Энергетическая революция

Энергонезависимый дом в Барнауле.
Фото Вадима Кантора (Гринпис России)

Принципиальный путь решения проблемы глобального изменения климата – значительное сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу. Оно возможно, если будут реализованы так называемые низкоуглеродные сценарии развития. Их основа – переход от традиционной энергетики к энергетике на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и реализация потенциала энергосбережения.

Необходимость трансформации: причины и сроки

Перед мировой экономикой стоит непростая задача – перейти на совершенно новую модель производства и потребления энергии. Прежде всего это связано с климатическими последствиями сжигания углеводородов: около 60% глобальных парниковых выбросов антропогенного происхождения приходится на энергетику. В России эта доля достигает 85%.

Длительность инвестиционных циклов в энергетике составляет 20–40 лет. Таким образом, с учетом климатических (к 2050 году глобальные парниковые выбросы в энергетике необходимо снизить с 25 до 10 млрд. тонн) и ресурсных ограничений переход на новую модель энергетики должен начаться уже сегодня и завершиться к середине текущего столетия.

Что предлагает Гринпис

В 2007–2008 годах Центр авиакосмической промышленности Германии (DLR) и голландский институт Ecofys BV по заказу Гринпис разработали альтернативные энергетические сценарии для ключевых регионов и стран мира, включая Россию. В качестве базового использовался сценарий Международного энергетического агентства (МЭА) World Energy Outlook, 2007 (Мировой энергетический обзор-2007).

Цель сценариев – показать возможность реализации новой энергетической модели, основанной на передовых энергоэффективных технологиях и ВИЭ при сохранении темпов роста ВВП, оцениваемых Всемирным банком.

В отличие от базового сценария МЭА, опирающегося на существующие экономические тенденции и интересы бизнеса, сценарии Гринпис построены исходя из рекомендаций ученых межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата. По оценкам экспертов ООН, развитые страны, включая Россию, должны к 2020 году сократить парниковые выбросы в энергетике на 25–40%, а к середине столетия – на 80% по сравнению с уровнем 1990 года. Развитие по сценарию Гринпис позволит России через 10 лет снизить выбросы на 37%, а еще через 30 выбрасывать на 78% меньше парниковых газов, нежели в 1990 году.

Чтобы этого добиться, России необходимо к 2050 году реализовать не менее 80% своего технического потенциала энергоэффективности, а также ускорить развитие возобновляемых источников энергии: к 2020 году доля первичной энергии, полученной за счет ВИЭ, должна составлять не менее 14%, а к 2050 году – около 50% всей вырабатываемой.

Насколько реалистичен предлагаемый сценарий?

Чтобы развивалась экономика, увеличивать энергопотребление не нужно

Россия уже сейчас может значительно сократить потребление энергии без какого-либо ущерба для экономики. Об этом говорит недавний доклад Всемирного банка «Энергоэффективность в России: скрытый резерв». По оценке банка, современный технический потенциал энергосбережения в нашей стране составляет 45%.

В качестве иллюстрации можно привести пример черной металлургии. Для производства тонны стали в России расходуется в среднем 29 ГДж энергии. В мире этот показатель вдвое ниже – 13 ГДж. Развитие энергоэффективных технологий в сочетании с максимальной утилизацией металлического лома позволит к середине XXI столетия получать металл, потребляя всего лишь 3,5 ГДж энергии на тонну продукции. Таким образом, уже сейчас, используя современные технологии, мы можем экономить при производстве металла около 60% энергии.

Тем не менее Министерство энергетики РФ считает, что предлагаемый Гринпис сценарий невозможен, так как «в разработке этого сценария не были учтены реальные показатели растущего спроса на электроэнергию, потребности промышленности». По прогнозам Минэнерго РФ, до 2020 года электропотребление будет ежегодно расти на 5,2%. В результате к 2020 году удельное потребление электроэнергии увеличится с нынешних 6600 до 14 000 кВт-ч на человека в год. Если учесть, что в Германии и Франции при таком же уровне удельного электропотребления (7000 кВт-ч на человека в год) уровень экономики гораздо выше, то заявленный Минэнерго РФ рост потребления электроэнергии говорит только об одном: Россия и дальше намерена развиваться по сырьевому сценарию. Это означает, что сырьевые энергоемкие отрасли будут по-прежнему доминировать в отечественной экономике, препятствуя развитию других отраслей, и на единицу производимой продукции будет расходоваться в несколько раз больше энергии, чем в других развитых странах. Такой сценарий приведет к дальнейшему отставанию российской экономики и снижению ее конкурентоспособности.

Экономический рост в нашей стране возможен и без значительного роста энергопотребления. Это доказывает пример динамично развивающейся Томской области. Предполагалось, что ежегодный 6-процентный рост валового регионального продукта (ВРП) области будет обеспечиваться 4–5% роста электропотребления. Однако в 2006 и 2007 годах темпы роста электропотребления составили лишь 1 и 0,1% (!) по отношению к предыдущему году соответственно. При этом рост ВРП составил 15,4% в 2006 году и 18,5% в 2007-м.

В целом по стране в 2007 году реальный рост электропотребления составил не 5,3%, как прогнозировал Минэнерго, а всего лишь 2,3%. Важно отметить, что такое падение темпов потребления энергии не было связано с финансовым кризисом и происходило при полном отсутствии внятной государственной политики в области энергосбережения: на сегодня ни один (!) орган федеральной исполнительной власти не наделен функциями по реализации государственной политики в области энергоэффективности. Это делает затруднительным контроль за выполнением Указа президента № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» от 4 июня 2008 года.

Показатели использования ВИЭ в России

К 2020 году в России мощность электростанций на основе ВИЭ по сценарию Гринпис должна возрасти до практически 40 ГВт, из них ветростанции – 20 ГВт, теплоэлектростанции (ТЭС) на основе биомассы – 13 ГВт, остальное – солнечные, геотермальные и малые гидроэлектростанции. Для сравнения: вся установленная электрическая мощность российской электроэнергетики составляет сегодня 200 ГВт. Предполагается также, что к 2020 году электростанции на основе ВИЭ будут производить 13% электроэнергии, или примерно 150 млрд. кВт-ч.

Доля установленной мощности только ветровых станций в электроэнергетике Китая может достичь к 2020 году 7%, или около 100 ГВт. Египет намерен к 2020 году довести мощность ветровых и солнечных станций до 7 ГВт, что составит около 14% от установленной мощности электроэнергетики страны.

Увы, планы российских властей существенно скромнее. Долю ВИЭ в электроэнергетике правительство Российской Федерации намерено повысить к 2020 году с нынешних 1,2 до 4,5%, или примерно с 8,5 млрд. до 64 млрд. кВт-ч. Установленная мощность ветровых станций при этом составит около 8 ГВт, или около 2–3% в балансе электроэнергетики.

При этом экономически доступный потенциал альтернативной энергетики в России намного выше. В нынешних экономических условиях ВИЭ могут производить не менее 25% первичной энергии. А значит, предложенные Гринпис цели (доля ВИЭ к 2020 году в производстве первичной энергии – 14% и в электроэнергетике – 13%) вполне достижимы.

Электрогенератор на Байкале. Фото Владимира Кантора (Гринпис России)

Необходимость и преимущества развития возобновляемой энергетики

Необходимость перехода на новые источники энергии подтверждается мнением экспертов Минэнерго РФ, разрабатывающих Энергетическую стратегию России до 2030 года. Они выделяют четыре новых источника энергии, энергоносителей и энерготехнологий, которые «изменят сложившиеся экономические, балансовые и экологические представления в энергетике». К ним относятся: атомная энергетика на основе плутония, возобновляемые источники энергии, термоядерная энергетика, метангидраты.

Технология получения энергии из метангидратов до сих пор не проработана с инженерной точки зрения. То же касается и термоядерной энергии. В 2007 году в исследовательском центре Кадараш на юге Франции началось строительство международного экспериментального термоядерного реактора. В проекте под названием ITER (ИТЭР) участвует несколько стран, в том числе Россия. Задача проекта – доказать возможность коммерческого использования энергии термоядерного синтеза для получения электроэнергии.

До сих пор решить эту задачу не удалось. Но даже если эксперимент увенчается успехом, мощность всех термоядерных установок к 2100 году, по оценке одного из руководителей проекта Евгения Велихова, вряд ли превысит 100 ГВт, что ничтожно мало для решения энергетической проблемы человечества. Для сравнения: современная установленная мощность электростанций мира составляет около 4000 ГВт.

Плутониевая энергетика в соответствии со Стратегией развития атомной энергетики в России в первой половине XXI века до 2030 года останется во многом экспериментальной. «Первенец» масштабной плутониевой энергетики – энергоблок БН-800 в Свердловской области – будет работать не на плутонии, а на обогащенном уране. Помимо опасностей, связанных с распространением ядерного оружия и загрязнением окружающей среды, проекты по развитию плутониевой энергетики связаны с рядом экономических и технологических проблем и скорее всего будут свернуты, как это уже произошло во Франции и Германии.

Кроме того, как в мире, так и в России доля современной атомной энергетики в общем энергетическом балансе колеблется в пределах 5–6%. Это означает, что переход на плутониевую энергетику не решит проблемы энергетической безопасности и не поможет сократить парниковые эмиссии.

Таким образом, из предлагаемых экспертами Минэнерго РФ четырех технологий только ВИЭ обладают всеми необходимыми свойствами для обеспечения энергетической безопасности и решения проблем изменения климата, а именно: технологической безопасностью; независимостью от ископаемого топлива; повсеместной доступностью; конкурентоспособностью по сравнению с традиционными источниками энергии (удельная себестоимость строительства ветростанций, к примеру, в два раза меньше себестоимости атомных энергоблоков).

Помимо решения проблем энергетической безопасности и изменения климата развитие технологий на основе ВИЭ имеет ряд других преимуществ:

– технологии ВИЭ создают гораздо больше рабочих мест на единицу производимой энергии, нежели, к примеру, атомная энергетика;

– если говорить о России, то страна могла бы выйти на новые мировые рынки сбыта (в частности, на рынок кремния для солнечной энергетики);

– технологии ВИЭ более безопасны с точки зрения профессиональных заболеваний, что важно в условиях демографического спада;

– развитие биоэнергетики на основе отходов сельского хозяйства во многом помогло бы решить проблему электроснабжения сельскохозяйственных регионов и обеспечить их моторным топливом и высококлассными удобрениями;

– развитие биоэнергетики в лесной отрасли могло бы способствовать решению как экономических (обеспечение дешевой энергией), так и социальных (ликвидация безработицы во многих лесных поселках) проблем;

– стоимость перехода на ВИЭ в электроэнергетике сравнима со стоимостью капитального строительства в традиционной энергетике. С учетом введения платежей за парниковые выбросы сценарий развития ВИЭ экономически более привлекателен: начиная с 2015 года себестоимость электроэнергии, полученной за счет ВИЭ, станет меньше себестоимости электроэнергии традиционной энергетики. К 2020 году электроэнергия для конечного потребителя в соответствии со сценарием Гринпис оказывается примерно на 10% дешевле, чем в сценарии МЭА.

Существует мнение, что энергосистемы на основе ВИЭ характеризуются непостоянством потока производимой энергии. Эта проблема технически решается за счет все более точных прогнозов погоды, которые позволяют избежать сбоев в сети и оценивать генерацию по сезонам и годовым циклам.

Известно, что отдельная турбина может испытывать колебания мощности до 60% в течение часа. Увеличение площади ветропарков позволяет существенно снизить колебания выработки электроэнергии. Так, для группы ветропарков, установленной мощностью в сотни мегаватт эти колебания уже не превышают 10–20%.

Рекомендации по реализации низкоуглеродных сценариев

Главное условие успешного перехода на альтернативную модель развития энергетики – смена государственной политики. На основе мирового опыта Гринпис разработал ряд универсальных рекомендаций по формированию такой политики для лиц, принимающих решения.

Первое – прекращение субсидирования традиционной энергетики. В России – прежде всего атомной и крупной гидроэнергетики. Ежегодно ГЭС и АЭС получают из федерального бюджета до 100 млрд. руб. в виде безвозмездной финансовой помощи. Атомная энергетика, помимо того что является объектом прямых дотаций, имеет ряд других рыночных преимуществ: освобождение от экономического бремени, связанного с налогом на имущество организаций, занимающихся хранением радиоактивных отходов; освобождение от управления и содержания мощностей по переработке отработавшего ядерного топлива, которые являются частью ядерно-топливного цикла; отсутствие платежей за сбросы и выбросы радиоактивных веществ.

В настоящее время разрабатывается закон об обращении с радиоактивными отходами, согласно которому финансирование мероприятий по выводу из эксплуатации уже остановленных атомных энергоблоков будет осуществляться из средств федерального бюджета.

Второе – учет внешних социальных и экологических издержек при производстве энергии и введение систем торговли парниковыми выбросами. Традиционно в стоимость электроэнергии не включаются экологические и социальные издержки: потеря трудоспособности населения, снижение жизненного уровня в результате загрязнения территорий предприятиями ТЭК, рост экономических потерь из-за участившихся вследствие изменения климата опасных природных явлений.

Учет климатических издержек уже ведется во многих странах через систему торговли разрешениями на парниковые выбросы.

Третье – внедрение жестких стандартов энергоэффективности. На сегодняшний день в России практически отсутствует система, гарантирующая отказ от использования самых неэффективных технологий. Возможно, ситуация изменится в связи с принятием нового федерального закона об энергоэффективности.

Четвертое – закрепление на законодательном уровне обязательств по развитию возобновляемой энергетики. С учетом масштабного внедрения энергосберегающих технологий Российская Федерация может повысить принятое на себя обязательство по развитию ВИЭ и к 2020 году увеличить их долю, например, в электроэнергетике с 4,5 до 13%.

Пятое – обеспечение гарантий четкой и стабильной доходности инвестиций в возобновляемую энергетику и энергосберегающие технологии. Сделать это можно, например, через механизмы финансовой поддержки возобновляемых источников энергии, возврат инвестиций при проведении мероприятий в области энергоэффективности за счет совершенствования налоговой системы.

В Российской Федерации разрабатывается схема надбавки к тарифу электроэнергии, полученной на основе ВИЭ. Но эта схема действует только для источников с установленной мощностью не более 25 МВт, в то время как мощность ветропарков может достигать сотен мегаватт. В области энергосбережения система экономического стимулирования фактически отсутствует.

Проблема изменения климата в России осознана не до конца. Большинство отечественных политиков консервативно и воспринимает альтернативный сценарий развития энергетики как угрозу экономическому росту и социальной стабильности. Такое недоверие к новым технологиям предсказуемо: порой необходимы десятилетия или даже столетия, чтобы та или иная прогрессивная идея прижилась. Проблема в том, что столетий на размышление у нас нет.

Бурное развитие цивилизации без оглядки на пределы роста и ресурсные возможности планеты поставило мир на грань глобальной катастрофы. Однако те же достижения дают человечеству шанс. Сегодня у нас есть все – технологии, трудовые ресурсы, финансовые возможности, чтобы перейти на новые безопасные источники энергии, решить проблему питьевой воды, сохранить биоразнообразие.