Владимир Сидорович.

Мировая энергетическая революция. Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир



скачать книгу бесплатно

Редактор В. Ионов

Руководитель проекта А. Деркач

Корректор М. Смирнова

Компьютерная верстка К. Свищёв

Дизайн обложки Ю. Буга

В оформлении обложки использовано изображение из фотобанка shutterstock.com


© Владимир Сидорович, 2015

© ООО «Альпина Паблишер», 2015


Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).

* * *

Предисловие

Будущее наступает внезапно, особенно если вы не следите за новостями. И энергетическая революция, призрак которой уже давненько бродит по миру, в этом смысле не исключение. Пока одни изо всех сил готовятся к приходу новой эпохи (и приближают ее), другие с сизифовым упорством зарываются все глубже в землю для добычи сгораемых энергоресурсов. Шутка ли: последние два века, прошедшие с момента изобретения двигателя внутреннего сгорания и начала промышленной революции, прошли под знаком равенства между прогрессом и ростом благосостояния, с одной стороны, и сжиганием нефти, угля и газа – с другой. Символом экономического роста стал смог над Пекином, символом личного успеха – мощные автомобили.

Но в один прекрасный день много лет назад хитроумные датчане ни с того ни с сего начали пересаживаться на велосипеды и застраивать прибрежные регионы «садами» из ветряных электростанций. В результате сегодня маленькая, но гордая Дания получает почти 40 % своей энергии от ветряков. А две трети депутатов датского парламента приезжают на заседания на велосипедах. А Норвегия, один из главных поставщиков природного газа на европейский рынок, практически целиком обеспечивает себя энергией, вырабатываемой на ГЭС. Что это? Скандинавский идеализм? Забота о природе и будущих поколениях? Экологическое мышление? Думаю, дело не только в этом.

В 1992 г. один из лозунгов команды Билла Клинтона, претендовавшего тогда на пост президента США, звучал как: «It’s the economy, stupid», что в вольном переводе с английского значит: «Все дело в экономике, дураки». Харизматик из Арканзаса зрел в корень проблем: в основе человеческих поступков лежат не только абстрактные идеалы, какими бы замечательными они нам ни казались, но и вполне конкретные интересы, которые можно выразить в долларах, рублях и юанях. Так вот, судя по всему, ведущие инвесторы и промышленные державы мира всерьез рассматривают возобновляемую энергетику в качестве индустрии будущего.

Во всяком случае объемы вложений в строительство солнечных и ветряных электростанций растут год от года.

В своей книге Владимир Сидорович наглядно показывает, как самые разные страны мира под угрозой надвигающейся на человечество климатической катастрофы в сочетании с прагматическим подходом к будущему энергетики дружно инвестируют в технологии, не связанные со сжиганием ископаемых видов топлива. Он предлагает увлекательное кругосветное путешествие по странам, правительства и граждане которых не просто заглянули в будущее, но и активно начали к нему готовиться. Причем двигает ими не только идеализм, но и простое человеческое желание сэкономить.

Впрочем, в некоторых местах будущее уже настало. В Баварии, например, уже есть деревни, которые не только перешли на полное самообеспечение электричеством, но и зарабатывают миллионы евро в год (!) на продаже излишков энергии в национальную электросеть. Правительство все той же Дании поставило амбициозную цель – к 2050 г. полностью освободить страну от сгораемых источников энергии, а на четверть века раньше, уже к 2025 г., Копенгаген собирается первым из мировых столиц перейти на «нулевой углеродный след», т. е. свести к нулю городские выбросы углекислого газа. Фантастика? Нет, суровая европейская реальность.

Посмотрим на Китай, главную мировую кузницу и по совместительству ведущего планетного «загрязнителя». Прагматичные китайцы ежегодно строят десятки гигаватт солнечных и ветряных электростанций, спасая свою окружающую среду и при этом создавая тысячи новых производств и миллионы рабочих мест.

Наивно было бы полагать, что на фоне этого всемирного «возобновляемого помешательства» нефтедобывающие страны забросят свои скважины и месторождения и ринутся инвестировать в ветряки и солнечные батареи. Да и глупо было бы на их месте не использовать имеющиеся ресурсы, на которые по-прежнему есть вполне устойчивый спрос на мировом рынке. В конце концов, люди хотят улучшения своей жизни уже сейчас, а не к какому-то абстрактному 2050 г.

Но и заглянуть в будущее мировой энергетики никому не помешает. Тем более что оно наступает быстрее, чем мы думаем.

Владимир Есипов,
главный редактор журнала GEO

Вступление

Минувшее столетие человеческой истории прошло под знаком углеводородов – ископаемого сырья. Электрический свет, автомобильный транспорт, теплый дом, авиация и многие другие воспринимаемые нами как естественные и обычные жизненные блага появились благодаря тому, что человек научился извлекать энергию из природных ресурсов с высоким энергетическим содержанием (угля, нефти, природного газа). С ее помощью люди преобразовали Землю до неузнаваемости и создали для определенной части человечества современное «общество всеобщего благоденствия».

Почти вся энергия, используемая сегодня на Земле, берет свое начало в недрах планеты. Неудивительно, что обладание ископаемыми ресурсами, умение их извлекать и обрабатывать дает практически неограниченную земную власть. Кто владеет энергией – тот владеет миром. Эта власть назначает и смещает президентов, покупает политиков, ведет войны.

И вот на наших глазах разворачивается мировая драма: энергия, производимая на основе возобновляемых источников, с каждым днем все больше теснит сырьевую власть, сокращая сферу приложения углеводородов.

Еще вчера возобновляемые источники энергии (ВИЭ) практически не использовались, солнце светило, ветер дул, а человек лишь изредка «препарировал» их в научных лабораториях и применял на космических орбитальных станциях. Но сегодня все изменилось. Распробовав по-настоящему бесконечный потенциал возобновляемых источников энергии, научившись использовать его легко и непринужденно, человечество уже не выпустит чистую энергию из своих рук.

За десятилетие с 2004 по 2013 г. установленная мощность солнечных электростанций в мире выросла в 53 раза. К 2040 г. солнечная энергетика станет крупнейшим источником электроэнергии в мире согласно сегодняшнему прогнозу Международного энергетического агентства, которое не отличалось ранее оптимизмом в отношении ВИЭ. В 2014 г. в Европейском союзе 79 % вновь введенных генерирующих мощностей приходилось на возобновляемую энергетику. Энергия ветра уже сегодня позволяет вырабатывать самое дешевое электричество на Земле. В Китае ветроэнергетика уже с 2012 г. дает больше электричества, чем атомные электростанции. Только за один 2014 г. Китай построил 20,7 ГВт новых ветроэнергетических мощностей (это больше, чем три Саяно-Шушенские ГЭС). К 2025 г. в Европе перестанут продавать легковые автомобили с бензиновым двигателем. Германия, которая сегодня останавливает свои ядерные реакторы, к 2050 г. будет получать 80 % электроэнергии из возобновляемых источников, и многие считают эти планы чересчур консервативными.

Это лишь мизерная доля фактов и прогнозов, о которых я расскажу в данной книге. И большинство из них свидетельствует об одном: о закате и скором конце сырьевой власти.

Ветер перемен

Когда дуют ветры перемен, одни возводят стены, другие – ветряные мельницы.

Китайская пословица

Ископаемое топливо сегодня, как и прежде, играет первостепенную роль в обеспечении человечества энергией. В 1973 г. на нефть, природный газ и уголь в совокупности приходилось 86,7 % мирового предложения первичной энергии, в 2012 г. их доля сократилась до 81,7 %, но при этом сам пирог вырос более чем в два раза. В глобальном производстве электричества углеводороды также доминируют, давая сегодня около 70 % электроэнергии, еще около 11 % вырабатывают атомные электростанции[1]1
  2014 Key World Energy Statistics, IEA, 2014, p. 6; 24.


[Закрыть]
. Свет, тепло, транспорт – основные сферы жизнеобеспечения – по-прежнему находятся в руках сырьевых магнатов.

В то же время энергетические и сырьевые рынки быстро меняются. Возобновляемая энергетика стремительно распространяется по свету. В 2013 г. энергия ветра покрыла 33,2 % потребления электричества в Дании и 20,9 % в Испании, став крупнейшим источником электроэнергии в этих странах. Солнечная энергетика обеспечила электричеством Италию на 7,8 %[2]2
  Renewables 2014 Global Status Report, p. 25.


[Закрыть]
, в Германии доля возобновляемой энергетики в 2014 г. в производстве электричества составила примерно 27 %[3]3
  http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/data-nivc-/stromproduktion-aus-solar-und-windenergie-2014.pdf, S. 2.


[Закрыть]
. С 2004 по 2013 г. установленная мощность ветряных электростанций выросла в мире в восемь раз[4]4
  Renewables 2014 Global Status Report, p. 56. http://www.bloomberg.com/news/articles/2015–01–09/clean-energy-investment-jumps-16-on-china-s-support-for-solar


[Закрыть]
, а число занятых в отраслях возобновляемой энергетики сегодня приблизилось к 7 млн. В таких ядерных державах, как Германия, Великобритания и Китай, возобновляемая энергетика уже дает больше электричества, чем атомная. Несмотря на падение цен на нефть, инвестиции в возобновляемую энергетику в 2014 г. выросли на 16 %, их годовой объем составил $310 млрд, а с 2004 г. совокупный объем мировых инвестиций в ВИЭ превысил $2 трлн[5]5
  http://www.unep.org/newscentre/Default.aspx?DocumentID=26788&ArticleID=34875&l=en


[Закрыть]
.

Большие электростанции станут в Европе лишними через 10–20 лет, поскольку электромобили, дешевые аккумуляторы и новые солнечные технологии коренным образом изменят способ производства, хранения и распределения электроэнергии, считают аналитики банка UBS[6]6
  http://www.theguardian.com/environment/2014/aug/27/ubs-investors-renewables-revolution


[Закрыть]
.

Многие страны, регионы, города, корпорации, некоммерческие организации перешли или взяли на себя обязательства перейти на безуглеродное энергоснабжение в течение ближайших десятилетий[7]7
  http://earthtechling.com/2015/04/vancouver-joins-the-100-percent-renewable-energy-movement/


[Закрыть]
.

Все это сигналы мировой энергетической революции. Начавшись в экономически развитых странах, она охватила весь мир. Теперь уже государства, не входящие в ОЭСР, ведомые Китаем, Индией и Бразилией, задают тон, обеспечив 54 % мировой возобновляемой электрической генерации в 2013 г.[8]8
  Tracking Clean Energy Progress 2014, Energy Technology Perspectives 2014 Excerpt, IEA Input to the Clean Energy Ministerial, p. 20.


[Закрыть]

Доступная альтернатива

Возобновляемые источники окончательно перешли из разряда дорогих игрушек любителей экологии в число высокотехнологичных, надежных и дешевых поставщиков энергии. Да, здесь нет опечатки, именно дешевых и доступных.

В январе 2015 г. Международное агентство по возобновляемой энергии (IRENA) опубликовало объемное исследование под названием «Стоимость генерации в возобновляемой энергетике в 2014 г.»[9]9
  IRENA (2015), Renewable Power Generation Costs in 2014.


[Закрыть]
. Основной вывод данной работы: стоимость производства электричества на основе возобновляемых источников сравнялась со стоимостью традиционной генерации с использованием ископаемого топлива или даже упала ниже.

Стоимость производства электричества береговыми ветряными электростанциями, в геотермальной и гидроэнергетике, а также на основе биомассы равна или ниже, чем стоимость генерации на угольных, газовых и дизельных электростанциях даже без финансовой поддержки и при падающих ценах на нефть. «Во многих странах, включая Европу, энергия ветра является одним из самых конкурентоспособных источников новых энергетических мощностей… Отдельные проекты в ветроэнергетике регулярно поставляют электроэнергию по $0,05 за кВт · ч без финансовой поддержки, при этом для электростанций, работающих на ископаемом топливе, стоимостный интервал составляет $0,045–0,14 за кВт · ч»[10]10
  http://www.irena.org/News/Description.aspx?NType=A&mnu=cat&PriMenuID=16&CatID=84&News_ID=386


[Закрыть]
, – сообщает Агентство.

В солнечной энергетике «наиболее конкурентоспособные проекты промышленного масштаба поставляют электроэнергию по $0,08/кВт · ч без финансовой поддержки, и более низкие цены возможны при снижении издержек финансирования. Их стоимостный интервал в Китае, Северной и Южной Америке сейчас лежит в пределах, характерных для генерации на основе ископаемого топлива»[11]11
  http://www.irena.org/News/Description.aspx?NType=A&mnu=cat&PriMenuID=16&CatID=84&News_ID=386


[Закрыть]
.

Примечательно, что еще в сентябре 2014 г. инвестиционный банк Lazard выпустил исследование «Анализ приведенной стоимости энергии»[12]12
  http://www.lazard.com/insights. Lazard’s Levelized Cost of Energy Analysis – Version 8.0.


[Закрыть]
(данные США), результаты которого в общем-то совпали с представленными данными Агентства. Оказалось, что самое дешевое производство электроэнергии на сегодняшний день предлагает ветроэнергетика (подчеркнем, без учета субсидий). Приведенная стоимость производства электричества (LCOE) составляет, по расчетам банка, в ветроэнергетике $37–81/ МВт · ч, в то время как для газовой генерации – $61–87, угольной – $66–151.

Еще раньше, в ноябре 2013 г., немецкий институт Fraunhofer ISE выпустил исследование «Стоимость производства электричества»[13]13
  http://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/veroeffentlichungen-pdf-dateien/studien-und-konzeptpapiere/studie-stromgestehungskosten-erneuerbare-energien.pdf.


[Закрыть]
. Оказалось, что уже в 2013 г. интервал LCOE в солнечной и материковой ветроэнергетике примерно соответствовал показателям для генерации на газе и каменном угле, уступая лишь бурому углю, самому дешевому источнику энергии на то время.

Энергетический поворот

Сегодня не существует ни одного исследователя, который бы сомневался в том, что капитальные затраты и стоимость производства электричества в возобновляемой энергетике (в первую очередь в ее солнечном сегменте) будут падать дальше, а сложность и стоимость добычи ископаемого топлива, напротив, возрастать. Таким образом, в ближайшие годы электричество, производимое с помощью ВИЭ, станет стабильно дешевле продукции углеводородной генерации.

Это означает одно: ископаемое топливо – уголь, газ, нефть – потеряет рынок в качестве источников электроэнергии. Новые электростанции, работающие на углеводородах, строиться не будут, а выбывающие мощности станут замещаться ВИЭ-электростанциями. Между прочим, в 2013 г. в Европейском союзе 72 % вновь введенных генерирующих мощностей уже относились к возобновляемой энергетике, в то время как всего десятилетие назад на их долю приходилось лишь 20 % прироста мощностей[14]14
  Renewables 2014 Global Status Report, p. 14.


[Закрыть]
. В 2014 г. доля ВИЭ в новых энергетических мощностях ЕС составила уже 79,1 %, а если учитывать объем выведенных из эксплуатации электростанций на углеводородном топливе, то возобновляемая энергетика обеспечивает все 100 % чистого прироста[15]15
  Wind in Power, 2014 European Statistics, February 2015, The European Wind Energy Association, p. 6.


[Закрыть]
. В США в 2014 г. на возобновляемый сегмент пришлось более половины новых мощностей в электроэнергетике[16]16
  http://www.greentechlead.com/news/renewable-energy-outperforms-natural-gas-u-s-2014–21395


[Закрыть]
.



Столь решительный энергетический поворот (немецкий термин Energiewende – «энергетический поворот» – фактически стал международным обозначением нынешних перемен на энергетическом рынке) происходит по следующим причинам:

1. Технологии «новых ВИЭ», в частности солнечной и ветроэнергетики, достигли такого уровня развития, что они стали конкурентами традиционных способов производства энергии на основе ископаемого топлива.

2. Ценовая нестабильность сырьевых рынков заставляет искать альтернативные возможности энергообеспечения.

3. Зависимость от стран – поставщиков энергоносителей толкает государства, не имеющие значительных ископаемых ресурсов, к политике импортозамещения и попыткам сократить эту зависимость.

4. Глобальное потепление климата, вызванное деятельностью человека, требует новых подходов к энергообеспечению, позволяющих сократить выбросы парниковых газов и тем самым снять или хотя бы уменьшить антропогенный фактор климатических изменений.

Глобальное потепление

В России вопросы климатических перемен не стоят в основной повестке дня, мы редко слышим о них в новостях или читаем в газетах. Между тем именно данная тема является одним из главных столпов идеологии нынешнего энергетического поворота. В ее контексте развитие ВИЭ рассматривается в качестве средства, позволяющего уменьшить зависимость человечества от ископаемого топлива и, соответственно, сократить выбросы парниковых газов и, в идеале, переломить тенденцию глобального потепления.

То, что человечество сильно меняет окружающую среду, видно невооруженным взглядом, достаточно выглянуть из городского окна или полюбоваться дымом из труб ТЭЦ. Мы давно проверяем природу (и себя вместе с ней) на прочность. Окружающая среда нещадно эксплуатируется повсюду, от джунглей Амазонки до Восточной Сибири, от горных вершин до океанских глубин. Даже в Арктику настойчиво пытаются залезть нефтяники, все им мало. Факт климатических изменений также трудно оспаривать. Разумеется, перемены происходят постепенно, мы привыкаем к резким перепадам погоды, и явления, показавшиеся бы нам аномалией еще 20 лет назад, сегодня могут восприниматься как «нормальные» капризы климата. Природа, впрочем, все чаще напоминает о себе новыми и новыми сюрпризами. Ночью на 1 февраля 2015 г. я проснулся от раскатов грома, а открыв глаза, увидел сполохи молний. Не могу сказать, что это явление показалось мне обычной московской зимней погодой.

И все-таки, действительно ли деятельность человека является причиной нынешних странностей природы? Для ответа на данный вопрос в 1988 г. была создана Межправительственная группа экспертов по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC), которая является сегодня главным экспертным центром в области климатических изменений. IPCC не проводит собственных исследований, ее специалисты изучают, обобщают, оценивают опубликованную научную информацию, формулируют на этой основе сценарии климатических изменений и публикуют содержащие выводы отчеты.

Нам может казаться, что глобальное потепление – спорный вопрос. Однако научное сообщество здесь практически единодушно. Большинство ученых согласно с тем, что климат меняется и эти угрожающие перемены – следствие деятельности человека. Анализ научных исследований, посвященных проблематике климатических изменений и опубликованных в период с 1991 по 2011 г., показывает, что 97 % ученых признают антропогенную природу нынешнего глобального потепления[17]17
  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421514003747


[Закрыть]
. Принятое в 2009 г. совместное заявление национальных академий наук «Большой восьмерки» (в том числе РАН)[18]18
  G8+5 Academies’ joint statement: Climate change and the transformation of energy technologies for a low carbon future.


[Закрыть]
указывало, что «климатические изменения происходят быстрее, чем предполагалось», и призывало международных лидеров принимать политические решения, способствующие снижению выбросов парниковых газов.

Пятый со времени основания организации отчет IPCC, выпущенный в 2014 г.[19]19
  Climate Change 2014 Synthesis Report. http://www.ipcc.ch/report/ar5/syr/


[Закрыть]
, содержит следующие основные выводы. Потепление атмосферы и океанической системы очевидно. Многие последствия этого, такие как изменение уровня моря, с 1950 г. проявляются беспрецедентно высокими темпами. Влияние человека на климатическую систему очевидно, а современные антропогенные выбросы парниковых газов являются самыми значительными за всю историю. С начала индустриальной эпохи выбросы парниковых газов увеличивались преимущественно под влиянием роста мирового хозяйства и населения; сейчас они как никогда велики. Это привело к тому, что концентрации двуокиси углерода, метана и закиси азота в атмосфере достигли уровней, являющихся беспрецедентными по меньшей мере в последние 800 000 лет. Их воздействия, совместно с воздействиями других антропогенных факторов, обнаружены во всей климатической системе, и крайне вероятно, что они являются главной причиной потепления, наблюдаемого с середины XX века. Непрекращающиеся выбросы парниковых газов вызовут дальнейшее потепление и долгосрочные изменения во всех компонентах климатической системы, повышая вероятность опасных, всеобъемлющих и необратимых воздействий на людей и экосистемы. Для ограничения изменения климата требуется существенное и устойчивое сокращение выбросов парниковых газов, что, вместе с мерами по адаптации, способно ограничить риски, связанные с изменением климата. Имеются многочисленные пути смягчения воздействий на климатическую систему, которые могли бы ограничить потепление величиной 2 °C или менее по сравнению с доиндустриальными значениями. Эти способы требуют существенного сокращения выбросов в последующие несколько десятилетий и достижения близких к нулю выбросов двуокиси углерода и других долгоживущих парниковых газов к концу века. Чем дольше мы оттягиваем сокращение выбросов, тем дороже обойдется ликвидация последствий.

Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере регистрируется лабораториями чуть ли не ежедневно. Если в 1960 г. она не превышала 320 частей на миллион (320 молекул CO2 на миллион молекул воздуха), то в текущем, 2015 г. с большой долей вероятности устойчиво превысит 400 частей на миллион. Данный уровень впервые за историю человечества был достигнут в 2013 г., но держался несколько дней. В 2014 г. концентрация CO2 была в среднем выше 400 в марте, апреле и июне. В 2015 г. ученые регулярно наблюдают повышенные уровни уже с января[20]20
  http://www.scientificamerican.com/article/2015-begins-with-co2-above-400-ppm-mark/


[Закрыть]
. Столь высокая концентрация углекислого газа отмечалась на Земле миллионы лет назад.



Объем выбросов CO2 в атмосферу увеличился по сравнению с 1973 г. более чем в два раза, а современный энергетический сектор ответственен примерно за две трети мировых выбросов парниковых газов, поскольку порядка 80 % глобального потребления энергии обеспечивается ископаемым топливом[21]21
  Redrawing the Energy-Climate Map, Executive Summary, World Energy Outlook Special Report, IEA 2013, p. 1.


[Закрыть]
. Сохранение нынешней структуры производства и использования энергии с большой долей вероятности приведет к катастрофическим для человечества последствиям.

Основываясь на накопленных и современных научных исследованиях, моделях климатических изменений, IPCC[22]22
  http://sedac.ipcc-data.org/ddc/ar5_scenario_process/RCPs.html


[Закрыть]
, а также другие межгосударственные организации, в частности Международное энергетическое агентство (International Energy Agency – IEA)[23]23
  http://www.iea.org/publications/scenariosandprojections/


[Закрыть]
, публикуют возможные сценарии динамики выбросов парниковых газов и развития глобального потепления.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2