Производство электроэнергии

Производство электроэнергии

Электричество гибко с точки зрения не только использования, но и производства. В отличие от нефти, природного газа или угля оно не является первичным источником энергии. Это продукт, вырабатываемый путем преобразования других ресурсов, и способов его получения очень много. Электричество можно производить с использованием угля, нефти, природного газа и урана; энергии падающей или текущей воды; энергии ветра и солнца; даже путем сжигания мусора и старых покрышек².

Производство электроэнергии – классический долгосрочный бизнес. Электростанция, построенная сегодня, может работать и через 60–70 лет. Это также дорогой бизнес – электроэнергетика является самой капиталоемкой среди крупных американских отраслей. В США 10 % всех капиталовложений приходятся на электростанции, линии электропередач, подстанции, опоры и провода, которые образуют инфраструктуру электроэнергетики. Новая угольная электростанция может обойтись в $3 млрд, если допустить, что ее придется строить в условиях сопротивления со стороны защитников окружающей среды и неопределенности регулирования выбросов углекислого газа. Новая атомная электростанция может обойтись вдвое дороже – в $6–7 млрд. Если допустить, что атомная электростанция пройдет все разрешительные процедуры, на строительство может потребоваться десятилетие, а сама станция, не исключено, останется работоспособной и в следующем веке.

Однако правила, политика и ожидания меняются, создавая то, что экономист Лоренс Макович называет «затруднениями». Бизнес и без того находится под влиянием переменчивых течений в государственной политике и кардинальных изменений рыночной конъюнктуры и общественного мнения, которые приводят к сильным и неожиданным изменениям направления движения. С повышением внимания к проблеме изменения климата растет противодействие строительству новых электростанций. Его вызывает не только перспектива появления новой угольной или атомной электростанции. Местная публика может восстать и против ветрогенераторов, и против новых линий электропередач.

Как в таких условиях удовлетворить потребности и устранить разрыв между ожиданиями общественности и тем, что можно реально построить? Ни ветровая, ни солнечная энергетика пока еще не проявили себя в системном масштабе. (К ним мы еще вернемся позже.) Повышение эффективности и интеллектуальные энергосистемы могут уменьшить наклон кривых роста или сделать их пологими.

Начать следует с существующей структуры источников энергии в электроэнергетике. В США доля угля в совокупной выработке электроэнергии, некогда составлявшая почти 55 %, уменьшилась в 2012 г. до 36 %. Далее идет природный газ, доля которого составляет 29 % и растет, и атомная энергия (21 %). Доля гидроэнергии составляет 7 %, ветровой энергии – 4 %, доля солнечной энергии незначительна (0,04 %). Доля нефти за прошедшие десятилетия существенно уменьшилась с более чем 15 % до 0,06 %. Вот почему вопреки многочисленным утверждениям увеличение доли возобновляемых источников энергии или атомной энергии очень слабо скажется на использовании нефти, если не будет сопровождаться повсеместным внедрением электромобилей.

Другие развитые страны менее зависимы от угля. Так, в Европе доля атомной энергии составляет 25 %, угля – 25 %, природного газа – 25 %, гидроэнергии – 15 %. Далее идут ветровая энергия и нефть, 4 % и 3 % соответственно. В Японии доля угля в совокупной выработке электроэнергии составляет 28 %, атомной энергии – 28 %, природного газа – 26 %, нефти – 8 %, гидроэнергии – 8 %. Доля ветровой энергии пренебрежимо мала. Доля солнечной энергии во всех трех регионах пока еще не является статистически значимой величиной.

В российской электроэнергетической системе природный газ обеспечивает порядка 50 % производства электроэнергии, что намного больше, чем в любой другой промышленно развитой стране. На уголь приходится 16 % производства, на атомную энергетику – 17 % и на гидроэнергетику – 15 %. Доля нефти составляет около 2 %.

Китай и Индия, страны с наибольшей численностью населения, по потреблению угля занимают первое и третье места в мире соответственно, тогда как США – второе. В Китае с использованием угля производится около 80 % электроэнергии, а в Индии – 69 %. Доля гидроэнергии в Китае составляет 16 %, в Индии – 13%³.

Структура источников энергии в электроэнергетике определяется ограничениями и ресурсами региона, а также его географией. Например, в Бразилии свыше 80 % электроэнергии вырабатывается гидроэлектростанциями. Помимо этого, существенное влияние на структуру источников энергии оказывают технологии, экономика и доступность, а также экономическая политика, политический фактор и общественное мнение.

Если все это сложить, становится очевидно, что триумвират источников энергии – уголь, атомная энергия и природный газ – будет доминировать в мире еще как минимум два десятилетия. Однако в более отдаленной перспективе, когда вырастет доля возобновляемых источников энергии, структура не так очевидна.