Надо ли заниматься ВИЭ в России?

Олег Попель – д.т.н., заведующий Лабораторией ВИЭ и энергоснабжения Объединенного института высоких температур РАН, возглавляет также Научный совет РАН по нетрадиционным возобновляемым источникам энергии (именно так называется это объединение ученых). В своих публикациях, которые легко можно найти в Интернете, он неоднократно подчеркивал, что «в отличие от многих других стран в России ясной и последовательной государственной политики в области ВИЭ пока не сформулировано». «Отношение к ВИЭ в России полярное. Есть энтузиасты, которые настаивают на том, что ВИЭ нам нужно использовать как можно шире уже прямо сейчас, а есть пессимисты, в основном из среды топливно-энергетического комплекса, которые утверждают, что для России, являющейся энергетической державой с огромными запасами органических топлив, ВИЭ малоперспективны, в обозримом будущем не смогут внести заметный вклад в энергобаланс страны и поэтому ими всерьез заниматься пока не следует».

«Кислород.ЛАЙФ» приводит выдержки из доклада Олега Попеля «ВИЭ в России: проблемы и перспективы», который за минувшие годы совсем не потерял своей актуальности.

«Возобновляемые источники включают широкий спектр источников энергии и технологий их преобразования в полезные для человека виды (электричество, тепло, холод, печные и моторные топлива и т.п.). Большая часть ВИЭ имеют солнечное происхождение (само солнечное излучение, ветер, водные потоки, биомасса). К «не солнечным» относятся геотермальная энергия, морские приливы, сбросное тепло антропогенного происхождения и др.)… Все известные источники в той или и иной степени могут претендовать на то, чтобы найти эффективное применение в том или ином секторе экономики.

Основными стимулами развития возобновляемых источников в мире являются следующие обостряющиеся со временем проблемы, стоящие перед человечеством:

• Как обеспечить возрастающие энергетические потребности быстро растущего населения мира? В начале ХХI века мировое потребление энергии превысило 500 ЭДж/год (1 ЭДж = 1018 Дж) или около 12 млрд тонн н.э./год. По различным прогнозам уже к 2020 году мировое энергопотребление возрастет более чем в полтора раза, в первую очередь, за счет развивающихся стран (рост населения с одновременным повышением удельного в расчете на одного человека потреблением энергии). В условиях постепенного истощения дешевых запасов органического топлива возможность полного и с приемлемыми затратами удовлетворения растущих энергетических потребностей вызывает серьезные опасения. Ядерная энергетика после ряда серьезных аварий на АЭС пока не вызывает доверия общественности, да и ее полноценное развитие возможно лишь при переходе на новые типы реакторов-размножителей, обеспечивающих воспроизводство ядерного топлива, что сопряжено с необходимостью освоения новых технологий и определенными дополнительными рисками. Термоядерная энергетика пока не вышла из стадии фундаментальных исследований, и сроки ее возможного промышленного освоения пока не предсказуемы. В этой ситуации ставка на расширение масштабов использования ВИЭ, ресурсы которых по сравнению с обозримыми энергетическими потребностями человечества практически неограничены, несмотря на повышенные затраты, представляется вполне оправданной.
• Как обеспечить энергетическую безопасность стран и регионов, сильно зависящих от импорта энергоресурсов? Эта проблема стоит еще более остро и актуально, чем предыдущая. Мир довольно жестко поделен на страны экспортеры и импортеры энергоресурсов. Месторождения органических топлив и урана по миру распределены крайне «несправедливо», что вызывает экономические и политические кризисы и создает напряженность в мире. ВИЭ распределены по странам мира более или менее равномерно и доступны в том или ином виде и количестве в любой географической точке, что обусловливает их дополнительную привлекательность.
• Как обеспечить экологическую безопасность? Масштабы современной энергетики пока еще малы в рамках природного энергетического баланса: потребление энергии человечеством составляет всего около 2/10000 суммарного поступления энергии солнечного излучения на поверхность Земли. Вместе с тем, в сравнении с энергией, идущей на процессы фотосинтеза (около 40 ТВт), мировая энергетика соизмерима и, по оценкам, достигает около 20% от нее, что указывает на принципиальную возможность заметного глобального влияния энергетики на биосферу. Энергетика ответственна примерно за 50% всех вредных антропогенных выбросов в окружающую среду, в том числе парниковых газов (ПГ). Не вызывает сомнений, что ВИЭ более экологически безопасны, чем традиционные источники.

Немаловажными аргументами в пользу развития ВИЭ являются также:

• Забота о будущих поколениях: энергетика – крайне инерционная сфера экономики, продвижение новых энергетических технологий занимает десятки лет, необходима диверсификация первичных источников энергии, в том числе за счет разумного использования ВИЭ.
• Многие технологии энергетического использования ВИЭ уже подтвердили свою состоятельность и за последнее десятилетие продемонстрировали существенное улучшение технико-экономических показателей. Удельные капитальные затраты на создание энергоустановок на ВИЭ и стоимость генерируемой ими энергии приблизились к аналогичным показателям традиционных энергоустановок, и в ряде случаев использование ВИЭ в некоторых регионах и практических приложениях стало вполне конкурентоспособным.

Справедливости ради необходимо отметить, что ВИЭ имеют как массу достоинств, так и существенные недостатки. К недостаткам, прежде всего, относится то, что ВИЭ характеризуются, как правило, небольшой плотностью энергетических потоков: солнечное излучение – менее 1 кВт на кв. метр, ветер при скорости 10 м/с и поток воды при скорости 1 м/с – около 500 ватт на 1 кв. метр. В то время как в современных энергетических устройствах мы имеем потоки, измеряемые сотнями киловатт, а иногда и мегаваттами на 1 кв. метр. Сбор, преобразование и управление энергетическими потоками малой плотности, в ряде случаев имеющих суточную, сезонную и погодную нестабильность, требуют значительных затрат на создание приемников, преобразователей, аккумуляторов, регуляторов и т.п. Высокие начальные капитальные затраты, правда, в большинстве случаев компенсируются низкими эксплуатационными издержками.

Нужно ли в России форсировать развитие использования ВИЭ?

 
С точки зрения макроэкономических показателей Россия, казалось бы, с избытком обеспечена традиционными энергоресурсами. Анализ энергобаланса показывает, то из всех добываемых в стране энергоресурсов около 2/3 экспортируется за рубеж. 45% - в натуральном виде, еще около 13% - в виде энергоемкой продукции низкого передела (металл, удобрения и т.п.), около 6% - приходится на энергию, затрачиваемую на транспорт энергоресурсов и указанной продукции по территории России за рубеж. (…) Экспортная ориентация во многом обусловлена тем, что нефтегазовый комплекс страны обеспечивает около 17% российского ВВП и более 40% доходов консолидированного бюджета, и отказаться от таких доходов крайне сложно.

Насколько такая политика дальновидна и стратегически обоснована? Успокаивает, видимо, то что, по имеющимся оценкам, Россия занимает первое место по запасам природного газа (23% мировых запасов), второе место по запасам угля (19% мировых запасов), 5-7 место по запасам нефти (4-5% мировых запасов). На Россию приходится 8% мировой добычи природного урана. Однако и в России легкодоступные месторождения относительно дешевых энергоресурсов быстро истощаются, а разведка и освоение новых месторождений требует огромных затрат. Очевидно, что энергетическая политика страны уже в ближайшее время потребует серьезной коррекции в сторону более рачительного использования энергоресурсов.

С точки зрения международных обязательств России по экологии в стране пока все обстоит благополучно. (…) Оценки показывают, что даже без принятия специальных мер к 2030 году объемы выбросов не достигнут уровня 1990 года, и проявлять особого беспокойства по этому поводу не требуется. Приведенные данные, казалось бы, на стороне пессимистов: ВИЭ для России при макроэкономическом анализе представляются не актуальными.

Однако давайте теперь посмотрим на Россию, немного с других позиций: с позиций регионов страны и конкретных потребителей энергии. Факты говорят о том, что: 

• 2/3 территории страны с населением около 20 млн человек находится вне сетей централизованного энергоснабжения. Это – районы страны с наиболее высокими ценами и тарифами на топливо и энергию (10-20 рублей за кВт/час и выше).
• Большая часть регионов страны реально энергодефицитны, нуждаются в завозе топлива и поставке энергии. Для них столь же актуально решение проблемы региональной энергетической безопасности, как и для стран-импортеров энергоресурсов.
• В нашей стране, являющейся газовой державой, газифицировано лишь около 50% городских и около 35% сельских населенных пунктов. Здесь используется уголь, нефтепродукты, являющиеся источниками локального загрязнения окружающей среды.
• В условиях постоянного роста тарифов и цен на энергию и топливо, растущих затрат на подключение к сетям централизованного энергоснабжения автономная энергетика в стране развивается опережающими темпами… Потребители энергии стремятся обеспечить себя собственными источниками электроэнергии и тепла, что, как правило, ведет к снижению эффективности использования топлива по сравнению с комбинированным производством электроэнергии и тепла на ТЭЦ и снижению эффективности всей энергетики страны.

Технико-экономические оценки показывают, что именно районы с децентрализованным и автономным энергоснабжением являются наиболее привлекательными для эффективного использования нетрадиционных ВИЭ. Вклад нетрадиционных ВИЭ (без крупных ГЭС) в энергобаланс России пока не превышает 1%. Принятые в последнее время государственные решения предписывают довести вклад ВИЭ к 2020 году до 4,5%, что потребует ввода энергоустановок на ВИЭ суммарной мощностью 20-25 ГВт.

Технологии, изолированные районы и экспорт

Позиция Минэнерго РФ в сфере ВИЭ, в принципе, давно известна. На прошлой неделе ее еще раз озвучил первый заместитель главы Минэнерго РФ Алексей Текслер в программе «Левченко.Ракурс» на телеканале РБК. «Углеводородная энергетика будет терять свой вес, но это будет происходить не в один момент. Поэтому те конкурентные преимущества, которые есть у России — имеется в виду собственные, относительно дешевые углеводороды — мы будем использовать по максимум для того, чтобы диверсифицировать экономику. Но, безусловно, будем развивать возобновляемую энергетику. Поэтому я в нее верю», — сказал Текслер.

Но, конечно, есть и более серьезные причины для развития ВИЭ, чем вера в них высокопоставленного чиновника. Сам Текслер назвал три. Первая – развитие высокотехнологичных производств. «Для чего правительство Российской Федерации обратило внимание на возобновляемую энергетику? С одной стороны, у нас, в отличие от таких стран как Китай, профицит мощности. Мы исходили из того, что, в первую очередь, нам необходимо развивать собственную технологическую компетенцию, научно-техническую базу». Для этого те проекты, что претендуют на господдержку и реализуются на оптовых рынках, обязаны удовлетворять высоким требованиям по локализации оборудования (для ветра – 65%, для солнца с 2019 года сделают 70%).

Вторая причина – снабжение изолированных энергорайонов. «У нас большая страна, использование возобновляемой энергетики позволяет снижать себестоимость производства электрической энергии для людей, которые живут в удаленных районах», - отметил Текслер.

Третья причина – экспорт отечественных технологий ВИЭ. Впрочем, с этой позицией согласны не все. Так, глава «Роснано» Анатолий Чубайс в недавнем интервью BFM.ru отмечал,что «национальный стартап возобновляемой энергетики в России развивается. Это хорошо, но мы не будем здесь лидерами. Мы здесь, скорее всего, перенимаем технологии, чем создаем новые». По мнению Чубайса, прорыва Россия может достигнуть только в сфере новых материалов, естественно, наномодифицированных.