Инновационный взгляд на энергосбережение

Сегодня оценка качества жизни все больше смещается от материало- и энергоемких предметов пользования к гораздо более энергоэкономичным бытовым приборам.
Фото Дэвида Илифа

В течение ХХ века человечество израсходовало на свои нужды свыше 500 млрд. т у.т. – больше, чем за всю предшествующую историю. Причем 95% всей используемой в этот период энергии выработано за счет ископаемого горючего. Несмотря на разделяемую принятую большинством мирового сообщества концепцию устойчивого развития (при том что душевое энергопотребление в развитых странах – 20 МВт-ч в год – на 2–3 порядка выше, чем в развивающихся), нет оснований считать, что человечество в целом стабилизирует, а уже тем более сократит объем энергопотребления по сравнению с нынешним уровнем 12,0 млрд. т у.т. в год. Скорее всего эта величина к 2030 году возрастет до 15–18 млрд. т у.т. за счет развивающихся стран.

Сырьевой потенциал планеты

Но «энергетический голод» человечеству не грозит. Энергетический потенциал только углеводородного сырья оценивается величиной 55*1012 МВт-ч. при нынешнем ежегодном расходе 3*1010 МВт-ч. Энергетический потенциал морских приливов составляет 70*1012 МВт-ч, а солнечных лучей – 580*1012 МВт-ч. Практически неисчерпаем энергетический потенциал, скрытый в структуре вещества и окружающих нас полей, который может быть реализован в термоядерном, фотонном, гравитационном и иных пока еще экзотических видах энергии. Вопрос в том, какую цену общество готово платить за свое необходимое и достаточное энергообеспечение, как избежать «энергетического голода» – у одних и «энергопереедания» – у других. Не следует сводить энергию лишь к лошадиным силам, киловаттам, тоннам нефти – общество интересует качество жизни, которого можно достичь с того или иного вида энергии. Следуя Аристотелю, введшему само понятие «энергия», нужно помнить, что энергия – это не просто работа, действие, а организующее действие, приводящее к повышению негэнтропийности системы. А не наоборот, когда энергии горения или движения, преобразуясь в конечном итоге в рассеиваемое тепло, увеличивает энтропию среды. Наша планета, как и любая другая, – принципиально открытая система, и ее удел – не «тепловая смерть», а высокоорганизованная жизнь.

Смысл качества жизни

Сегодня качество жизни все больше определяется не столько энергоемкостью материального производства, сколько эффективностью использования природных энергетических ресурсов космоса, планеты и человека для получения того продукта, тех услуг, той среды, которые необходимы для создания комфортной и гармоничной, качественной окружающей (человека) среды. Примером такой смены ценностных ориентиров является Япония, где потребление энергии на душу населения не превышает 4 МВт-ч в год (намного ниже США, Европы и даже России), а качество жизни признано одним из наиболее высоких в мире.

В России принята федеральная программа «Энергоэффективная экономика» на перспективу до 2010 года. Она предусматривает замену устаревшего оборудования, модернизацию электростанций, энергетической инфраструктуры и т.д. Однако стимулированию инвестиций в энергосбережение препятствуют низкие цены на энергоресурсы. За последние 5 лет энергоемкость ВВП России снизилась на 17%. Это результат изменения структуры экономики, опережающего роста сектора услуг по сравнению с промышленностью. Потери энергии в России оцениваются в 40% всего ее потребления, что сопоставимо с объемом экспортируемой нефти или выработкой 100 крупных ТЭЦ, причем треть этих потерь приходится на ЖКХ. Потенциал энергосбережения оценивается в стране в 260–300 млн. т н.э. Ключевыми ориентирами в стратегии энергосбережения являются выход на стабилизацию душевого энергопотребления к 2020 году и снижение энергоемкости (отношения общего энергопотребления к ВВП). («Энергия: экономика, техника, экология», № 11/2007, стр. 3–4). Энергетическая политика России должна быть регионально-дифференцированной и учитывать тенденцию снижения энергоемкости производства в промышленно развитых районах и необходимость опережающего развития энергетической инфраструктуры в пока еще слабообжитых, но богатых природными ресурсами восточных и северных регионах.

В отличие от мирового перераспределения энергоемких производств, в частности, в страны Азиатско-Тихоокеанского региона, доля которого в общемировом потреблении энергии прогнозируется к 2030 году в 55–60%, в России главный приоритет новой политики – повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Благо, резервов здесь более чем достаточно, ибо сегодня лишь 28% первичных ТЭР расходуется напрямую и косвенно на нужды населения, еще 32% – преимущественно сырьевой экспорт нефти и газа, а 40% идет на собственные нужды, потери и другие непроизводительные цели, включая энергоснабжение обороны, госаппарата и т.п.

Сегодня оценка качества жизни все больше смещается от материало- и энергоемких предметов пользования к гораздо более энергоэкономичным бытовым приборам. Так, при близком по размеру электродушевом потреблении в быту в российских квартирах до недавнего времени использовалось 23–25 видов электробытовых приборов, а в Японии – около 100. Расход бензина на отечественных автомобилях – не менее 10 литров на 100 км, а в Европе – в 2 раза меньше. Потребительская же стоимость энергетических услуг во всем мире имеет явно выраженную тенденцию не к росту, а к стабилизации.

Формула изменения энергетических издержек

Директор Международного института энергоэффективности доктор технических наук В.В.Бушуев предложил формулу, учитывающую тенденции изменения суммарных энергетических издержек Эальфа. В ней выделяются прямые затраты Э1 на добычу ТЭР; косвенные затраты Э2, связанные с созданием нового оборудования для освоения шельфовых и иных «тяжелых» месторождений и переработки природных ресурсов с учетом экологических требований в конечный энергопотребительский продукт; затраты Э3 на освоение новых возобновляемых и нетрадиционных видов энергии; а также рентная составляющая Э4 как плата за использование природных ресурсов, включая сюда же и плату за выбросы и отходы при производстве энергоносителей.

Эальфа = Э1 + Э2 +Э3 + Э4 +...

Во всех этих затратах есть доля физических затрат, интеллектуальных издержек и экологической платы за освоение невозобновляемых ресурсов.

Прямые затраты Э1 объективно растут несколько быстрее, чем общий индекс цен, за счет сокращения удельного дебета действующих скважин и освоения новых природных месторождений в малообжитых труднодоступных районах, в частности вблизи Ледовитого океана. Потребитель в общественной стоимости энергоносителей готов частично учитывать эти растущие затраты, однако считает, что со временем они должны стабилизироваться за счет использования новой, более производительной, техники. К сожалению, эффект новых технологий не оказывает существенного влияния на снижение издержек добычи энергоресурсов, так как их создание и освоение само требует дорогостоящих и материальных и интеллектуальных затрат.

Величину Э2 в лучшем случае можно считать невозрастающей величиной, ибо научно-технический прогресс не уменьшает, а едва компенсирует дополнительные затраты на создание нового оборудования и технологий для освоения новых месторождений традиционного углеводородного сырья.

Величина Э3 в начальной стадии развития сферы энергетических услуг была доминирующей; затем по мере освоения углеводородного энергетического топлива почти сошла на нет в силу массового увлечения крупномасштабными угольными и нефтяными энергетическими комплексами. Однако начиная с середины ХХ века затраты на нетрадиционную энергетику вновь возрастают – вначале на активное развитие атомной энергетики, а с 2000 года – на освоение возобновляемых видов энергии (солнца, ветра, биомассы, гидроэнергии и т.п.).

Наконец, рентная составляющая Э4 косвенно отражает не сами издержки добычи ТЭР, а отношение общества к расходованию природного потенциала. По сути дела, именно этот фактор является регулятором снижения спроса на энергоносители и стимулятором рачительного использования природных богатств и развития возобновляемой энергетики. Из-за этой рентной составляющей Э4 «доходность энергоснабжения дельтаЭ» и становится отрицательной величиной, потому что общество, с одной стороны, устанавливает эту дополнительную плату – налог за ресурсы, увеличивая тем самым издержки Эальфа; а с другой стороны, не хочет платить за эти расходы, понуждая энергоснабжающие компании искать выход, дабы не стать убыточным производством.

Этот выход – в повышении эффективности не только производства, но и главным образом использования энергии. Приблизительно рентная составляющая совпадает с величиной эффекта, достигаемого за счет более рационального использования природных ТЭР.

Развивающиеся страны не вводят рентную плату, стимулируя энергокомпании к прибыльному развитию энергетики, а индустриально развитые страны за счет этого налога дестимулируют рост энергопотребления в пользу энергосбережения и экологии.

Однако дело не просто в экономии энергии. Новая энергетическая парадигма учитывает не только количественный баланс энергопроизводства и энергопотребления, а качественное соответствие между потребными энергетическими услугами и видом используемых энергоносителей.

В.В.Бушуев предлагает выделять пять условных групп необходимых энергетических услуг: энергетический комфорт (освещение, тепло, бытовые приборы, кондиционирование и т.п.); усиление физических возможностей (электроинструмент, станки и др.); энерготехнология (плавка металла, энергохимия); энергетика коммуникаций (транспорт, связь); биоэнергетика. Каждая услуга требует своего вида энергоносителя, наиболее адекватно и экономично выполняющего требуемую функцию.

Нынешний путь – когда производство нацелено на получение электрической энергии как наиболее универсального вида энергии, который затем трансформируется в тепло, свет, механический усилитель мощности, – явно расточителен.

Общий вывод гласит – не следует повсеместно ориентироваться на один универсальный вид – электрическую энергию, трансформируя ее затем в более «простые» виды, которые могут быть получены непосредственно механическим, химическим путем или извлечены из традиционных энергозапасов планеты. Именно на этом инновационном пути соответствия необходимой энергетической услуги и используемого вида энергии может быть получена не просто экономия, а более полное и эффективное использование того энергетического потенциала, которым обладает наша планета. Тогда и затраты на энергообеспечение станут приемлемыми для общества, снижая нагрузку на бюджет каждой семьи и каждого государства. Только тогда энергетика станет не всепожирающим демоном для общества и окружающей среды, а естественным средством организации нашей жизни на принципах гармонии материальных и экологических требований человечества, а не только его избранной части.