Пути решения проблем энергообеспеченности в России

В России доля ВТГР для этого сегмента рынка может составить к 2050 году 50 — 100 4-блочных энергокомплексов — производство 25 — 50 млн т водорода для России и внешнего рынка. Общее производство водорода в России для нужд транспорта, технологии и энергетики по программе развития атомной водородной энергетики, по прогнозам специалистов, увеличится с 1,74 млн т в 2020 году до 30 млн т в 2100 году. На базе комплексов с ВТГР с темпом 1 — 2 станции в пятилетку с выходом на парк из 6 АЭТС (четырехмодульных) к 2045 году и 20 станций к 2100 году выработка товарного водорода (8,7 млн т) на 6 АЭТС даст объем выручки 12 — 16 млрд долларов в год с рентабельностью 20 — 40 проц. при общих затратах на создание комплекса около 9.3 млрд долларов. Программа создания инновационных технологий позволит расширить рынок для атомной отрасли, обеспечить энергетическую безопасность страны, уменьшить выбросы в окружающую среду вредных веществ, обеспечить экономию природного газа и нефти для экспорта и как сырья для промышленности. Таким образом, водородная энергетика, энергетика будущего, с использованием разработок нижегородских ученых обретает вполне реальные перспективы.

2.2 Анализ мирового опыта

В свете существующей ситуации в мире вполне резонно рассмотреть вопрос обеспеченности энергоресурсами отдельных стран, в том числе, стран «восьмерки». Положение страны характеризуется коэффициентом энергообеспеченности, представляющим собой отношение собственного производства энергоресурсов к их потреблению. Если коэффициент меньше единицы — страна удовлетворяет свои потребности за счет экспорта. Если коэффициент больше единицы — страна экспортирует ресурс. На уровне 2000 года коэффициент обеспеченности стран «восьмерки» выглядит следующим образом: Канада — 1,5; Франция — 0,5; Германия — 0,4; Италия — 0,16; Япония — 0,2; Великобритания — 1,2; США — 0,74 и Россия — 1,6.А если рассмотреть этот вопрос в динамике, то станет ясно, насколько актуален вопрос обладания энергоресурсами. Данные о потреблении различных источников энергии в мире подтверждают, что доля истощаемого топлива в мировом энергопотреблении составляет 80−81% от общего энергопотребления, атомной энергии — около 6% и возобновляемых источников энергии (ВИЭ) 12−14%, а за вычетом доли крупных ГЭС — около 11%. Итак, при всей важности атомной энергетики, её доля почти в два раза меньше доли возобновляемой энергетики. Однако в производстве электроэнергии доля ВИЭ существенно меньше. Без гидростанций в целом по миру она составляет порядка 1,6%. А в большинстве стран «восьмерки» доля ВИЭ в производстве электроэнергии составляет более 2%. Безусловным лидером выступает Дания, в которой доля ВИЭ в производстве электроэнергии равна 12,3%.Еще несколько общих вопросов.

Главный из них — довольно широко распространено заблуждение о чрезвычайной дороговизне оборудования ВИЭ. Истина состоит в том, что утверждение о высокой стоимости установок ВИЭ и энергии от них по сравнению с установками традиционного типа во многом не соответствует действительности. В какой-то мере это было справедливо для начала девяностых годов. В настоящее время произошло выравнивание указанных стоимостей в результате того, что с ужесточением требований по экологии удельная стоимость традиционных электрических станций (особенно на угле и АЭС) непрерывно возрастает, в то время как удельная стоимость оборудования ВИЭ непрерывно снижается. Экологическая чистота установок возобновляемой энергетики может быть проиллюстрирована следующим примером. Одна установка (ветростанция, фотобатарея, малая ГЭС) мощностью 500 кВт в год вырабатывает не менее 1 млн.

к Вт. ч электроэнергии и, тем самым, предотвращает по сравнению с угольной станцией: эмиссию СО2 — 750−1250 тонн, двуокиси серы — 5−8 тонн, окислов азота NOх — 3−6 тонн. В результате анализа существующего состояния использования ВИЭ в странах мира, планов развития использования ВИЭ, прогнозов ассоциаций и отдельных специалистов автором было показано, что по состоянию на конец 2000 года общая установленная мощность ВИЭ в мире составила по электроэнергии — 123 ГВт, по тепловой энергии — 230 ГВт (тепл.). А к 2010 году установленная мощность составит соответственно 380−390 ГВт (эл.) и 400−420 ГВт (тепл.), т. е. установленная электрическая мощность возрастет примерно в три раза, а тепловая — в два раза. Ситуация в России. Данные по производству электроэнергии за счет ВИЭ показывают, что их доля составляет порядка 0,5%, включая малые ГЭС. Доля производства тепловой энергии за счет ВИЭ составляет порядка 4% от общего отпуска. В плане подготовки материалов энергетической стратегии России автором был предложен прогноз, в котором предполагается к 2010 году удвоить производство электроэнергии и тепловой энергии за счет ВИЭ и соответственно увеличить долю ВИЭ в потреблении первичных ресурсов с 1,1% до 1,9%. Цифры более чем скромные на фоне планируемых 12% в странах Европейского Союза, но автор слишком хорошо знает положение дел в регионах, чтобы планировать более оптимистические данные. Приведенный прогноз — это минимум, что нужно сделать при всех обстоятельствах.

Или, говоря по-другому, жизнь все равно заставит серьезно заняться возобновляемой энергетикой. Более отрадная картина наблюдается после анализа данных о работе малых ГЭС, геотермальных электростанций и малых тепловых электростанций, использующих биомассу. Судя по приведенным характеристикам, показатели работы этих электростанций находятся на достаточно хорошем уровне. По ветроэнергетике мы пока отстаем весьма серьезно. В то время как за рубежом эта отрасль развивается ошеломляющими темпами. По данным Американской (AWEA) и Европейской (EWEA) ветроэнергетических ассоциаций, а это наиболее достоверные данные, на конец 2001 года общая установленная мощность в мире составила 24,390 ГВт. В 2002 году введено новых мощностей 6,868 ГВт и общая мощность ВЭСна конец 2002 года составила 31,128 ГВт. Эту цифру полезно сопоставить с прогнозом этих ассоциаций, составленным ими в 1997 году.

По этому прогнозу к 2006 году общая установленная мощность ВЭУ должна составить 35,897 ГВт. Таким образом, судя по темпам развития ветроэнергетики, уровень 2006 года будет достигнут в 2003 году, т. е. на три года раньше. Нам бы так ошибаться в прогнозах.

Обращают на себя внимание фантастические годовые объемы ввода мощности ВЭС в Германии — 3,247 ГВт и Испании — 1,493 ГВт. Таким образом, пятерка стран-лидеров ветроэнергетики на уровне 2002 года выглядит следующим образом: Германия (12,001 ГВт), Испания (4,83 ГВт), США (4,685 ГВт), Дания (2,880 ГВт), Индия (1,702 ГВт).Заключение

Основой методического подхода к анализу потенциала экономии энергии и к разработке комплексных долгосрочных программ энергосбережения и повышения энергоэффективности является использование модели единого топливно-энергетического баланса. В ЕТЭБ в явном виде отражены параметры использования энергии при производстве наиболее энергоемких продуктов и услуг и преобразовании энергоносителей, что позволяет в явном виде учитывать эффекты изменения технологической политики. Для целей разработки комплексной долгосрочной программы энергосбережения и повышения энергоэффективности на федеральном и региональном уровнях необходимо формирование ЕТЭБ с детальным представлением потребления энергии на производство отдельных видов продуктов, работ, услуг, процессов и энергетических услуг с разбивкой по отдельным видам энергоносителей. Российская статистика не дает оценок ЕТЭБ, но позволяет с определенной точностью формировать достаточно детализированные

ЕТЭБ. Предложенный подход к их построению на основе систематизации и обработки официальной статистической информации позволяет учитывать в анализе эволюцию продуктовой и технологической основы производства, а это позволяет проводить как анализ ретроспективной динамики удельных технологических коэффициентов по каждому сектору, так и анализ эффектов от перспективной технологической модернизации российской экономики. Для целей технико-экономического развития, роста ВВП и уровня жизни приоритетной задачей должно стать не только снижение энергоёмкости, но и повышение энергообеспеченности — минимум в 2−2,5 раза относительно нынешнего уровня, и решение обеих этих задач надо рассматривать в одной связке. Рост энерговооружённости хозяйства страны до достаточного уровня невозможен только за счёт ископаемых углеводородов и технико-технологических мероприятий по экономии энергии, тем более, что снижение энергоёмкости ВВП на 40% в сочетании с ростом экономики и благосостояния россиян до уровня западных стран представляется трудно разрешимой задачей, особенно — исходя из природных условий России. Таким образом, в качестве одного из главных резервов для решения задач экономического развития страны следует рассматривать ВИЭ, потенциал которых остаётся недооценённым. Это гидроэнергия, биотопливо, ветряная, солнечная, геотермальная энергия. Первые два вида энергии следует рассматривать в качестве наиболее перспективных в среднесрочном плане для большей части территории России. Развитие использования источников энергии приняло ускоренный характер, особенно быстрыми темпами (25−30% рост установленной мощности к предыдущему году) развиваются фотоэлектричество и ветроэнергетика. Ветроэнергетика в ряде случаев превратилась самостоятельную отрасль электроэнергетики (Германия, Дания, Испания, Индия и отчасти США).Развитие возобновляемой энергетики в мире вызвано следующими основными преимуществами ВИЭ: а) неистощаемостью возобновляемых источников энергии, в отличии от истощаемости органического топлива;

б) экологической чистотой возобновляемых источников энергии, при применении соответствующих технологий:

в геотермальной энергетике — это обратная закачка отработанной пароводяной смеси;

в малой гидроэнергетике — создание гидротехнических сооружений, которые не препятствуют рыбоходу и не приводят к значительному затоплению плодородных земель;

в фотоэнергетике — применение бесхлорных технологий получения кремния «солнечного качества» ;в ветроэнергетике — учёт путей миграции птиц при выборе площадок для ВЭС и расположение ветроустановок на необходимом (200−300 м) расстоянии от жилья;

в) неоспоримое преимущество ВИЭ — отсутствие эмиссии парниковых газов и даже электростанции и котельные на биомассе или получаемом из неё газе или жидком топливе не увеличивают количество углекислого газа, поскольку при сжигании его выделяется столько, сколько было поглощено растениями и деревьями. Существенным недостатком только двух видов ВИЭ — энергии ветра и энергии солнца является их стохастический характер и, отсюда, необходимость аккумулирования. Аккумулирование солнечной энергии в виде тепла уже имеет простые технические решения, опробованные на практике и доказавшие свою экономичность. Аккумулирование электрической энергии в небольших количествах успешно решается аккумуляторами различных типов. Для больших ветрои фотоэлектрических станций таким аккумулятором является электрическая сеть. Однако замещения мощности не происходит, но и дополнительного дублирования мощности в энергосистеме не требуется, поскольку в энергосистемах всегда есть резервная мощность порядка 10% от максимальной нагрузки. Электростанции на базе остальных видов ВИЭ (гидро, биомасса, геотермальная энергия) лишены указанных недостатков. Утверждение о высокой удельной стоимости установок ВИЭ и высокой стоимости энергии от них по сравнению с энергоустановками традиционного типа во многом не соответствует действительности. В какой-то степени это было справедливо для середины девяностых годов.

В настоящее время произошло выравнивание указанных выше стоимостей в результате того, что с ужесточением требований по экологии удельная стоимость традиционных электрических станций, особенно угольных, непрерывно возрастает, а удельная стоимость оборудования возобновляемой энергетики столь же непрерывно снижается. Развитием возобновляемой энергетики на государственном уровне занимаются различные страны: богатые и бедные, большие и малые, промышленно развитые и развивающиеся, обеспеченные собственными энергоресурсами и необеспеченные, индустриальные и аграрные, северные и южные. В свете сказанного напрашивается вывод, что, наряду со всеми прочими стимулами, решающим является стремление всех без исключения стран к обеспечению энергетической безопасности. Все виды традиционных энергетических установок являются весьма уязвимыми с военной точки зрения. А установки возобновляемой энергетики по живучести превосходят все остальные. На основе статистических данных международных энергетических организаций, ассоциаций и организаций по отдельным видам возобновляемых источников энергии, зарубежных авторов стран Европы, США, Индии, Китая и др. автором определено, что в первом приближении общая установленная мощность электроэнергетических установок (включая малые ГЭС) в 2000 году составила порядка 120 ГВт, а тепловых установок порядка 230 ГВт (тепл.), и составлен прогноз увеличения установленной мощности к 2010 году: 380−390 ГВт электрической и 400−420 ГВт тепловой мощности. Развитие возобновляемой энергетики имеет особую важность с точки зрения обеспечения безопасности страны, равно как и для энергоснабжения районов Крайнего Севера, и приравненных к ним территорий, а также других районов, не связанных с сетями общего пользования. Значительную роль возобновляемые источники энергии могут сыграть в повышении надежности энергообеспечения субъектов Российской Федерации, энергоснабжение которых осуществляется от дефицитных энергосистем.

Таким образом, важность развития использования ВИЭ в России определяется той значительной ролью, которую могут сыграть возобновляемые источники энергии в решении российских проблем: безопасность, экология, продовольствие, энергоснабжение сельского населения, прежде всего Северных районов. Мировой опыт развития возобновляемой энергетики, опыт работы в этой отрасли участников совещания свидетельствуют о настоятельной необходимости поддержки возобновляемой энергетики со стороны государственных органов: Правительства Российской Федерации и региональных органов власти. Основным препятствием развития использования ВИЭ является низкий платежеспособный спрос населения и предприятий при огромном потенциальном спросе. Литература

Вейтц В.И., А. Е. Пробст и Е. А. Русаковский. Проблема единого энергетического баланса народного хозяйства в третьей пятилетке. // Плановое хозяйство.

1937, № 9−10. С. 34. Башмаков И. А., Бесчинский А. А., Вольфберг Д. Б. Сопоставительный анализ развития энергетики СССР и США. Энергетика и транспорт. № 4. 1988.

cc.28−37;Башмаков И. А,. Бесчинский А. А. Сопоставительный анализ показателей развития энергетики и энергетической эффективности СССР, США и Западной Европы в 1970;2000 гг. ИНЭИ. Москва. 1990.

т. 1. 225 с. Башмаков И. А., Н. Богославская, Т. Инаури, Т. Клокова, Е.

Шитиков. Сопоставление структуры единых энергетических балансов СССР и США и Западной Европы. Теплоэнергетика. № 9. 1989. cc.7−76; Башмаков И. А. Топливно-энергетический баланс как инструмент анализа, прогноза и индикативного планирования развития энергетики. «Энергетическая политика», вып.

2, 2007. с. 16−25.Л. А. Мелентьев. Очерки истории отечественной энергетики. М., Наука, 1987.

С. 106−107.Energy technology perspectives 2010. S cenarios and strategies to 2050. IEA/OECD. P aris. 2010; Energy technology transitions for industry.

S trategies for the next industrial revolution. IEA/OECD. P aris. 2009; World Energy Outlook. 2011. IEA/OECD. P

aris. 2011; Transport, energy and CO2. M oving toward sustainability. OECD/IEA. 2009; Promoting energy efficiency investments. C ase studies for residential sector.

OECD/IEA. 2008; Tracking industrial energy efficiency and CO2 emissions. OECD/IEA. 2007; базаданныхODYSSEE.

http://www.gks.ru/form/Page20.html. Бобылев С. Н., Аверченков А. А., Соловьева С. В., Кирюшин П. А. Энергоэффективность и устойчивое развитие. — М.: Институт устойчивого развития/Центр экологической политики России, 2010. — 148 с. Дегтярёв К. С. Мировая энергетика — факты против мифов ;

http://www.rgo.ru/2010/11/mirovaya-energetika-%e2%80%93-fakty-protiv-mifovСидоренко Г. И. и др. Экономика установок нетрадиционных возобновляемых источников энергии — Санкт-Петербург, Издательство Политехнического университета, 2009 — 248 с. Указ РФ «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» (№ 889 от 04.

06.2008) — Российская газета, 7 июня 2008 г.