6 показано, как законодательно заложено изменение «зеленого» тарифа в Украине в период с 2015 г. по 2029 г.

По некоторым оценкам экспертов, общий объем инвестиций, которые были привлечены в сооружение ВИЭ в Украине за последние шесть-семь лет, составили более 5 млрд. евро. Это те деньги, которые государству приходится возвращать инвесторам, исходя из тарифа на электроэнергию по самым высоким в Европе расценкам в пределах 0.10-0.15 евро за 1 кВт•ч.

Хуже всего то, что быстрый рост генерации из ВИЭ, особенно СЭС, в Украине происходил в условиях давнего дефицита в стране регулирующей, маневренной и резервной мощностей. Следствием всего этого и стали сегодняшние трудности с балансированием энергосистемы Украины, из-за того, что мощности СЭС и ВЭС стали больше той критической величины, которую энергосистема ещё может «переварить».

Теперь всем понятно, что возобновляемую энергетику можно развивать только в комплексе со сбалансированным и оптимальным развитием энергосистемы в целом. Проблема в том, что в бюджете нет денег на модернизацию энергосистемы страны. Нет их и на постройку высокоманевренных мощностей электростанций, позволяющих сбалансировать ВИЭ.

В начале 2010 г. фиксированный тариф обеспечил первоначальный импульс для развития возобновляемой энергетики в нашей стране. В то время это был правильный подход. Однако затем Украина вовремя не перешла от фиксированного «зеленого» тарифа к системе аукционной торговли возобновляемыми мощностями, как это произошло во многих других странах. А ведь именно аукционная торговля позволяет определить реальную рыночную цену электроэнергии от ВИЭ и снизить тарифы для потребителей.

Интересно отметить, что международный механизм продажи выбросов углеродов предоставляет Украине, перспективу другой разновидности бизнеса, но также связанного с энергетикой. При высоких котировках на углеродные единицы, или углеродные квоты, некоторые территории выгоднее просто брать под управление как природную экосистему, нежели вести там сельскохозяйственную деятельность. Это позволяет такому предпринимателю с одного гектара земли заработать больше, продавая эти углеродные единицы, нежели выращивать пшеницу, кукурузу или какую-то другую культуру.

В Украине уже многие годы идет процесс переселения жителей регионов в крупные города. Большая часть освобождаемых при этом земель, конечно, уходит под сельскохозяйственное производство, но часть вполне можно отвести под экспорт «углеродных единиц», превратив часть украинской территории в региональную «кислородную ферму».

Как видим, погоня за уменьшением выброса углеводородов в атмосферу порождает совсем уж уродливые явления, когда на плодородных черноземах выгодно вообще ничего не выращивать.

Сподобалась стаття? Розповідайте друзям!
СХОЖІ СТАТТІ
comments powered by Disqus

ASANZA banner

ELEKTROSVIT banner

UKRPOSHTA banner

UKRPOSHTA banner

UKRPOSHTA banner

banner