Управление энергетическим сектором

Пути развития энергетики в XXI в.

ГЕОРГ ЭРДМАНН
профессор факультета производственных процессов
Института энергетики,
Технический университет
(Берлин)

• Каждое поколение должно заниматься обоими аспектами использования энергии – и снабжением, и утилизацией отходов
• И сегодня большая часть электроэнергии во всем мире производится
за счет сжигания угля
• Технические новшества, способствуя достижению стабильного энергоснабжения, нередко становятся источником экологических, экономических или социальных проблем

Анализ тенденций в энергетике, требований, предъявляемых к ней в XXI в., и возможных вариантов перспективной политики в данной сфере выявил ряд проблем. Наиболее важные: потенциал развития технологий, использующих возобновляемые источники энергии; дальнейшее повышение коэффициента полезного действия при выработке энергии; наличие запасов ископаемых энергоресурсов; необходимость и возможности для ограничения выбросов газов, вызывающих парниковый эффект; будущее мирного использования ядерной энергии; справедливое распределение энергоресурсов между поколениями и народами, в частности, с учетом интересов развивающихся стран и стран с переходной экономикой, население которых располагает сегодня лишь десятой частью энергии, потребляемой жителями промышленно развитых государств; финансирование энергетической инфраструктуры, необходимой для экономического роста.

Но все это вариации двух главных проблем, которые стояли, стоят и будут стоять перед всеми поколениями – прошлыми, настоящими и будущими. С одной стороны, каждое поколение должно ответить на вопрос, как обеспечить себе достаточно стабильное, экономически и социально приемлемое снабжение энергией. С другой, оно должно предпринять меры по предотвращению ущерба и рисков, связанных с добычей, распределением и использованием энергоносителей. Названные задачи охватывают значительную часть проблематики, которую с конца 80-х годов прошлого века описывают с помощью термина “устойчивое развитие”.

Как видим, само понятие устойчивого развития является сравнительно новым. Однако решаемые в рамках соответствующей политики задачи, в частности в области энергетики, стары как мир: каждое поколение людей должно заниматься обоими аспектами использования энергии – и снабжением, и утилизацией отходов.

Перед нашим поколением проблема устойчивости встает в новых, до сих пор неведомых масштабах. Это объясняется тем, что на планете сейчас живет почти в 6 раз больше людей, чем 100 лет назад, и рост населения пока продолжается. Как следствие, обеспечение стабильного энергоснабжения ставит перед нами новые (даже в чисто количественном плане) вопросы. В то же время ни одно из прежних поколений не располагало столь мощным потенциалом для их решения – ресурсами физического капитала, знаний и ноу-хау.

Отмечу, что важно не только как можно раньше достичь состояния, считающегося устойчивым, но одновременно требуется прилагать усилия по расширению имеющегося и освоению нового потенциала решений. Таким образом, стабильное развитие представляет непрерывный процесс, в ходе которого необходимо поддерживать определенный баланс между наблюдаемыми или вновь возникающими проблемами и развитием потенциала их решений. В этом состоит ключевой момент эволюционной концепции устойчивого развития, которую я представляю.

Исторический обзор проблематики устойчивого энергоснабжения показывает, что решающую роль здесь до сих пор играли прежде всего технические новшества. Так, накануне первой промышленной революции в Англии ответом на растущий дефицит древесины стало развитие добычи каменного угля. И сегодня большая часть электроэнергии во всем мире производится за счет сжигания угля. Чтобы в какой-то степени нейтрализовать обусловленное этим загрязнение атмосферы, особенно в крупных промышленных центрах, разработаны фильтры для улавливания пыли, установки для промывания дымовых газов и вихревые топки. Если в дальнейшем при существующих технологиях применение угля в энергетике из-за угрозы парникового эффекта будет невозможно, то в кратко- и среднесрочной перспективе можно будет перейти на другие ископаемые энергоносители, в частности на природный газ. При этом могут быть задействованы относительно новые, разработанные в 80-е годы XX столетия высокоэффективные технологии использования топлива. Но когда-нибудь и такой вариант решения энергетических проблем исчерпает себя, поскольку запасы природного газа не бесконечны. Тогда, возможно, придет очередь сжигания угля с малым выбросом углекислого газа – потенциальной технологии будущего, при которой часть углерода отделяется до или после сжигания и накапливается в геологических хранилищах. Правда, с нынешней точки зрения подобный вариант был бы чрезвычайно дорогостоящим решением проблемы парникового эффекта.

Технические новшества, способствуя достижению стабильного энергоснабжения, нередко становятся источником экологических, экономических или социальных проблем. Тем самым те, кто скептически относится к техническим решениям проблем устойчивого развития, получают в свое распоряжение весомые аргументы против них. Однако дебаты о “революции достаточности”, развернувшиеся в обществе в 80 – 90-е годы ушедшего века, показали, насколько малоперспективны принципиальный отказ от технических новаций и их жесткое подчинение концепциям социального обновления. В частности, в Германии вхождение представителей партии “Союз 90/Зеленые” в состав Федерального правительства в немалой степени способствовало быстрому достижению широкого общественного консенсуса по отношению к тому, что для обеспечения устойчивого энергоснабжения надо активно использовать технические возможности. Данный консенсус основан на убеждении, что проблемы, вызванные применением технических решений, предстоит преодолевать опять-таки с помощью техники, причем экономически и социально приемлемым образом. При этом ранняя диагностика и оценка возможных последствий задействования техники могут в ограниченном объеме способствовать предупреждению нежелательных тенденций.

Дефицит в электроснабжении

Итак, какие же вопросы энергоснабжения будут главными в XXI в.? Исходной точкой является то, что его нынешняя техническая система более чем на 80% базируется на использовании невозобновляемых ископаемых энергоносителей. При этом на каждого жителя Земли (примерно 6 млрд человек) приходится около 1,5 т нефти. Предположим, что данная величина является ориентиром для энергоснабжения в развивающихся странах (это было рекомендовано “Всемирным энергетическим советом” в 1993 г.¹) и население планеты в ближайшие десятилетия вырастет до 10-12 млрд человек. Тогда дальнейший рост потребности в энергии представляется неизбежным, даже если промышленно развитые страны предпримут жесткие меры по энергосбережению.

В настоящее время на добычу нефти приходится около 40% коммерческого энергоснабжения. Разведанные, а также предполагаемые запасы нефти еще в течение многих десятилетий будут являться одним из главных источников энергии. И все-таки на базе нынешних технологий вряд ли будет возможно существенно увеличить годовой объем добычи нефти. Поэтому в ближайшие десятилетия следует ожидать возникновения ее относительного дефицита. Природный газ, очевидно, сможет покрыть лишь его часть. Дальнейшему же строительству крупных гидроэлектростанций или новых АЭС мешают социальное и политическое неприятие, а также сложности с финансированием. Самый элементарный и удобный выход: увеличение добычи угля, запасы которого достаточно велики и сравнительно легко доступны. Но он без применения новых технологий связан с неоправданным риском для климата Земли.

Так выглядит современный вариант классической проблемы угрозы глобального дефицита энергоснабжения. В Германии (да и во многих странах) раньше ссылками на грозящий дефицит оправдывали добычу отечественных энергоносителей (политика преимущественного потребления угля) или государственную поддержку мирного использования ядерной энергии, теперь же преобладают требования переориентации на возобновляемые источники энергии в сочетании с усиленным энергосбережением. При этом рекомендуется использовать:

солнечную и геотермальную энергию в области низкотемпературного тепла;

фотоэлектрические и ветряные установки для производства электроэнергии;

регенеративный водород в качестве транспортного топлива.

Замечу, что роль применения биомассы в энергосистемах XXI в. также может вырасти, если только это не ограничит мировые ресурсы продовольствия. Еще до промышленной революции около 30% сельскохозяйственных угодий были задействованы для прокорма тягловых животных. Вполне возможно, что в эпоху исчерпания запасов ископаемых энергоносителей сопоставимая с этим доля сельхозплощадей будет служить для снабжения технических энергосистем.

Названные предложения представляют собой устремленные в будущее концепции, способные в перспективе устранить дефицит энергии. Однако не стоит переоценивать способность государственных органов целенаправленно их поддерживать. Действия государства подвержены многообразным и разнонаправленным влияниям, поэтому, как показывает опыт, добиться последовательного осуществления той или иной стратегии, в том числе и в области энергетической политики, бывает весьма трудно. Наиболее ярким примером этого служат энергетические субвенции. Для их обоснования прибегают к самым разным аргументам. Однако их применение равнозначно массовому разбазариванию ресурсов (вопреки всей риторике об устойчивом развитии). Несколько лет назад Всемирный банк оценил предоставляемые во всем мире энергетические субсидии суммой, которая выражалась трехзначным числом миллиардов долларов США и втрое превышала объем помощи, направляемой на цели развития². С тех пор мало что изменилось.

Цены на энергию

Если при реализации концепций устойчивого развития энергетики в XXI в. нельзя рассчитывать на государство, то эту задачу придется решать в основном за счет факторов, действующих на рынке. Ключевой элемент здесь – цены на энергоресурсы, которые неизбежно повышаются при возникновении дефицита, что способствует более экономному расходованию энергии, а также освоению ее новых источников, включая технологии использования возобновляемых источников энергии.

Главный вопрос: смогут ли люди справиться с ростом цен на энергию, не испытывая при этом неприемлемых ограничений? И если смогут, то до какой степени цены будут повышаться?

Не последнюю роль в этом деле, конечно, играет уровень доходов: богатым людям заплатить высокую цену за энергию, не поступаясь своими жизненными привычками, легче, чем бедным. В глобальном масштабе промышленно развитые страны проще, чем остальные, преодолеют подобные трудности.

Рассмотрение проблемы во временном контексте показывает, что вызванное дефицитом энергии повышение цен на нее спокойнее перенесут те государства, которые в будущем могут рассчитывать на более высокие расходы. Это обстоятельство подчеркивает значимость экономического роста в долгосрочной перспективе. Однако он должен сочетаться с опережающим увеличением производительности в секторе энергетики, так как в противном случае стоимость энергии будет расти быстрее, чем доходы населения, что заставит будущие поколения ограничить ее потребление.

Итак, если производительность в данной сфере не будет повышаться в достаточной мере, то стоимость энергии в XXI в. заметно вырастет. Если же с помощью новых технологий производительность удастся существенно увеличить, то дефицит энергии не достигнет угрожающего масштаба, вследствие чего для обеспечения баланса спроса и предложения цены на нее будут расти не столь сильно. Пока цены на энергию будут оставаться гибкими, ни при одном из сценариев не возникает опасного дефицита энергии.

Думается, что как и прежде развитие в XXI в. вряд ли будет иметь линейный характер. Вероятно, фазы высоких и низких цен на энергию будут периодически сменять друг друга³ (рис. 1). Во время фазы высоких цен финансовые средства будут перетекать в сферу освоения новых (обычных и возобновляемых) источников энергии в большем размере, чем это требовалось бы в среднесрочном плане. Когда нарастающие объемы энергии через несколько лет поступят на рынок, они снизят цены и процесс перейдет в следующую фазу. Для нее, напротив, характерен недостаток инвестиций, что через несколько лет приведет к повышению цен. Так, высокие прошлогодние цены на сырую нефть были, на мой взгляд, обусловлены прежде всего вялой инвестиционной деятельностью в нефтедобывающей отрасли во второй половине 90-х годов ушедшего столетия. Цены, превышающие 30 долл. за баррель, сегодня еще не предвещают скорого исчерпания резервов нефтедобычи.

В ходе обсуждения концепций развития энергетики в XXI в. встал также вопрос о том, каково в перспективе будет соотношение между разными источниками энергии. Ответ на него зависит не столько от физического наличия тех или иных энергоресурсов, сколько в первую очередь от инновационной конкуренции между различными технологиями их использования (как обычных, так и возобновляемых источников энергии). Победят в данной борьбе те технологии, которые смогут уйти в отрыв по физическим, экологическим, социальным и экономическим параметрам. От этого и зависит соотношение между источниками энергии, его динамика во времени.

Что касается самого исхода технологической конкуренции, то существуют две основные точки зрения. Одни наблюдатели считают, что сокращение физического объема имеющихся невозобновляемых энергоносителей в перспективе станет непреодолимым препятствием для успешного развития соответствующих технологических линий. Это относится прежде всего к нефти и природному газу. На смену им в ближайшие 100 лет неизбежно должны прийти технологии использования возобновляемых источников энергии. Однако надо учитывать, что нефтегазовый сектор в отличие от регенеративной энергетики располагает огромным потенциалом финансовых ресурсов. Поэтому реально, что он в течение длительного времени еще будет сохранять свое преимущество благодаря техническому совершенствованию. Следовательно, в кратко- и среднесрочном плане технологии использования возобновляемых источников энергии будут находиться в ущемленном положении, им необходима государственная поддержка, чтобы они смогли наверстать отставание и повысить свою конкурентоспособность.

Согласно второй точке зрения возможности нефтегазодобывающей промышленности сильно недооцениваются. Ее сторонники считают, что нефтяники и газовики сумеют с помощью технологических новшеств преодолеть фундаментальные проблемы невозобновляемых энергоносителей, причем не только в кратко-, но и в долгосрочной перспективе. Данное мнение обосновывают тем, что своим господствующим положением отрасль обязана отнюдь не объему собственных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Она во всем мире относится к отраслям, которые тратят на НИОКР наименьшую долю своего оборота. В принципе это могло бы привести к технологическому отставанию. Но дело в том, что нефтегазовая промышленность в последние десятилетия добилась больших успехов в деле сокращения издержек добычи, особенно на морских шельфах (рис.2).

Конечно, вряд ли можно исходить из того, что нефтяная промышленность по-прежнему будет сохранять лидирующее положение, не вкладывая больших средств в НИОКР. Но ее новаторскую мощь в прошлом уже не раз недооценивали, поэтому нельзя исключить, что эта отрасль экономики с помощью технических новаций все же справится с проблемами, обусловленными истощением запасов нефти и природного газа. В результате решающий прорыв к рынку возобновляемых энергоносителей произойдет, возможно, позже, чем этого ожидают некоторые оптимисты.

Кстати, решающая индустриальная инициатива по выводу на рынок новых технологий использования возобновляемых источников энергии может исходить непосредственно от нефтегазовой промышленности. Вполне можно предположить, что данная отрасль сделает все, чтобы сохранить лидирующие позиции в сфере энергетики и после того, как сойдет на нет добыча нефти и газа. И если тогда настанет время регенеративного энергоснабжения, то у нефтегазовой отрасли не будет недостатка в финансовых и технических предпосылках для перехода на другие энергоносители.

Ради полноты картины следует подчеркнуть, что технологические линии, связанные с угледобычей и мирным использованием ядерной энергии, также могут найти новых сторонников благодаря радикальным техническим новшествам, и тогда соответствующие энергоносители смогут играть более весомую роль, чем мы сейчас предполагаем. Было бы опрометчиво считать, что исход долгосрочной конкуренции энерготехнологий уже предрешен, и делать на этой основе выводы о соотношении между основными источниками энергии в XXI в. О том, насколько трудно оценивать перспективы открытой конкуренции между различными направлениями технологических разработок на век вперед, можно судить, если мысленно попытаться сейчас предсказать нынешнюю структуру энергоснабжения исходя из уровня знаний 1900 г. (рис. 3).

*Полный текст см.: Internationale Politik, 2001, № 1.
¹‘м.: Energy for TomorrowХs World Р The Realities, the Real Options and the Agenda for Achievement, New York, 1993.
²‘м.: Development and Environment. World Development Report 1992, Washington DC., 1992.
³См.: Erdmann, An Evolutionary Model for Long Term Oil Price Forecasts, in: Adolf Wagner/Hans Walter Lorenz (Ред.) Studien zur Evolutorischen Цkonomik [Исследования по эволюционной экономике] III, Berlin/Mьnchen 1995, S. 143-161.