ЖИЗНЬ В СТИЛЕ ЭКО НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ПОРТАЛ

Солнечная энергетика » Аналитика

18.04.2012

Эффект "дикаплинга" и возобновляемая энергетика

Эффект
В Евросоюзе сфера энергоэффективности и сектор ВИЭ рассматриваются как «драйверы» инновационной модернизации экономики (фото: chinese-producer.com)
Матвеев И.Е., Всероссийский научно-исследовательский конъюнктурный институт (ВНИКИ)

Мировая энергетика повторяет те же закономерности, что и экономика: она переходит от уклада к укладу, в котором доминирует определенный вид энергоносителя. В XX веке сформировался техногенный тип мирового экономического развития на базе разностороннего использования преимущественно углеводородных источников энергии: угля, нефти и газа, а также в значительно меньших объемах – атомной энергии и энергии воды (крупные ГЭС).

Теоретические модели, построенные в середине 1980-х годов с целью прогнозирования научно-технического прогресса в энергетике, предсказывали продолжение процесса смены доминирующего энергоносителя в следующей последовательности: нефть – газ – ядерная энергия – солнечная энергия с переходом к водороду как вторичному энергоносителю. Следует подчеркнуть, что процесс перехода на следующий технологический уклад (ТУ), как показывает исторический опыт, неизбежно сопровождается повышенной турбулентностью глобальной экономики и кризисными явлениями, дополнительно стимулирующими общество к поиску и внедрению новых энергетических решений, что и происходит в настоящее время.

Рис. 1. Структура мирового энергобаланса по традиционным видам топлива в 2001 г. Источник: рассчитано по BP Statistical Review of World Energy, June 2011.

В конце минувшего века ведущий энергоноситель 4-го технологического уклада (ТУ) – нефть – стал уступать свои позиции не атомной энергии, а газу, при этом значимость угля как стабилизирующего источника сохранилась. Это привело к изменению предполагаемого сценария и возникновению «газово-угольной паузы» как промежуточного этапа на пути к 5-му ТУ.

Рис. 2. Структура мирового энергобаланса по традиционным видам топлива в 2010 г. Источник: рассчитано по BP Statistical Review of World Energy, June 2011.

Обобщения о текущей тенденции изменения парадигмы развития современного энергетического комплекса представлены в докладе Националь-ного института развития РАН «О стратегии развития экономики России» под общей редакцией С. Ю. Глазьева, в котором вделан вывод, что началом смены 4-го технологического уклада стал 2010 года, а будущая энергетика будет основана на атомных и гелиотехнологиях.

В результате трансформаций в 2001–2010 годах структура мирового потребления первичной энергии приобрела более сбалансированный вид за счет сокращения доли нефти, а для неуглеводородных энергоисточников данный показатель не изменился и остался на уровне 13% (рисунки 1 и 2).

Техногенный тип развития имеет существенный недостаток – он связан с увеличением антропогенной нагрузки на окружающую среду, истощением и деградацией природных ресурсов, поэтому уже с 1980-х годов в условиях обострения глобальных экологических проблем природосберегающий фактор начал играть все более существенную роль в экономике и обществе. Кроме того, в 2000-х годах окончание «эпохи» дешевой нефти и неуклонное повышение цен на энергоресурсы ускорили прохождение промышленноразвитыми странами – импортерами энергоресурсов той «точки невозврата», за которой государства ОЭСР взяли окончательный курс на высокотехнологичное, ресуросберегающее и экологичное развитие.

Рис. 1. ВВП стран – членов ОЭСР в текущих ценах в 2003–2010 гг., млрд долл. Источник: ОЭСР.

Рис. 2. Потребление первичной энергии в мире, странах ОЭСР и развивающихся государствах в 2000–2010 гг., млрд т н. э. Источник: BP Statistical Review of World Energy, June 2011.

Рис. 3. Темпы изменения ВВП и спроса на первичную энергию в странах ОЭСР в 2001–2010 гг., % к предыдущему году. Источник: ОЭСР.

В середине первого десятилетия в условиях начала перехода на 5-й ТУ в ряде стран ОЭСР ярко обозначилась тенденция опережающего роста ВВП по равнению с темпами расширения потребления первичной энергии, то есть результаты экономической деятельности стали достигаться с меньшими энергетическими затратами, или, иными словами, энергоэффективность ВВП начала стабильно увеличиваться. Данный эффект, отражающий растущее разделение трендов прироста ВВП и изменения потребления первичной энергии, получил название «дикаплинг» («расцепление»).

В итоге на исходе первого десятилетия в странах ОЭСР произошла стабилизация потребления первичных энергоносителей, а в ряде промышленно развитых государств – его снижение в результате принятия широкомасштабных мер по повышению энергоэффективности, энергосбережению, развитию сектора ВИЭ, а также «выталкиванию» энергоемких и вредных производств в другие регионы (рисунки 1, 2 и 3).

Безусловно, глобальный финансово-экономический кризис временно дестабилизировал ситуацию, однако он стал также своеобразным «стресс-тестом» для зарождающегося энергетического каркаса новой формации. В условиях нестабильности мирового хозяйства ведущие экономики не отказались отранее принятых стратегий, а, наоборот, укрепились в своем намерении активно внедрять энергосберегающие технологии и развивать возобновляемую энергетику, о чем свидетельствует неуклонный рост расходов на НИОКР (таблица 1).

Таблица 1. Расходы на НИОК Р в сфере энергетики в ведущих странах мира, млн евро

Источник: European Commission«, BMW i, IEA.

По мнению стран «Большой восьмерки» («G-8»), в ближайшем будущем основными составляющими низкоуглеродного развития станут следующие базовые направления:

• улавливание и утилизация СО2, в первую очередь в энергетике и промышленном секторе;

• электрогенерация с использованием световой солнечной энергии (фото-гальванических модулей);

• электрогенерация с использованием энергии ветра;

• масштабное внедрение электрического привода на транспорте;

• повышение эффективности в первую очередь в энергоемких сегментах промышленности;

• развитие атомной энергетики.

Таким образом, эффект «расцепления» напрямую связан со стремлением промышленно развитых государств (в первую очередь нетто-импортеров углеводородов) к устойчивому развитию и одновременному повышению экологичности экономики. Более того, именно природосберегающие технологии рассматриваются ими как основной источник и движущая сила дальнейшего прогресса.

Так, современная программа развития европейских стран – членов ОЭСР предполагает к 2020 году сокращение на 20% выбросов СО2 к уровню 1990 года, увеличение на 20% доли ВИЭ в расходной части энергобаланса и сокращение на 20% абсолютного потребления первичной энергии по сравнению с базовым сценарием, принятым ранее. Следуя в данном направлении, ведущие экономики Западной Европы, и в первую очередь ФРГ, Франция и Великобритания, уже к середине 2000-х годов переломили многолетнюю тенденцию роста энергопотребления (рисунок 4).

Рис. 4. Потребление первичной энергии ведущими странами Западной Европы в 1965–2010 гг., млн т н. э. Источник: BP.

В Евросоюзе сфера энергоэффективности и сектор ВИЭ рассматриваются как «драйверы» инновационной модернизации экономики. Согласно общеевропейскому плану развития возобновляемой энергетики, к 2020 году технологический прорыв и последующее значительное расширение выработки энергии с использованием ВИЭ может привести к резкой трансформации энергетического хозяйства, при этом намеченный ориентир по достижению 20%-й доли ВИЭ в энергобалансе может быть пересмотрен в сторону повышения – до 24,4%.

В объединенной Европе «локомотивом» развития является четвертая экономика мира – Германия, которая находится на острие научно-технического прогресса и обладает особым экономическим «чутьем». При этом ее экономический, научный и технический потенциалы, а также выдающиеся лидерские качества способны «ломать» традиционные стереотипы и устоявшиеся мнения; на основе всестороннего анализа и общественного консенсуса ФРГ принимает решения, являющиеся в определенной степени революционными. Процессы, происходящие в энергетике и экономике страны, на наш взгляд, могут служить предвестниками будущих структурных сдвигов в ЕС (с определенным временным лагом), поэтому заслуживают более детального рассмотрения.

Рис. 5. Потребление первичных энергоносителей в ФРГ в 2001–2011 гг., млн т н. э. Источник: Министерство экономики и технологий ФРГ.

Так, в первые 10 лет XXI века на фоне пост упательного экономического развития ФРГ достигла выдающихся результатов по экономии энергии: в указанный период спрос на первичные энергоносители сократился на 6,4% и в 2010 году достиг 307, 4 млн т н. э. в год – самого низкого уровня со времен нефтяного кризиса 70-х годов (в 1970 году – 309,7 млн т), при этом углеводородные энергоносители (нефть, газ, каменный и бурый уголь) имели различные темпы снижения потребления, а сектор ВИЭ, напротив, демонстрировал уверенный рост (рисунок 4).

Страна начала активное освоение сферы ВИЭ в конце XX века, когда многие экономики мира по различным причинам не рассматривали всерьез данный вид источников энергии (кроме крупных ГЭС), а после резкого рывка в 2000-х годах Германия вышла в европейские лидеры по уровню развития биотопливной промышленности, солнечной энергетики и ветроэнергетики. Во многом это было связано со становлением отраслевой науки; данные о государственных расходах на НИОКР в энергетике свидетельствуют о расстановке соответствующих акцентов (Таблица 2).

Таблица 2. Государственные расходы ФРГ на НИОК Р в энергетике в 2001–2008 гг., млн евро

Источник: Министерство образования и научных исследований ФРГ, Министерство экономики и технологий.

В итоге в 2010 году в электрогенерации доля ВИЭ приблизилась к 17%, в производстве тепловой энергии – превысила 9%, а в целом за десятилетие выработка «чистой» энергии (тепловой и электроэнергии) расширилась почти в 4 раза, при этом она стала широко применяться не только в секторе недвижимости, но и в энергоемких сегментах промышленности и на транспорте (таблицы 3 и 4).

Таблица 3. Мощность ВИЭ-установок и выработка электроэнергии с их использованием в ФРГ в 2001–2010 гг.

Источник: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien – Statistik, BMWi.

Таблица 4. Выработка тепловой энергии на базе ВИЭ в ФРГ в 2001–2010 гг., ГВт.ч

Источник: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien – Statistik, BMWi.

В 2000-х годах эффект «расцепления» привел к прогрессивному снижению энергоемкости ВВП страны с 0,16 т в 2001 году до 0,14 т н. э./тыс. долл. в 2010 году (в 2010 году в целом по ОЭСР – 0,16, во Франции – 0,15, в Великобритании – 0,12), а энергоэффективность ВВП выросла на 22% (рисунки 6 и 7). И теперь главный вопрос: а что же дальше? Как будет трансформироваться энергетическое хозяйство ФРГ после текущей турбулентности мировой экономики и куда будет направлен основной вектор развития национальной (а затем, возможно, и европейской) энергетики? Ответ: «чистая» электрификация.

Рис. 6. Темпы изменения ВВП и спроса на первичную энергию в Германии в 2001–2010 гг., % к предыдущему году. Источник: Министерство экономики и технологий ФРГ.

Рис. 7. Энергоэффективность ВВП ФРГ в 2001–2010 гг., евро/ГД ж (ВВП в ценах 2005 г.). Источник: Министерство экономики и технологий ФРГ.

Авторская оценка дальнейшего развития спроса на первичные энергоносители в ФРГ представлена на рисунке 8. Обращает на себя внимание тот факт, что, согласно уже имеющимся данным за 2011 году, потребление газа, угля и суммарного показателя для неуглеводородных источников энергии максимально сблизились, при этом кривая основного энергоносителя – нефти – имела ярко выраженную понижательную тенденцию.

Рис. 7. Изменение потребления базовых первичных энергоносителей в ФРГ в 2001–2015 гг. Источник: BMWi, прогноз автора.

В среднесрочной перспективе (в 2012–2015 годах), согласно нашему прогнозу, потребление газа начнет отставать от спроса на неуглеводородные источники, а после 2015 года они будут стремиться занять доминирующее положение.

Следовательно, в настоящее время в Германии формируются предпосылки для структурного сдвига расходной части энергобаланса в сторону электроэнергии, выработанной с использованием крупных генерирующих объектов (тепловых электростанций, АЭС, мощных ГЭС), и ВИЭ-установок, присоединенных к общим энергетическим сетям.

Кроме того, в сетевом хозяйстве ФРГ проводится целенаправленная работа по его подготовке к масштабному использованию распределенных ВИЭ, повышению надежности энергообеспечения и управляемости всем электроэнергетическим комплексом, а также интеграции в общеевропейскую силовую сеть.

Таким образом, можно сделать заключение, что в результате дальнейшего развития возобновляемой энергетики, масштабной перестройки и модернизации секторов генерации, передачи и распределения в среднесрочной перспективе в национальной экономике одна из ведущих ролей будет принадлежать электроэнергии, причем с достаточно высокой долей «чистой» энергии. Особенность, выявленная автором в приведенном обобщении, совпадает с прогнозом Европейского союза электроэнергетиков Euroelectric, в котором отмечается, что уже в 2010 году в «ЕС-27» потребление электроэнергии восстановилось до предкризисного уровня и в дальнейшем данный показатель будет стабильно увеличиваться. В итоге в период после 2020 году в структуре потребления первичных энергоносителей объединенной Европы доля электроэнергии превысит аналогичные показатели для остальных первичных энергоносителей за исключением нефти.

Сопоставляя приведенные прогнозы для ФРГ и ЕС, представляется, что Германия опережает общеевропейское развитие в среднем на 5–7 лет, что в экономическим плане обеспечивает стране серьезные конкурентные преимущества. По оценке Министерства окружающей среды, защиты природы и безопасности атомных реакторов («BMU»), к 2020 году мировой оборот экологически безопасных технологий может достичь 2 трлн евро и ФРГ стать одним из лидеров данного рынка.
Несколько слов об атомной отрасли, поскольку ее вклад в национальную электрогенерацию достаточно высок (в 2010 году – 17,7%).

В государстве еще в середине 2000-х годов обострилась дискуссия между сторонниками и противниками использования атомной энергии, а в текущем году правительство Германии намерено принять окончательное решение по вопросу об отказе от атомной генерации к 2022 году (при этом следует учитывать, что ФРГ на 100% зависит от импорта ядерного топлива, что существенным образом влияет на энергобезопасность страны). По нашей оценке, вполне вероятно, что будет принято положительное решение, предусматривающее определенный компромисс.
Так, Министерство экономики и технологий разработало проект «Концепции развития энергетики ФРГ», в котором предлагает осуществить постепенный вывод АЭС из эксплуатации с таким расчетом, чтобы выиграть время для замещения атомной генерации выработкой энергии на базе ВИЭ, а также создания промышленных ВИЭ-технологий в тех сегментах возобновляемой энергетики, где они еще пока не созданы. В результате в долгосрочной перспективе атомная энергетика позволит поддерживать на необходимом уровне надежность национального энергоснабжения, а затем постепенно уступит место следующему поколению генерирующих объектов.

То есть, по замыслу ФРГ, атомная энергетика должна стать «мостом» между атомной энергией и «зелеными» технологиями, которые правительство Германии, а также руководство ЕС напрямую увязывают с экономическим ростом и оптимизацией энергопотребления, и это заставляет говорить об эффекте «дикаплинга» как об успешно укрепляющемся тренде.

В заключение необходимо подчеркнуть, что в вопросе об отказе от атомной энергетики большинство стран объединенной Европы пока не готовы последовать предложению Германии, тем самым в дальнейшем ФРГ может получить возможность импортировать дешевую атомную электроэнергию с сопредельных территорий через трансграничные переходы, а соответствующие риски оставить за пределами страны. И еще один важный момент. Амбициозные планы Германии по реформированию энергетики имеют под собой надежный фундамент (в отличие, например, от Японии) – в государстве действует и продолжает расширяться мощная газовая инфраструктура, позволяющая наращивать и диверсифицировать как поставки трубопроводного газа, так и СПГ.

Статья опубликована в журнеле ENERGY FRESH

Новотека
Загружается, подождите...
  • 10 10 "зеленых" лабиринтов мира, по которым мечтает прогуляться каждый
  • 10 оригинальных пешеходных мостов со всего мира 10 оригинальных пешеходных мостов со всего мира
  • Чудо инженерной мысли: судоходные мосты-каналы Чудо инженерной мысли: судоходные мосты-каналы
  • Мини-садики, которые легко можно сделать собственными руками Мини-садики, которые легко можно сделать собственными руками
  • Самые низкие точки планеты Земля Самые низкие точки планеты Земля
  • Как построить экожилье: технология строительства иглу
  • Жизнерадостные сорняки покоряют городское пространство
  • Велосипедная дорожка превратилась в звездное небо Ван Гога
  • Городская ферма по выращиванию морских водорослей в Женеве
Ошибка при вводе логина или пароля!