Энергетика в устойчивом развитии мирового сообщества

Энергетика в устойчивом развитии мирового сообщества

А. Э. Конторович, академик РАН, доктор геолого-минералогических наук, директор Института геологии нефти и газа СО РАН, А. Г. Коржубаев, кандидат экономических наук, Институт геологии нефти и газа СО РАН, Новосибирск

Массовыми явлениями в последние десятилетия стали расширение мировых хозяйственных связей, усиление региональной интеграции и международного разделения труда, интенсификация на новом межнациональном уровне централизации и концентрации производства и капитала. Происходит рост объемов международной торговли, увеличение доли экспортно-импортных операций в большинстве развитых стран, укрупняется и расширяется деятельность транснациональных (ТНК) и многонациональных (МНК) корпораций.

Счет товаров и услуг на человека

Только за последние два года в нефтяной промышленности мира произошли слияния крупнейших компаний отрасли - «British Petroleum», «Amoco» и «ARCO»; «Exxon» и «Mobil»; «Elf Aquitaine», «Total» и «Petrofina». Подобные тенденции наблюдаются в автомобилестроении, химической и алюминиевой промышленности, в авиа- и морских перевозках, других важнейших секторах экономики.

Все это повышает влияние глобальных экономических и социальных процессов, указывает на необходимость межнационального взаимодействия и наднационального регулирования для того, чтобы обеспечить устойчивое развитие всего мирового сообщества, региональных групп и отдельных стран.

При этом увеличиваются долговая зависимость одних государств от других и разрыв в технологической отсталости, что усиливает межстрановые и межрегиональные неравенства в уровне и качестве жизни населения, повышает благосостояние одних стран за счет эксплуатации человеческих и природных ресурсов других.

Уголь уступает нефти и газу

Важнейший показатель экономического развития -ВВП на душу населения. Производство товаров и услуг в расчете на отдельного индивида указывает на эффективность функционирования экономики, состояние технологических и организационных систем, производительность труда, характеризует общий уровень благосостояния в стране.

Как показала практика 60-70-х годов XX века, сильная зависимость наблюдается между ВВП на душу населения и потреблением энергии на душу населения. Анализируя эту зависимость, академик П. Л. Капица отметил, что для повышения уровня жизни населения необходимо увеличивать потребление энергии.

В XVIII-XIX вв. при массовом применении машинных технологий, быстром развитии тяжелой промышленности, морского и железнодорожного транспорта преобладающим источником энергии стал уголь, доля которого в мировом топливно-энергетическом балансе к концу XIX в. была около 96%'.

В XX в. в мире произошло почти 25-кратное увеличение использования коммерческих энергетических ресурсов. В 2000 г. оно было около 12 млрд т условного топлива (у. т.)2, с опережением росло применение углеводородных и новых источников энергии.

В этот период произошли крупные сдвиги в технологиях производства и использовании энергии и энергоносителей, наступила глобализация системы энергообеспечения при обострении конкуренции за доступ к источникам энергоресурсов.

В первой половине закончившегося XX столетия при значительном увеличении потребления всех основных видов органического топлива и гидроэнергии снизилась доля угля в мировом топливно-энергетическом балансе с 96 до 57,1%, прежде всего за счет роста использования нефти и газа.

Энергонасыщенность опережает энергосбережение

В 1900-1950 гг. доля нефти в совокупном энергопотреблении увеличилась с 2,9 до 26,5%, газа - с 0,6 до 13,0%. Это было вызвано широкомасштабным внедрением двигателей внутреннего сгорания на транспорте и в промышленности, развитием системы нефте- и газопроводов. Во второй половине XX в. опережающий рост использования углеводородов продолжался до начала 1970-х годов. В 60-е годы нефть как энергоноситель вышла на первое место.

После нефтяных кризисов последних десятилетий XX в. развитые страны при постоянном росте потребления нефти и газа пошли в 80-90-е годы на некоторое увеличение потребления угля в энергетике (до 28,9%) и форсированное строительство атомных электростанций.

Первоначально к этому подтолкнули нефтяные шоки 1973-1974 гг. и 1979 г. Однако в связи с высокой инерционностью технологических систем в энергетике и на транспорте замедлился, а в ряде случаев снизился спрос на нефть в развитых странах, и поэтому реальная перестройка энергобалансов произошла только в начале 1980-х годов.

В 90-е годы XX в. роль нефти в энергетическом балансе существенно снизилась (до 40-41% против 45,4%)3. На протяжении последних трех десятилетий в мировой энергетике обозначилась устойчивая тенденция к возрастанию роли атомной энергии - с 3,2% в 1970 г. до 7,6% в 2000 г.

В конце XX в. в передовых странах наблюдалось также быстрое возрастание производства электроэнергии из биомассы, из солнечной, ветровой и геотермальной энергии. В 1989-1999 гг. производство электроэнергии из этих источников увеличилось с 117 млрд кВт.ч до 203 млрд кВт.ч. Однако доля этих источников в общем балансе осталась незначительной (около 0,5%).

В настоящее время основные энергоносители в мире -нефть, уголь и газ, на долю которых приходится почти 90% всей первичной энергии. Это объясняется прежде всего коммерческими, технологическими преимуществами их добычи, транспортировки и утилизации, а также современными требованиями к безопасности систем энергопроизводства и энергопотребления.

Изменение энергопотребления и структуры энергоисточников со второй половины 1970-х годов в развитых странах сопровождалось значительным повышением эффективности использования энергии, энергонасыщенность экономики и коммунально-бытовой сферы продолжала опережать энергосбережение.

В каждой стране свой «энергоаршин»

Новая ситуация характеризуется двумя моментами:

•   большинство развитых стран в последние десятилетия увеличивали не только количество потребляемой энергии, но и эффективность ее  использования;

•   наличие в стране сырьевых, а также ресурсо- и энергоемких отраслей промышленности (металлургия, химия и др.) снижает эффективность использования энергии. Это проявляется не только в странах, ориентированных исключительно на производство и продажу сырья, но и в высокоразвитых странах, таких как США,  Канада,  Великобритания.

В 1970-1990-е годы изменения стоимости энергоносителей дифференцировали страны по моделям экономического роста. Большинство развитых стран (Австралия, Финляндия, Швеция, Нидерланды, Великобритания, Израиль, Испания, Греция) перешли на модель, характеризующуюся более эффективным энергопотреблением при умеренном наращивании использования энергии и энергоносителей.

Страны, не обладающие значительными энергетическими ресурсами (Япония, Швейцария, Дания, Австрия), провели существенную перестройку экономики, включая вынос энергоемких производств за рубеж, внедрили ряд энергосберегающих технологических и организационно-экономических решений. Поэтому они достигли высоких показателей удельного ВВП при незначительном росте энергопотребления.

При этом развитые страны, обладающие значительными энергетическими ресурсами, такие как США, Норвегия, Канада, при существенном повышении эффективности энергопотребления резко увеличили объемы использования энергии. Очень повлияли на рост потребления энергоносителей в этих странах развитие отраслей тяжелой промышленности (в том числе добывающей, химической и нефтехимической, электроэнергетики), а также значительность площади и суровые климатические условия на части территории.

Только в СНГ энергопотребление снизилось

К началу 90-х годов XX в. по потреблению энергии в мире четко обозначились четыре крупных региона: Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион и СССР. В совокупности эти регионы потребляли свыше 90% всей производимой в мире энергии. В течение последнего десятилетия после распада СССР и тяжелейшего экономического кризиса роль стран СНГ в мировом потреблении энергии уменьшилась с 17,6 до 10,8%4.

В настоящее время основными региональными центрами энергопотребления выступают Северная Америка, страны Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР) и Европа, в которых используется около 78%, а с учетом стран СНГ - свыше 88% всей мировой коммерческой энергии. Это происходит прежде всего из-за роста уровня экономического развития и значительной численности населения в этих регионах. Доля Ближнего Востока - 4,5%, Центральной и Южной Америки - 4,3%, Африки - около 3,1% мирового энергопотребления. Резкая региональная дифференциация энергопотребления - первая характерная черта современного мира, полярного и неравномерно развивающегося.

В последнее десятилетие XX в. произошло существенное повышение доли АТР в мировом потреблении первичной энергии (с 21,6% в 1989 г. до в 26,4% в 1999 г.), вследствие быстрого и преимущественно экстенсивного роста экономики при увеличении численности населения. Совокупный объем потребления энергии и энергоносителей увеличился в этом регионе с 2354,1 млн т у. т. до 3156,6 млн т у. т.

Одновременно немного (на 0,5-1,3%) возрастала доля Северной Америки, Центральной и Южной Америки, Ближнего Востока, Африки, а доля стран Европы - незначительно снижалась. Разная скорость роста энергопотребления в этих регионах определялась в основном интенсивностью внедрения энергосберегающих технологий и демографическими процессами.

Единственный регион, где в 1990-е годы произошло значительное снижение объема энергопотребления, - СНГ. В странах бывшего СССР уровень годового использования энергии сократился с 1922 млн т у. т. в 1989 г. до 1271 млнт у. т. в 1999 г.

Внутрирегиональное потребление энергоресурсов также сильно дифференцировано между крупными региональными группами. Так, на Ближнем Востоке и в Южной Америке, где сосредоточены крупнейшие разведанные запасы и формируется основная часть международных поставок нефти, доля этого энергоносителя в структуре потребления первичной энергии составила в 1999 г. 56,5 и 58,9% соответственно.

В странах СНГ, где сосредоточено более 38,5% мировых запасов природного газа и достаточно развита инфраструктура его добычи, транспортировки и использования, доля -газовой составляющей в теплоэнергетическом балансе -51%. В АТР сложился угольно-нефтяной баланс использования энергии (около 82% энергопотребления), так как в странах региона (Китай, Индия, Австралия) значительны угольные запасы, а также высок уровень потребления нефти в индустриально развитых (Япония, Южная Корея, Сингапур) и нефтедобывающих странах (Индонезия, Филиппины).

Наиболее сбалансирована структура энергопотребления в Европе и Северной Америке, где традиционно большое потребление нефти сочетается с углем, газом и ядерным топливом, что показывает высокий технологический уровень экономики.

Полярная эффективность использования энергии

Высока поляризация общемировой системы энергообеспечения: в 20 странах - крупнейших потребителях - используется более 80% всей первичной энергии. Самый крупный потребитель энергии в мире - США. В 2000 г. в этой стране было использовано более 3,1 млрд т у. т. энергетических ресурсов, что превышает четверть общемирового потребления.

Много энергии потребляют Китай - более 1,2 млрд т у. т., Россия - около 1 млрд т у. т., Япония - более 0,7 млрд т у. т., Германия - 0,5 млрд т у. т. В последнее десятилетие XX в. на фоне падения энергопотребления в России и Восточной Европе, стагнации либо умеренного роста в крупнейших европейских странах, происходило быстрое увеличение использования энергии в странах АТР, Южной Америке, на Ближнем Востоке. Значительный абсолютный прирост энергопотребления произошел в США.

К началу XXI в. в мире сохраняется и даже усиливается дифференциация в уровне жизни населения, что подрывает устойчивость долгосрочного развития человеческой цивилизации. В настоящее время 68% населения Земли потребляет менее 1 т у. т. на человека в год и в сумме менее 19% всей производимой энергии. А в наиболее развитых странах, где сосредоточено менее 6% населения Земли, потребляется более 29% энергетических ресурсов.

В мире потребление энергии на душу населения крайне неравномерно: 12% населения Земли потребляет более 48% производимой энергии, а 68% - только 19%. Причем не наблюдается тенденции к выравниванию энергопотребления и увеличению энтропии системы, а продолжается усиление этой неравномерности. Эта неравномерность энергопотребления - еще одно подтверждение полярности современного мира, наиболее четкий показатель его социальной несправедливости и одна из главных причин его неустойчивости в будущем.

В результате усиливающейся межстрановой дифференциации в развитии производительных сил и скорости обновления производственного аппарата неравномерность, полярность современного мира по энергопотреблению на душу населения в последние десятилетия XX в. усилилась из-за резко возросшей полярности в эффективности использования энергии. Страны, использующие мало энергии на душу населения, к тому же используют ее неэффективно: создают мало ВВП на единицу затраченной энергии и при этом наносят больший экологический ущерб.

Природа не учитывает затраты энергии

Природно-климатические условия во многом определяют удельное энергопотребление в странах с сопоставимым уровнем экономического развития. Исследователи обычно обращают внимание на то, что страны, расположенные в умеренных и северных широтах (северные страны), вынуждены расходовать дополнительное количество энергии на отопление, особенно в зимний период.

Россия, при прочих равных условиях, вынуждена тратить на производство единицы ВВП на 40% энергии больше, чем европейские страны. Зависимость ВВП от природно-климатических условий отражает соотношение большого количества разнонаправленных факторов.

Так, в пустынях люди вынуждены затрачивать определенную энергию на водообеспечение (получение из скважин или доставку воды). В большинстве стран субтропического и тропического пояса, а в летний период - во всех развитых странах часть энергии используется на кондиционирование жилых и производственных помещений, транспортных средств.

Сопоставление статистических данных по развитым государствам показывает, что, как и следовало ожидать, затраты энергии на создание единицы ВВП выше в тех странах, где средняя температура января ниже. Если принять современную энергоемкость единицы ВВП в США за 1, то за счет природно-климатических факторов энергоемкость единицы ВВП в Великобритании, Франции, Италии, Японии (средняя температура - плюс 5 градусов С0) должна быть равна 0,74, в Швейцарии, Дании, Бельгии (0 градусов) - 0,93, в Норвегии, Швеции (минус 5 градусов) - 1,11, в Канаде (минус 12 градусов) - 1,48 и в России (минус 14 градусов) - 1,84.

Источники энергии в XXI веке

В XXI в., по крайней мере в первые его десятилетия энергопотребление будет расти, а доля различных стран и источников энергии в мировом топливно-энергетическом балансе будет изменяться. Но в долгосрочной перспективе прогнозируется замедление темпов роста энергопотребления, вызванное технологическими, коммерческими, демографическими и ресурсными причинами. Согласно прогнозам, к 2100 г. произойдет почти двукратное увеличение уровня использования энергии до отметки около 22 млрд т у. т.5

В среднем по миру обеспеченность разведанными запасами полезных ископаемых была в 2000 г. для нефти -37 лет, газа - 63 года, угля - более 250 лет. Запасы сырья для атомной энергетики также весьма значительны. Расширение выработки гидро- и геотермальной энергии, увеличение ресурсной базы горючих полезных ископаемых зависит, прежде всего, от технических решений, коммерческих и экологических ограничений. Уровень использования ветровой и солнечной энергии определяется наличием соответствующих природных площадок и технико-экономическими параметрами.

В структуре энергопотребления во второй половине XXI в. снизится доля углеводородных энергоносителей и вновь возрастет роль угля, но уже на базе новых технологических коммерчески эффективных и экологически чистых решений.

Потребление угля в конце XXI столетия достигнет согласно прогнозам, 6,5 млрд т у. т., что составит около 30% всей используемой первичной энергии. Начиная с 2040-х годов будет наблюдаться устойчивое возрастание объемов выработки и использования атомной энергии, энергии биомассы, солнечной, ветровой, геотермальной и других видов неисчерпаемой и возобновляемой энергии.

Доля гидроэнергии будет возрастать за счет использования потенциала крупных равнинных рек Южной Америки, Азиатско-Тихоокеанского региона, Африки, Сибири, а также в результате расширения строительства ГЭС и совершенствования технологических систем на горных и малых реках во всех регионах мира. При этом роль гидроэнергии будет оставаться незначительной, увеличившись в структуре энергопотребления с 2,7% в 2000 г. до 4% в 2100 г.

Согласно прогнозу Института геологии нефти и газа СО РАН, потребление энергоресурсов в мире к 2030 г. возрастет с 12,0 до 16,7 млрд т у. т. в год. При этом потребление нефти вырастет с 4,9 млрд т у. т. в 2000 г. до 7,1 млрд т у. т. в 2020 г., а в следующие десять лет - снизится до 6,9 млрд т у. т., за счет вытеснения нефтепродуктов из энергетических и транспортных систем сжиженным природным газом и синтетическим угольным топливом.

Потребление газа возрастет с 2,8 млрд т у. т. в 2000 г. до 4,0 млрд т у. т. в 2030 г., потребление угля - с 3,0 млрд т у. т. до 4,0 млрд т у. т. Баланс энергопотребления по энергоносителям в ближайшие 30 лет принципиальных изменений не претерпит. Ожидается, что в первые десятилетия XXI в. роль нефти в мировом топливно-энергетическом балансе будет оставаться определяющей. Прогнозируемый рост потребления газа не приведет к коренной диверсификации энергоносителей, как это случилось в XX веке.

Хорош газ, но и уголь нужен

Основным центром роста энергопотребления и нетто-импорта энергии и энергоносителей в первые десятилетия XXI в. станет Азиатско-Тихоокеанский регион, где энергетический спрос будет увеличиваться под влиянием ресурсных (ограниченность собственных источников), демографических (дальнейшее увеличение населения) и экономических (продолжение быстрого, преимущественно экстенсивного роста) факторов.

В структуре энергопотребления АТР также произойдут значительные изменения: повысится роль газа, нефти и атомной энергии. В настоящее время доля угля в потреблении первичной энергии КНР превышает 68%, в Индии -54%. Произойдет опережающий рост спроса на углеводородное сырье и ядерное топливо по сравнению с другими энергоносителями, особенно в Китае, Индии, Японии, Корее. Продолжится дальнейший рост потребления нефти и газа, главным образом за счет наращивания импорта, в США.

Высокий уровень и колебания цен на нефть, вызванные искусственными и естественными ограничениями добычи и запасов, стимулируют расширение использования природного газа в котельном и моторном топливе, коммунально-бытовой сфере. По экологическим и коммерческим причинам в мире и, особенно, в АТР будет происходить дальнейшее возрастание спроса на газ со стороны Японии, Кореи, Китая, где в настоящее время происходит интенсивное развитие технологических систем, основанных на использовании этого энергоносителя.

Непрерывное увеличение количества потребляемого газа будет характерно для первых десятилетий XXI в. В результате ужесточения экологических требований, при наличии значительных разведанных и оцененных запасов, перспективных и прогнозных ресурсов природного газа в мире ожидается некоторое увеличение роли газа в энергетике Европы и АТР.

В последние десятилетия интенсивно развивается трубопроводный транспорт, формируется инфраструктура сжиженного природного газа, создаются высокоэффективные парогазовые теплоэлектростанции, повышается доля газа в структуре моторного топлива, развиваются традиционные и новые направления газохимической промышленности.

Разрыв между странами увеличится

В ближайшие годы в мире будет абсолютно увеличиваться потребление угля, в значительной мере с использованием новых технологий. Но этот рост будет более медленным, чем для других энергоносителей. В последующем ожидается расширение коммерчески эффективного применения синтетического угольного топлива.

Начиная со второй половины XXI века в мировой энергетике должно произойти значительное повышение роли угля, а также неисчерпаемых и возобновляемых существующих и новых источников энергии. Основными видами биотоплива считаются древесина, древесный уголь, торф, промышленные, городские и сельскохозяйственные отходы. К неисчерпаемым источникам энергии относятся первичная электроэнергия, генерируемая из солнечной энергии, из энергии ветра, энергии приливов, гидро-, геотермальная и ядерная энергия.

По мере ухудшения горно-геологических условий добычи и исчерпания углеводородных энергоносителей, повышения стоимости энергии со второй половины XXI в. усилится роль неисчерпаемых и возобновляемых источников энергии. Так как повысится значимость высоких технологий (включая использования угля на новой технологической основе), может произойти дальнейшее увеличение разрыва в уровнях энергопотребления на душу населения между экономически развитыми и развивающимися странами.

Правительства развитых стран, международные правительственные и неправительственные организации, крупнейшие финансовые институты, научные центры должны совместно разработать стратегию устойчивого развития мирового сообщества с учетом закономерностей развития экономики и энергетики, ожидаемых изменений в системе энергообеспечения.

Список литературы

1 Томашпольский А. М. Нефть и газ в мировом энергетическом балансе (1900-2000 гг.). М., 1968.

2 ВР Statistical Reveiw of World Energy. London. 2001.

3 ВР Statistical Reveiw of World Energy; International Energy Annual 1999 // Energy Information Administration. Office of Energy Markets and End Use. Washington, 2002.

4 ВР Statistical Reveiw of World Energy; International Energy Annual 1999 // Energy Information Administration. Office of Energy Markets and End Use. Washington, 2002.

5 J. D. Edwards Crude Oil and Alternate Energy Production Fo-recasts for the Twenty-First Century: The End of the Hydro-carbon Era// AAPG Bulletin. V. 81. N 8 (August 1997); Green Paper. Towards a European strategy for the security of energy supplu / Commission of the European Communities. Brussels, 2000.