Энергопотребление и биосфера

За всю историю существования человечество израсходовало около 900— 950 тыс. ТВт? ч<^[1][2]> энергии всех видов. Исторически развитие (увеличение) потребления энергии на планете шло неравномерно. Резкое возрастание потребления энергии началось в XX в., причем 2/3 израсходованной человеком энергии приходится на вторую половину века. Важная особенность современного потребления энергии — его неравномерность для жителей разных стран. В доисторическую эпоху каждый человек, использовавший лишь свою мускульную силу, тратил приблизительно одинаковое количество энергии. В наше время неравномерность удельного потребления энергии огромна и для различных стран она достигает соотношения 1: 40, при этом неравномерность потребления электроэнергии еще больше. В Скандинавии на одного жителя приходится более 14 000 кВт • ч электроэнергии в год, а в Индии — около 100 кВт • ч<^[3]>.

На современном этапе развития возрастает значение обеспеченности энергией как условия повышения качества жизни населения. Еще в 1975 г., выступая на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, с докладом «Энергия и физика», академик II. Л. Капица привел зависимость между душевыми показателями энергопотребления и экономическим развитием и сделал следующий вывод: «Если люди будут лишаться энергетических ресурсов, их материальное благосостояние будет падать»^[4].

Увеличение расходования энергии происходит с развитием цивилизации. Технический прогресс и развитие общества с доисторических времен были связаны с количеством и качеством используемых энергоресурсов. Освоение природных энергетических ресурсов стимулировало создание машин, позволивших переложить на них значительную часть физического, а в наше время и умственного труда. Совершенствование машин все больше и больше освобождало человека для творческой работы, занятий науками, искусством, литературой — всего того, что принято называть культурой. Достигнутый уровень техники позволил использовать качественно новые виды энергии, в первую очередь электрической. Основными отличительными особенностями электроэнергии являются возможность легкой передачи на большие расстояния и относительная простота преобразования ее в другие виды энергии при малых потерях. Без электроэнергии жизнь современного общества невозможна. Без электроэнергии жизнь в крупных городах будет парализована: остановится транспорт, перестанут работать лифты, установки кондиционирования воздуха, погаснет свет, отключатся все виды связи¹.

На рис. 6.1 показана зависимость потребления первичных источников энергии от уровня развития страны для 20 крупнейших стран — потребителей энергоресурсов. Выше линии регрессии на графике оказались страны с более эффективным потреблением энергоресурсов. Тренды построены для 20 стран — крупнейших потребителей энергоресурсов в 2005 г. по точкам на 1980, 1985, 1990, 1995, 2000 и 2005 гг. В 2005 г. на долю этих 20 стран приходилось 79% мирового потребления первичных источников энергии. Для России расчет был произведен с 1992—2005 гг. и для КНДР до 2020 г. (показано пунктиром). Уравнение регрессии было рассчитано для 122 стран с населением, превышающим 3 млн человек. Расчет произведен в долларах 2005 г.^[5][6]

Аналогичные расчеты были проведены еще в 1970;х гг., когда, рассматривая возможные сценарии развития мира в конце XX и в XXI в., группа членов Римского клуба под руководством Д. Медоуза на материалах 1968 г. для 77 стран показала, что существует линейная корреляционная зависимость ВВП от потребления энергии на душу населения. Получается, что уровень потребления энергетических ресурсов имеет прямую корреляцию с уровнем жизни населения. И с экономическим развитием потребление энергоресурсов возрастает не только в абсолютных, но и в удельных душевых показателях.

На графике видно, что Россия на сегодняшний момент находится в незавидном положении. При таком уровне энергопотребления ВВП России должен быть выше как минимум в 3 раза. Продлив построенный тренд, видим, что Россия остается одной из самых энергоемких экономик мира, оставаясь в секторе с эффективностью потребления энергоресурсов много ниже среднемирового.

Масштабы выработки и потребления энергии человечеством столь велики, что соизмеримы с природными явлениями (табл. 6.2). Мировые запасы ископаемого топлива оцениваются в 12,5 трлн т.у.т.^[7], а запасы, которые могут быть извлечены из недр Земли экономически оправданными методами, составляют около 4 трлн т.у.т. При этом 80% запасов составляет уголь и по 10% — нефть и природный газ. Считается, что этого количества, а также запасов торфа, сланцев, урана и тория в расчете на уровень потребления в 2000 г. хватит человечеству ориентировочно на 300 лет.

Рис. 6.1. Зависимость потребления первичных источников энергии от социально-экономического развития страны, 1980—2005 гг. (для России 1992—2020 гг.)¹

На территории нашей страны находится более 50% мировых запасов угля, более 30% газа, 60% торфа и более 40% горючих сланцев. Извлекаемые запасы топлива оцениваются примерно в 2 трлн т.у.т., 80% которых составляет уголь и 5% — природный газ^[8][5].

Поскольку, с одной стороны, энергетика — основа развития современных отраслей народного хозяйства, а с другой — в наши дни не найдено ни одного источника энергии, использование которого не влияло бы существенно (прямо или косвенно) на биосферу, человечество активно ищет выход из этого тупикового состояния.

Сравнительная мощность техногенной энергии и природных явлений¹

В зарубежных странах еще в середине 1960;х гг. появились аналитические и прогностические работы, в которых очень основательно подвергались сомнению возможность и целесообразность продолжения безудержного расширения ресурсопользования. Опасения вызывала зависимость даже не от импорта сырья, а от ставшего чрезмерно значимым природного фактора. Футурологи и специалисты по экономической динамике установили, что сохранение сложившихся тенденций ресурсопотребления угрожает человечеству двумя кризисами: сырьевым и экологическим. Первые пророчества о том, что могут исчерпаться запасы угля и железной руды, появились давным-давно. Пророчества не сбывались, и, пожалуй, постепенно определилось индифферентное отношение к ним. Но на рубеже 1960—1970;х гг. положение существенно изменилось: к прогнозам такого рода стали присматриваться с настороженным вниманием. Первый доклад Римскому клубу «Пределы роста» (1972), подготовленный коллективом под руководством Донеллы и Дениза Медоузов, имел сенсационный успех. Чем же эта работа отличается от предшествующих, что определило всеобщий интерес к ней? Во-первых, несомненно более высоким научным уровнем: в исследовании были ясно оговорены важнейшие предпосылки, сами они отличались гораздо большей реалистичностью и правдоподобием, чем когда-либо раньше, а основу методологии составляло математическое моделирование. Во-вторых, в «Пределах роста» синтезированы экологический и ресурсный аспекты, а проблематика охраны окружающей среды в те годы уже перестала быть только теоретической, угнетение ряда природных систем, вредное воздействие загрязнения среды на человека стали не просто ожидаемыми, не только регистрируемыми, но и ощущаемыми. В-третьих, если предшествующие исследования были движимы лишь научным интересом, то «Пределы роста» в части выводов вполне соответствовали настроениям весьма влиятельных политиков и бизнесменов, поэтому второй доклад Римскому клубу получил мощную поддержку — и при его подготовке, и в пропаганде результатов. Сами сложившиеся тенденции ресурсопотребления были способны вызвать тревогу даже без особенно углубленного анализа. Так, в период 1934—1974 гг. валовое энергопотребление в капиталистическом мире росло с темпом 4% в год. Ни один другой макроэкономический показатель не демонстрировал подобной^[10]

стабильности, да еще при столь высоком уровне. Между тем ограниченность углеводородных энергетических ресурсов — нефти, природного газа и угля — никаких сомнений не оставляет, а другие источники энергии в то время сильно уступали органическим по экономической эффективности^[11].

XX в. был веком нефти. На протяжении трех четвертей столетия господствовала положительная (т.е. усилительная) обратная связь между, с одной стороны, затратами на разведку, добычу, транспортировку и переработку нефти, а с другой — возможностями наращивания этих затрат. А именно, каждая израсходованная калория энергии в конечном счете способствовала снижению затрат на производство следующих калорий. Прогностические исследования конца 1960;х — начала 1970;х гг. привели к выводу, что научно-техническое развитие в течение нескольких предстоящих десятилетий не обеспечит возможности продолжать экономический рост привычными темпами: истощение наиболее эффективных месторождений нефти, а затем и природного газа не будет компенсировано.

Ситуация, согласно этим прогнозам, могла бы измениться только при промышленном освоении термоядерной энергии, но, по оценкам тех лет, этого нельзя было ожидать по крайней мере до 2010 г. Отсюда следовал однозначный вывод: эпоха энергорасточительства кончилась. Что же дальше? Можно избрать пассивную стратегию, ждать, когда будут освоены принципиально новые способы энергообеспечения хозяйства, более или менее удачно адаптируясь к энергетической недостаточности.

Нельзя сказать, что в начале 1970;х гг. хозяйство развитых стран могло быстро и безболезненно отказаться от прежней стратегии ресурсорасточительства и перестроиться на политику ресурсосбережения. Никакая серьезная перестройка нс может пройти совсем безболезненно. Однако предпосылки для такой перестройки имелись. Во-первых, фактически к этому времени сформировалась научно-техническая база энергосбережения. Были разработаны, опробованы, причем в промышленных вариантах, энергоэкономные технологии во многих отраслях производства. Еще больше научно-технических идей ждали промышленной проверки. Стало ясно, что невиданные возможности технического прогресса открывает информатика, внедрение компьютерных систем управления технологическими процессами. Вопрос состоял в том, имелись ли возможности и стимулы для мобилизации этого огромного потенциала. Во-вторых, в хозяйствах с рыночным механизмом почти не возникает таких ситуаций, когда какая-либо отрасль работает без резервов. Огромное значение резервов для нормального функционирования и развития хозяйства не только подтверждается рынком, но, если требуется, подкрепляется и законодательно либо на уровне мер государственного регулирования экономики. Например, в развитых странах установлены нормативы резервов мощности электростанций на уровне 30—40% (конкретное значение зависит от климата, типа расселения, структуры промышленного производства и пр.). Эти нормативы строго выполняются. Для сравнения: в нашей стране соответствующий норматив установлен на уровне 13% мощности, однако фактически резервы мощности электростанций в среднем составляют не более 3%. Были достаточные.

резервы и в машиностроении развитых стран — в той отрасли, которая прежде всего и должна обеспечить необходимый технологический сдвиг. Так что с этой стороны возможности мобилизации упомянутого потенциала имелись. В-третьих, в рыночной системе все экономические субъекты — организации и индивиды, производители и потребители — весьма чувствительны к очень широкому спектру финансовых, денежных, ценовых и тому подобных параметров¹.

Проблема состоит в том, чтобы повлиять на рыночную конъюнктуру, изменить ее в желательном направлении. Иначе с какой стати промышленные и транспортные фирмы, население, фермеры будут экономить энергию, если рыночные стимулы не побуждают к этому? Ведь экономить что-то одно в нормальном, рациональном, эффективном хозяйстве можно только за счет чего-то другого; в частности, энергию — за счет более высоких затрат труда, материалов, благодаря использованию энергосберегающего оборудования, а оно, естественно, стоит дороже. Таким образом, в рыночной экономике хозяйственные субъекты вполне управляемы и недостатка в рычагах управления нет, надо только найти способ воспользоваться этими рычагами Итак, с одной стороны, становилось все более ясным, что необходимо уменьшить ставшую чрезмерной зависимость хозяйства от природного фактора и тем самым обеспечить экономике адаптивность, способствовать развитию прогрессивных производств, содействовать сохранению и защите окружающей среды, сократить число рабочих мест с неблагоприятными условиями труда и увеличить спрос на квалифицированный труд. С другой стороны, несмотря на наличие важных предпосылок такой перестройки, оставался вопрос о том, каким образом ее инициировать. Казалось бы, проще всего было поднять цены на энергоресурсы, за ними быстро последовали бы цены на все энергоемкие продукты, прежде всего минеральное сырье. Ничего сверхъестественного в такой мере для рыночной экономики нет, ибо там регулярно используется жесткий централизованный контроль за ценами на отдельные виды товаров и услуг^[12][13].

Приведем один из многих примеров вмешательства государства в процесс ценообразования. Более двадцати послевоенных лет в США цены на электроэнергию искусственно поддерживались сильно заниженными — так стимулировался рост энерговооруженности труда, процесс, с которым в те годы связывали главное направление научно-технического прогресса. При этом в США не было и нет государственных производственных предприятий, в том числе и электроэнергетических. Понадобилась целая система мер, которые обеспечивали бы заинтересованность частных электростанций производить электроэнергию при таких ценах и тарифах. Эта система получила название особых отношений федерального правительства и электроэнергетических компаний. Однако повышение цен на энергоресурсы было бы крайне непопулярной мерой. Можно иметь особые отношения с какой-либо одной отраслью промышленности, но нельзя иметь особых отношений со всем бизнесом и всем населением. Проблему удалось решить благодаря нефтяному кризису 1973—1974 гг. По поводу этого кризиса, т. е. повышения цен на нефть и введения ограничений на ее экспорт нефтедобывающими странами, в западной печати раздавалось столько проклятий, адресованных ОПЕК, что очень многие, в том числе и наши журналисты, поверили, что эта мера больно ударила по экономике США и их партнеров. Кризис объясняли возросшей политической и экономической ролью развивающихся стран, их стремлением добиться более справедливого мирового экономического порядка, борьбой против неоколониализма. Конечно, все это важные факторы и обстоятельства, но страны — члены ОПЕК никогда не дотянулись бы до пусковой кнопки нефтяного кризиса, если бы не то снисходительное равнодушие, которое на деле отличало поведение руководящих кругов США во время событий 1973—1974 гг.

Как было показано, стратегически США, а на самом деле и остальные развитые страны были заинтересованы в таком развитии событий, хотя вполне возможно, не все достаточно ясно осознавали свои подлинные стратегические интересы, как это нередко бывает. Однако у США имелись и тактические причины благосклонно относиться к намерениям стран — членов ОПЕК поднять цены. Дело в том, что кроме США среди развитых капиталистических стран ни одна не имела собственной нефти (в Англии и Норвегии морская добыча началась уже после кризиса, фактически как одна из ответных мер, в целесообразности которой со временем стало возникать все больше сомнений), все использовали только импорт, а США на 60% обеспечивали себя сами. Более высокий научно-технический уровень и промышленный потенциал также давали США все основания надеяться на то, что они быстрее справятся с трудностями, чем их европейские и японские конкуренты. Результаты повышения цен на нефть сказались довольно быстро и превзошли все ожидания. В большинстве развитых стран были разработаны государственные энергетические программы, образованы специальные энергетические ведомства (министерства, департаменты и пр.), ответственные за реализацию этих программ и за всю энергетическую политику. Внимание было сосредоточено на проблемах потребления энергии. В большинстве стран Запада энергия примерно поровну распределяется между промышленностью, транспортом и жилищно-коммунальным сектором (с некоторым превосходством у промышленности). Во всех трех сферах разрабатывались и осуществлялись комплексы разнообразных мер по экономии энергии. В промышленности активно внедрялись новые технологии. Чтобы стимулировать этот процесс, использовались механизмы льготного кредитования и финансирования, для этих же целей приспосабливалась практика формирования и использования амортизационных фондов. В строительстве были введены новые нормативы, обеспечившие (вместе с применением новых технологий и материалов) снижение расхода энергии на отопление и кондиционирование. Новые конструкции двигателей, передаточных механизмов и пр. позволили сократить затраты топлива на километр пути на всех видах транспорта. Подобные меры подталкивали потребителей энергии к ее экономии, облегчали им проведение необходимых действий^[14].

Конечно, без жертв не обошлось: случались и банкротства, замедлился экономический рост, в некоторых отраслях наметился спад производства.

(обычно — желательный с точки зрения структурной перестройки), усилилась инфляция, увеличилось число безработных. Но это неизбежные издержки всякого серьезного структурного сдвига. В итоге реализации программ энергои ресурсосбережения, а иной раз и просто иод воздействием переориентированных стимулов рынка в развитых капиталистических странах валовое потребление энергоресурсов и большинства других видов природного сырья сначала стабилизировалось, а затем стало сокращаться. Экономический рост между тем продолжался — за счет развития технологоемких, наукоемких производств, информатики, сферы услуг¹.

• [1] См.: Николайкин II. И., Николайкина II. Е., Мелехова О. П. Экология.
• [2] — ТВт — тераватт, где тера — приставка, соответствующая множителю 1012.
• [3] См.: Николайкин Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. Указ. соч.
• [4] Цит. по: Голубев Г. II. Геоэкология.
• [5] См.: Николайкин Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. Экология.
• [6] См.: Порохова II. В. Социально-экономическое развитие 2020: инновационная утопия? // Нефтегазовая вертикаль. 2008. № 5. С. 11 — 13.
• [7] Т.у.т. — тонна условного топлива. За условное принимают такое топливо, которое имееттеплоту сгорания 29,3 МДж (7000 ккал) на 1 кг твердого или 1 м³ газообразного вещества. При технико-экономических расчетах использование понятия «условное топливо» позволяет сравнивать органическое топливо (и даже электроэнергию) разной тепловой ценности.
• [8] Приводится но: Порохова Н. В. Социально-экономическое развитие 2020: инновационная утопия?
• [9] См.: Николайкин Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. Экология.
• [10] Приводится по: Николаикин //. И., Николайкипа //. Е., Мелехова О. П. Экология.
• [11] 2 См.: Данилов-Данилъян В. И. Бегство к рынку: десять лет спустя. М.: Изд-во МНЭПУ, 2001.
• [12] См.: Данилов-Данильян В. И. Бегство к рынку: десять лет спустя.
• [13] См.: Там же.
• [14] См.: Данилов-Данильян В. И. Бегство к рынку: десять лет спустя.