Проблемы энергетики: Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Содержание

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Научно-практический рецензируемый журнал

«Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ» – это рецензируемое научное издание, на страницах которого освещаются фундаментальные и прикладные исследования, а также дискуссионные вопросы по проблемам энергетики и связанными с ней отраслями производства и науки.

Учредители журнала: Казанский государственный энергетический университет и Министерство образования РФ. Журнал зарегистрирован в Министерстве РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций – ПИ № 77-7322 от 19.02.2001 г.

Международный стандартный серийный номер журнала (ISSN) – 1998-9903, а также (Online ISSN) – 2658-5456. Подписной индекс в каталоге интернет-подписки «Почта России» – П6740. Периодичностью 1 журнал в 2 месяца.

Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук.

В журнале публикуются работы, соответствующие группе специальностей:

05.09.00 Электротехника

  • 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты,
  • 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы,
  • 05.09.12 – Силовая электроника,

05.11.00 Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

  • 05.11.01 – Приборы и методы измерения (по видам измерений),
  • 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий,
  • 05.11.16 – Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям),

05.14.00 Энергетика

  • 05.14.01 – Энергетические системы и комплексы,
  • 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы,
  • 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование эксплуатацию и вывод из эксплуатации,
  • 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика,
  • 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.

В Журнале публикуются результаты открытых научных исследований, выполняемых учеными научных учреждений, высших учебных заведений, иных организаций и граждан, ведущих научные исследования в порядке личной инициативы. Принимаются к публикации: оригинальные статьи; научные обзоры. Язык публикаций: русский, английский.

Журнал включен в систему Российского индекса научного цитирования (РИНЦ), в международный подписной каталог периодических изданий «Ulrich’s Periodicals Directory». Выпуски журнала размещаются на сайте Научной Электронной Библиотеки (НЭБ).

График выхода журнала:
№1 (Январь/Февраль) – 15 марта;
№2 (Март/Апрель) – 15 мая;
№ 3 (Май/Июнь) – 15 июля;
№ 4 (Июль/Август) – 15 сентября;

№ 5 (Сентябрь/Октябрь) – 15 ноября;
№ 6 (Ноябрь/Декабрь) – 15 января.

Основные проблемы энергетики и возможные способы их решения

%PDF-1.3 % 1 0 obj > endobj 5 0 obj /Title >> endobj 2 0 obj > endobj 3 0 obj > endobj 4 0 obj > stream

  • Основные проблемы энергетики и возможные способы их решения
  • Ушаков Василий Яковлевич endstream endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 11 0 obj > endobj 12 0 obj > endobj 13 0 obj > endobj 14 0 obj > endobj 15 0 obj > endobj 16 0 obj > stream HLQO0ǥ%ʠOeINISP||疢Js=lja

    Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества

    Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества

    Введение.

    Энергия – проблемы роста потребления

        Энергетический кризис – явление, возникающее, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики, политики или физического дефицита.

        Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продол­жительности и улучшения условий его жизни.
        История цивилизации – история изобретения все новых и новых методов преобразования энергии, освоения ее новых источников и в конечном итоге увеличения энергопотребления.
        Первый скачок в росте энергопотребления произошел, когда человек научился добывать огонь и использовать его для приготовления пищи и обогрева своих жилищ. Источниками энергии в этот период служили дрова и мускульная сила человека. Следующий важный этап связан с изобретением колеса, созданием разнообразных орудий труда, развитием кузнечного производства.

    К XV веку средневековый человек, используя рабочий скот, энергию воды и ветра, дрова и небольшое количество угля, уже потреблял приблизительно в 10 раз больше, чем первобытный человек. Особенно заметное увеличение мирового потребления энергии произошло за последние 200 лет, прошедшие с начала индустриальной эпохи, – оно возросло в 30 раз и достигло в 1998 г. 13.7 Гигатонн условного топлива в год. Человек индустриального общества потребляет в 100 раз больше энергии, чем первобытный человек.
        В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.
        В то же время энергетика – один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта, выбросы токсичных веществ).

        Несмотря на отмеченные факторы отрицательного воздействия энергетики на окружающую среду, рост потребления энергии не вызывал особой тревоги у широкой общественности. Так продолжалось до середины 70-х годов, когда в руках специалистов оказались многочисленные данные, свидетельствующие о сильном антропогенном давлении на климатическую систему, что таит угрозу глобальной катастрофы при неконтролируемом росте энергопотребления. С тех пор ни одна другая научная проблема не привлекает такого пристального внимания, как проблема настоящих, а в особенности предстоящих изменений климата.
        Считается, что одной из главных причин этого изменения является энергетика. Под энергетикой при этом понимается любая область человеческой деятельности, связанная с производством и потреблением энергии. Значительная часть энергетики обеспечивается потреблением энергии, освобождающейся при сжигании органического ископаемого топлива (нефти, угля и газа), что, в свою очередь, приводит к выбросу в атмосферу огромного количества загрязняющих веществ.
        Такой упрощенный подход уже наносит реальный вред мировой экономике и может нанести смертельный удар по экономике тех стран, которые еще не достигли необходимого для завершения индустриальной стадии развития уровня потребления энергии, в том числе России. В действительности все обстоит гораздо сложнее. Помимо парникового эффекта, ответственность за который, частично лежит на энергетике, на климат планеты оказывает влияние ряд естественных причин, к числу важнейших из которых относятся солнечная активность, вулканическая деятельность, параметры орбиты Земли, автоколебания в системе атмосфера-океан. Корректный анализ проблемы возможен лишь с учетом всех факторов, при этом, разумеется, необходимо внести ясность в вопрос, как будет вести себя мировое энергопотребление в ближайшем будущем, действительно ли человечеству следует установить жесткие самоограничения в потреблении энергии с тем, чтобы избежать катастрофы глобального потепления.

    Современные тенденции развития энергетики


     Рис. 5.37. Мировое потребление коммерческой энергии Е и численность населения Р во второй половине XX столетия
        Общепринятая классификация подразделяет источники первичной энергии на коммерческие и некоммерческие.
        Коммерческие источники
    энергии включают в себя твердые (каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы, битуминозные пески), жидкие (нефть и газовый конденсат), газообразные (природный газ) виды топлива и первичное электричество (электроэнергия, произведенная на ядерных, гидро-, ветровых, геотермальных, солнечных, приливных и волновых станциях).
        К некоммерческим относят все остальные источники энергии (дрова, сельскохозяйственные и промышленные отходы, мускульная сила рабочего скота и собственно человека).
        Мировая энергетика в целом на протяжении всей индустриальной фазы развития общества основана преимущественно на коммерческих энергоресурсах (около 90% общего потребления энергии). Хотя следует отметить, что существует целая группа стран (экваториальная зона Африки, Юго-Восточная Азия), многочисленное население которых поддерживает свое существование почти исключительно за счет некоммерческих источников энергии.

        Различного рода прогнозы потребления энергии, базирующиеся на данных за последние 50-60 лет предполагают, что примерно до 2025 г. ожидается сохранение современного умеренного темпа роста мирового потребления энергии – около 1.5% в год и проявившая себя в последние 20 лет стабилизация мирового душевого потребления на уровне 2.3-2.4 т усл.топл./(чел.-год). После 2030 г. по прогнозу начнется медленное снижение среднемирового уровня душевого потребления энергии к 2100 г. При этом общее потребление энергии обнаруживает явную тенденцию к стабилизации после 2050 г. и даже слабого уменьшения к концу века.
        Одним из важнейших факторов, учитывавшихся при разработке прогноза, является обеспеченность ресурсами мировой энергетики, базирующейся на сжигании ископаемого органического топлива.
        В рамках рассматриваемого прогноза, безусловно, относящегося к категории умеренных по абсолютным цифрам потребления энергии, исчерпание разведанных извлекаемых запасов нефти и газа наступит не ранее 2050 г. , а с учетом дополнительных извлекаемых ресурсов – после 2100 г. Если принять во внимание, что разведанные извлекаемые запасы угля значительно превосходят запасы нефти и газа, вместе взятые, то можно утверждать, что развитие мировой энергетики по данному сценарию обеспечено в ресурсном отношении более чем на столетие.
        Вместе с тем, результаты прогнозов дают значительный разброс, что хорошо видно из подборки некоторых опубликованных данных прогнозов на 2000 г.

    Таблица 5.7. Некоторые недавние прогнозы энергопотребления на 2000 г.
    (в скобках – год публикации) и его действительное значение.

    Прогностический центр Потребление первичной энергии,
    Гт усл.топл./год
    Институт атомной энергии (1987) 21.2
    Международный институт прикладного системного анализа (IIASA) (1981) 20. 0
    Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) (1981) 18.7
    Окриджская национальная лаборатория (ORNL) (1985) 18.3
    Международная комиссия по изменению климата (IPCC) (1992) 15.9
    Лаборатория глобальных проблем энергетики ИБРАЭ РАН–МЭИ (1990) 14.5
    Действительное энергопотребление 14.3

        Уменьшение энергопотребления по отношению к прогнозируемому связаны, прежде всего, с переходом от экстенсивных путей ее развития, от энергетической эйфории к энергетической политике, основанной на повышении эффективности использования энергии и всемерной ее экономии.
        Поводом для этих изменений стали энергетические кризисы 1973 и 1979 годов, стабилизация запасов ископаемых топлив и удорожание их добычи, желание уменьшить обусловленную экспортом энергоресурсов зависимость экономики от политической нестабильности в мире.

    Табл.5.8. Стоимость электроэнергии от различных источников в США в 2000 г. (долл./кВт.ч).
    Источник электроэнергии Стоимость
    АЭС 0.14–0.15
    ТЭС (уголь) 0.07–0.09
    ГЭС (большие) 0.04
    ГЭС (малые) 0.10–0.12
    ТЭС (газовые) 0.04–0.06
    ТЭС (биомасса) 0.07–0.10
    ТЭС (геотермальные) 0.04
    ВЭС (ветроустановки) 0.06–0.10
    ГТЭС (гелиоустановки) 0. 10–0.20

        Вместе с тем, говоря о потреблении энергии, следует отметить, что в постиндустриальном обществе должна быть решена еще одна основополагающая задача – стабилизация численности населения.
       
    Современное общество, не решившее эту проблему или, по крайней мере, не предпринимающее усилий для ее решения, не может считаться ни развитым, ни цивилизованным, поскольку совершенно очевидно, что бесконтрольный рост населения ставит непосредственную угрозу существования человека как биологического вида.
        Итак, потребление энергии на душу населения в мире обнаруживает явную тенденцию к стабилизации. Следует отметить, что этот процесс начался еще около 25 лет тому назад, т.е. задолго до нынешних спекуляций на глобальном изменении климата. Такое явление в мирное время наблюдается впервые с начала индустриальной эпохи и связано с массовым переходом стран мира в новую, постиндустриальную стадию развития, в которой потребление энергии на душу населения остается постоянным. Указанный факт имеет весьма важное значение, поскольку в результате и величина общего потребления энергии в мире растет гораздо более медленными темпами. Можно утверждать, что серьезное замедление темпов роста энергопотребления оказалось полной неожиданностью для многих прогнозистов.

    Кризис топливных ресурсов

        В начале 70-х годов страницы газет запестрели заголовками: «Энергетический кризис!», «Надолго ли хватит органического топлива?», «Конец нефтяного века!», «Энергетический хаос». Этой теме до сих пор большое внимание уделяют все средства массовой информации – печать, радио, телевидение. Основания для такой тревоги есть, ибо человечество вступило в сложный и достаточно долгий период мощного развития своей энергетической базы. Поэтому следуете просто расходовать известные сегодня запасы топлива, но расширяя масштабы современной энергетики, отыскивать новые источники энергии и развивать новые способы её преобразования.
        Прогнозов о развитии энергетики сейчас очень много. Тем не менее, несмотря на улучшившуюся методику прогнозирования, специалисты, занимающиеся прогнозами, не застрахованы от просчетов, и не имеют достаточных оснований говорить о большой точности своих прогнозов для такого временного интервала, каким являются 40-50 лет.
        Человек всегда будет стремиться обладать как можно большим количеством энергии, обеспечивающим движение вперед. Не всегда наука и техника дадут ему возможность получать энергию во всевозрастающих объемах. Но, как показывает историческое развитие, обязательно будут появляться новые открытия и изобретения, которые помогут человечеству сделать очередной качественный скачок и пойти к новым достижениям ещё более быстрыми шагами.
        Тем не менее, пока проблема истощения энергетических ресурсов остается. Ресурсы, которыми обладает Земля, делятся на возобновляемые и невозобновляемые. К первым относятся солнечная энергия, тепло Земли, приливы океанов, леса. Они не прекратят существования, пока будут Солнце и Земля. Невозобновляемые ресурсы не восполняются природой или восполняются очень медленно, гораздо медленнее, чем их расходуют люди. Скорость образования новых горючих ископаемых в недрах Земли определить довольно трудно. В связи с этим оценки специалистов различаются более чем в 50 раз. Если даже принять самое большое это число, то все равно скорость накопления топлива в недрах Земли в тысячу раз меньше скорости его потребления. Поэтому такие ресурсы и называют невозобновляемыми. Оценка запасов и потребления основных из них приведена в табл.5.44. В таблице приведены потенциальные ресурсы. Поэтому при существующих сегодня методах добычи из них можно извлечь только около половины. Другая половина остается в недрах. Именно поэтому, часто утверждают, что запасов хватит на 120-160 лет. Большую тревогу вызывает намечающееся истощение нефти и газа, которого (по имеющимся оценкам) может хватить всего на 40-60 лет.
        С углем свои проблемы. Во-первых, его транспортировка – дело весьма трудоемкое. Так в России, основные запасы угля сосредоточены на востоке, а основное потребление – в европейской части. Во-вторых, широкое использование угля связано с серьезным загрязнением атмосферы, засорением поверхности земли и ухудшением почвы.
        В разных странах все перечисленные проблемы выглядят различно, но решение их почти везде было одно – внедрение атомной энергетики. Запасы уранового сырья тоже ограничены. Однако если говорить о современных тепловых реакторах усовершенствованного типа, то для них, вследствие достаточно большой их эффективности, можно считать запасы урана практически безграничными.
        Так почему же люди заговорили об энергетическом кризисе, если запасов только органического топлива хватит на сотни лет, а в резерве ещё ядерное?
        Весь вопрос в том, сколько оно стоит. И именно с этой стороны нужно рассматривать сейчас энергетическую проблему. в недрах земли ещё много, но их добыча Нефти, газа стоит все дороже и дороже, так как эту энергию приходится добывать из более бедных и глубоко залегающих пластов, из небогатых месторождений, открытых в необжитых, труднодоступных районах. Гораздо больше приходится и придется вкладывать средств для того, чтобы свести к минимуму экологические последствия использования органического топлива.
        Атомная энергия внедряется сейчас не потому, что она обеспечена топливом на столетия и тысячелетия, а, скорее из-за экономии и сохранения на будущее нефти и газа, а также из-за возможности уменьшения экологической нагрузки на биосферу.
        Существует распространенное мнение, что стоимость электроэнергии АЭС значительно ниже стоимости энергии, вырабатываемой на угольных, а в перспективе – и газовых электростанциях. Но если подробно рассмотреть весь цикл атомной энергетики (от добычи сырья до утилизации РАО, включая расходы на строительство самой АЭС), то эксплуатация АЭС и обеспечение ее безопасной работы оказываются дороже, чем строительство и работа станции такой же мощности на традиционных источниках энергии (табл.5.8 на примере экономики США).
        Поэтому в последнее время все больший акцент делается на энергосберегающих технологиях и возобновляемых источниках – таких как солнце, ветер, водная стихия. Например, в Европейском союзе поставлена цель к 2010-2012 гг. получать 22% электроэнергии с помощью новых источников. В Германии, например, уже в 2001 г. энергия, производимая от возобновимых источников, была равносильна работе 8 атомных реакторов, или 3.5% всей электроэнергии.
        Многие считают, что будущее принадлежит дарам Солнца. Однако, оказывается и здесь все не так просто. Пока стоимость получения электроэнергии с применением современных солнечных фотоэлектрических элементов в 100 раз выше, чем на обычных электростанциях. Однако специалисты, занимающиеся фотоэлементами, полны оптимизма, и считают, что им удастся существенно снизить их стоимость.
        Точки зрения специалистов на перспективы использования возобновляемых источников энергии очень различаются. Комитет по науке и технике в Англии, проанализировав перспективы освоения таких источников энергии, пришел к выводу, что их использование на базе современных технологий пока минимум в два-четыре раза дороже строительства АЭС. Другие специалисты в различных прогнозах этим источникам энергии уже в недалеком будущем. По-видимому, источники возобновляемой энергии будут применяться в отдельных районах мира, благоприятных для их эффективного и экономичного использования, но в крайне ограниченных масштабах. Основную долю энергетических потребностей человечества должны обеспечить уголь и атомная энергетика. Правда, пока нет настолько дешевого источника, который позволил бы развивать энергетику такими быстрыми темпами, как бы этого хотелось.
        Сейчас и на предстоящие десятилетия наиболее экологичным источником энергии представляются ядерные, а затем, возможно, и термоядерные редакторы. С их помощью человек и будет двигаться по ступеням технического прогресса. Будет двигаться до тех пор, пока не откроет и не освоит какой-либо другой, более удобный источник энергии.
        На рис.5.38 приведен график роста мощности АЭС в мире и производства электроэнергии за 1971-2006 гг., и прогнозы развития на 2020-30 гг. Помимо упомянутых выше, несколько развивающихся стран, таких, как Индонезия, Египет, Иордания и Вьетнам, заявили о возможности создания АЭС и сделали первые шаги в этом направлении.


    Рис.5.38. (наверху) Рост мощности АЭС и производства электроэнергии за 1971-2006 гг. по данным МАГАТЭ и прогнозы мощности АЭС в Мире на 2020-2030 гг. (внизу)

    Экологический кризис энергетики

        Основные формы влияния энергетики на окружающую среду состоят в следующем.

    1. Основной объем энергии человечество пока получает за счет использования невозобновимых ресурсов.
    2. Загрязнение атмосферы: тепловой эффект, выделение в атмосферу газов и пыли.
    3. 3. Загрязнение гидросферы: тепловое загрязнение водоемов, выбросы загрязняющих веществ.
    4. Загрязнение литосферы при транспортировке энергоносителей и захоронении отходов, при производстве энергии.
    5. Загрязнение радиоактивными и токсичными отходами окружающей среды.
    6. Изменение гидрологического режима рек гидроэлектростанциями и как следствие загрязнение на территории водотока.
    7. Создание электромагнитных полей вокруг линий электропередач.

        Согласовать постоянный рост энергопотребления с ростом отрицательных последствий энергетики, учитывая, что в ближайшее время человечество ощутит ограниченность ископаемого топлива, можно, по-видимому, двумя способами

    1. Экономия энергии. Степень влияния прогресса на экономию энергии можно продемонстрировать на примере паровых машин. Как известно, КПД паровых машин 100 лет назад составлял 3-5%, а сейчас достигает 40%. Развитие мировой экономики после энергетического кризиса 70 годов также показало, что на этом пути у человечества есть значительные резервы. Применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий обеспечило значительное сокращение потребления топлива и материалов в развитых странах.
    2. Развитие экологически более чистых видов производства энергии. Решить проблему, вероятно, способно развитие альтернативных видов энергетики, особенно базирующихся на использовании возобновляемых источников. Однако пути реализации данного направления пока не очевидны. Пока возобновимые источники дают не более 20 % общемирового потребления энергии. Основной вклад в эти 20% дают использование биомассы и гидроэнергетика.

    Экологические проблемы традиционной энергетики

        Основная часть электроэнергии производится в настоящее время на тепловых электростанциях (ТЭС). Далее обычно идут гидроэлектростанции (ГЭС) и атомные электростанции (АЭС).

        1) Тепловые электростанции
       
    В большинстве стран мира доля электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС больше 50%. В качестве топлива на ТЭС обычно используются уголь, мазут, газ, сланцы. Ископаемое топливо относится к невозобновимым ресурсам. Согласно многим оценкам угля на планете хватит на 100-300 лет, нефти на 40-80 лет, природного газа на 50-120 лет.
        Коэффициент полезного действия ТЭС составляет в среднем 36-39%. Наряду с топливом ТЭС потребляет значительное количество воды. Типичная ТЭС мощностью 2 млн. кВт ежесуточно потребляет 18 000 т угля, 2500 т мазута, 150 000 м3 воды. На охлаждение отработанного пара на ТЭС используются ежесуточно 7 млн. м3 воды, что приводит к тепловому загрязнению водоема-охладителя.
        Для ТЭС характерно высокое радиационное и токсичное загрязнение окружающей среды. Это обусловлено тем, что обычный уголь, его зола содержат микропримеси урана и ряда токсичных элементов в значительно больших концентрациях, чем земная кора.
        При строительстве крупных ТЭС или их комплексов загрязнение еще более значительно. При этом могут возникать новые эффекты, например, обусловленные превышением скорости сжигания кислорода над скоростью его образования за счет фотосинтеза земных растений на данной территории, или вызванные увеличением концентрации углекислого газа в приземном слое.
        Из ископаемых источников топлива наиболее перспективным является уголь (его запасы огромны по сравнению с запасами нефти и газа). Основные мировые запасы угля сосредоточены в России, Китае и США. При этом основное количество энергии в настоящее время вырабатывается на ТЭС за счет использования нефтепродуктов. Таким образом, структура запасов ископаемого топлива не соответствует структуре его современного потребления при производстве энергии. В перспективе – переход на новую структуру потребления ископаемого топлива (угля) вызовет значительные экологические проблемы, материальные затраты и изменения во всей промышленности. Ряд стран уже начал структурную перестройку энергетики.


    Рис.5.39. Дивногорская ГЭС.

        2) Гидроэлектростанции
       
    Основные достоинства ГЭС – низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии, быстрая окупаемость (себестоимость примерно в 4 раза ниже, а окупаемость в 3-4 раза быстрее, чем на ТЭС), высокая маневренность, что очень важно в периоды пиковых нагрузок, возможность аккумуляции энергии.
        Но даже при полном использовании потенциала всех рек Земли можно обеспечить не более четверти современных потребностей человечества. В России используется менее 20 % гидроэнергетического потенциала. В развитых странах эффективность использования гидроресурсов в 2-3 раза выше, т.е. здесь у России есть определенные резервы. Однако сооружение ГЭС (особенно на равнинных реках) приводит ко многим экологическим проблемам. Водохранилища, необходимые для обеспечения равномерной работы ГЭС, вызывают изменения климата на прилегающих территориях на расстояниях до сотен километров, являются естественными накопителями загрязнений.
        В водохранилищах развиваются сине-зеленые водоросли, ускоряются процессы эфтрофикации, что приводит к ухудшению качества воды, нарушает функционирование экосистем. При строительстве водохранилищ нарушаются естественные нерестилища, происходит затопление плодородных земель, изменяется уровень подземных вод.
        Более перспективным является сооружение ГЭС на горных реках. Это обусловлено более высоким гидроэнергетическим потенциалом горных рек по сравнению с равнинными реками. При сооружении водохранилищ в горных районах не изымаются из землепользования большие площади плодородных земель.


    Рис.5.40. Балаковская АЭС.

        3) Атомные электростанции
       
    АЭС не вырабатывают углекислого газа, объем других загрязнений атмосферы по сравнению с ТЭС также мал. Количество радиоактивных веществ, образующихся в период эксплуатации АЭС, сравнительно невелико. В течение длительного времени АЭС представлялись как наиболее экологически чистый вид электростанций и как перспективная замена ТЭС, оказывающих влияние на глобальное потепление. Однако процесс безопасной эксплуатации АЭС еще не решен. С другой стороны, замена основной массы ТЭС на АЭС для устранения их вклада в загрязнение атмосферы в масштабе планеты не осуществима из-за огромных экономических затрат.
        Чернобыльская катастрофа привела к коренному изменению отношения населения к АЭС в регионах размещения станций или возможного их строительства. Поэтому перспектива развития атомной энергетики в ближайшие годы неясна. Среди основных проблем использования АЭС можно выделить следующие.
        1. Безопасность реакторов. Все современные типы реакторов ставят человечество под угрозу риска глобальной аварии, подобной Чернобыльской. Такая авария может произойти по вине конструкторов, из-за ошибки оператора или в результате террористического акта. Принцип внутренней самозащищенности активной зоны реактора в случае развития аварии по худшему сценарию с расплавлением активной зоны должен быть непреложным требованием при проектировании реакторов. Ядерная технология сложна. Потребовались годы анализа и накопленного опыта, чтобы просто осознать возможность возникновения некоторых типов аварий.
        Неопределенности в отношении безопасности никогда не будут полностью разрешены заранее. Большое их количество будет обнаружено только во время эксплуатации новых реакторов.
        3. Снижение эмиссии диоксида углерода. Считается, что вытеснение тепловых электростанций атомными поможет решить проблему снижения выбросов диоксида углерода, одного из главных парниковых газов, способствующих потеплению климата на планете. Однако, на самом деле, электростанции с комбинированным циклом на природном газе не только намного экономичнее, чем АЭС, но и при одних и тех же затратах достигается значительно большее снижение выбросов диоксида углерода, чем при использовании атомной энергии с учетом всего топливного цикла (потребление энергии при добыче и обогащении урана, изготовлении ядерного топлива и других затрат на «входе» и «выходе»).
        4. Снятие с эксплуатации реакторов на АЭС. К 2010 г. половина из работающих в мире АЭС имела возраст 25 лет и более. После этого предполагается процедура снятия с эксплуатации реакторов. По данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), более 130 промышленных ядерных установок уже выведены из эксплуатации, либо ожидают этой процедуры. И во всех случаях возникает проблема утилизации радиоактивных отходов, которые надо надежно изолировать и хранить длительный срок в специальных хранилищах. Многие эксперты считают, что эти расходы могут сравняться с расходами на строительство АЭС.
        5. Опасность использования АЭС для распространения ядерного оружия. Каждый реактор производит ежегодно плутоний в количестве, достаточном для создания нескольких атомных бомб. В отработавшем ядерном топливе (ОЯТ), которое регулярно выгружается из реакторов, содержится не только плутоний, но и целый набор опасных радиационных элементов. Поэтому МАГАТЭ старается держать под контролем весь цикл обращения с отработавшим ядерным топливом во всех странах, где работают АЭС.
        Примитивную атомную бомбу можно сделать из отработавшего ядерного топлива любой АЭС. Если для создания бомбы необходимы сложное производство, специальное оборудование и подготовленные специалисты, то для создания так называемых грязных ядерных взрывных устройств – все намного проще, и здесь опасность очень велика. При использовании такой «самоделки» ядерного взрыва, конечно, не будет, но будет сильное радиоактивное заражение. Такие устройства террористы и экстремисты могут изготовить самостоятельно, приобретя на ядерном черном рынке необходимые расщепляющие материалы. Такой рынок, как это ни прискорбно, существует, и атомная промышленность является потенциальным поставщиком таких материалов.

    Эколого-экономическая характеристика основных возобновимых и альтернативных источников энергии

        Считается, что возобновимые источники энергии (ветровые, солнечные, геотермальные, волновые и др.), модульные станции на природном газе с использованием топливных элементов, утилизация сбросного тепла и отработанного пара, как и многое другое,– реальные пути защиты от изменения климата без создания новых угроз для ныне живущих и будущих поколений. Рассмотрим эти вопросы более подробно.

        1) Прямое использование солнечной энергии
       
    Мощность солнечной радиации, поглощенной атмосферой и земной поверхностью, составляют 105 ТВт (1017 Вт). Эта величина кажется огромной по сравнению с современным мировым энергопотреблением, равным 10 ТВт. Поэтому ее считают наиболее перспективным видом нетрадиционной (альтернативной) энергетики.
        К основным методам преобразования солнечной энергии относятся, прежде всего, методы прямого использования солнечной энергии – фотоэлектрическое преобразование и термодинамический цикл, а также биоконверсия.
        Фотоэлектрический метод
    преобразования солнечной энергии основан на особенностях взаимодействия полупроводниковых материалов со световым излучением. В фотоэлектрическом преобразователе свободные носители образуются в результате поглощения светового кванта полупроводником, разделение зарядов производится под действием электрического поля, возникающего внутри полупроводника. Теоретически КПД преобразователя может достигать 28%.
        Низкая плотность солнечного излучения является одним из препятствий его широкого использования. Для устранения этого недостатка при конструировании фотоэлектрических преобразователей используются различного рода концентраторы излучения. Главные преимущества фотоэлектрических установок заключается в том, что они не имеют движущихся частей, их конструкция очень проста, производство – тех­нологично. К их недостаткам можно отнести разрушение полупроводникового материала от времени, зависимость эффективности работы системы от ее запыленности, необходимость разработки сложных методов очистки батарей от загрязнения. Все это ограничивает срок службы фотоэлектрических преобразователей.
        Гибридные станции, состоящие из фотоэлектрических преобразователей и дизельных генераторов, уже широко используются для электроснабжения на территориях, где нет распределительных электрических сетей. Например, система такого типа обеспечивает электроэнергией жителей Кокосового острова, расположенного в Торресовом проливе.


    Рис.5.41. Схема термодинамического преобразователя солнечной энергии: а – схема с теплообменником, б – схема без теплообменника.

       Энергию получают из солнечной энергии методом термодинамического преобразования практически так же как из других источников. Однако такие особенности солнечного излучения как низкая мощность, суточная и сезонная изменчивость, зависимость от погодных условий, накладывают определенные ограничения на конструкцию термодинамических преобразователей.
        Обычный термодинамический преобразователь солнечной энергии содержит (рис.5.41) систему улавливания солнечной радиации, которая предназначена частично скомпенсировать низкую плотность солнечного излучения; приемную систему, которая преобразует солнечную энергию в энергию теплоносителя; систему переноса теплоносителя от приемника к аккумулятору или к теплообменнику; тепловой аккумулятор, который обеспечивает смягчение зависимости от суточной изменчивости и погодных условий; теплообменники, образующие нагревательный и охладительный источники тепловой машины.
        Для среднетемпературного аккумулирования (от 100 до 5500С) используются гидраты оксидов щелочноземельных металлов. Высокотемпературное аккумулирование (температура выше 5500С) осуществляется с помощью обратимых экзо-эндотермических реакций.
        В настоящее время идеи термодинамического преобразования реализуются в схемах двух типов: гелиостаты башенного типа и станции с распределенным приемником энергии.
        На гелиостанции башенного типа энергия от каждого гелиостата передается оптическим способом. Управление гелиостатами осуществляет ЭВМ. До 80% стоимости станции составляет стоимость гелиостатов. Система сбора и передачи энергии в установках башенного типа оказывается очень дорогой. Поэтому такие установки не получили широкого распространения. В Мексике, США, работают установки такого типа мощностью 10 Мвт.
        Станции с распределенными приемниками солнечной энергии оказались более перспективными. Концентраторы параболического типа, вращающиеся вокруг оси, передают энергию трубчатым приемникам, находящимся на фокальной линии. В качестве теплоносителя обычно используется масло. Нерешенной проблемой в гелиостанциях является вопрос о длительном хранении электроэнергии. Правда следует отметить, что этот вопрос не решен не только в солнечной энергетике, но и вообще в энергетике.


    Рис. 5.42. Динамика суммарных установленных мощностей солнечных модулей по регионам мира за 2000-2009 гг.

       Более широкому внедрению солнечной энергетики пока препятствует более высокая стоимость производства на солнечных электростанциях по сравнению с традиционными источниками энергии. Солнечная энергетика имеет особенности, которые существенно затрудняют ее широкое использование. Это, прежде всего низкая плотность потока энергии и ее непостоянство, т.к. интенсивность солнечного излучения зависит от времени года, суток и метеоусловий. Тем не менее, в настоящее время, наблюдается тенденция значительного роста, как вводимых мощностей, так и инвестиций в данную отрасль по всему миру. В 2008-2009 гг. новые инвестиции превысили половину всех инвестиций в общее производство энергии. В 2010 г. впервые прирост мощностей, основанных на возобновляемых источниках энергии, превысил ввод в действие мощностей традиционных. По показателям имеющихся мощностей и инвестиций по многим параметрам лидируют Китай, США, Германия, Индия и Бразилия. На фоне этого российская цель – 1.5 % к 2010 г. и 4.5 % ВИЭ в производстве электроэнергии к 2020 г. – выглядит очень скромно.
        Кроме того, использование энергии солнца предполагает обязательное наличие накопителей электроэнергии достаточной емкости. Как правило, это обычные аккумуляторы. Поэтому, если рассматривать солнечную энергетику полного цикла (с учетом производства датчиков-преобразователей солнечной энергии и, особенно, аккумуляторных батарей), то суммарное влияние такой энергетики на загрязнение окружающего пространства оказывается не таким уж и незначительным.

        2) Биоконверсия солнечной энергии
        Биомасса, как источник энергии, используется с древнейших времен. В процессе фотосинтеза солнечная энергия запасается в виде химической энергии в зеленой массе растений. Запасенная в биомассе энергия может быть использована в виде пищи человеком или животными или для получения энергии в быту и производстве. В настоящее время до 15% энергии в мире производится из биомассы.
        Самый древний, и еще широко применяемый, способ получения энергии из биомассы заключается в ее сжигании. В сельской местности до 85% энергии получают этим способом. Как топливо, биомасса имеет ряд преимуществ перед ископаемым топливом. Прежде всего – это возобновимый источник энергии. При сжигании биомассы выделяется в 10-20 раз меньше серы и в 3-5 раз меньше золы, чем при сжигании угля. Количество углекислого газа, выделившегося при сжигании биомассы, равно количеству углекислого газа, затраченного в процессе фотосинтеза.
        Энергию биомассы можно получать из специальных сельскохозяйственных культур. Например, в субтропическом поясе России предлагается выращивать карликовые породы быстрорастущего вида папайи. С одного гектара за 6 месяцев на опытных участках получают более 5 т биомассы по сухому весу, которую можно использовать для получения биогаза. К перспективным видам относятся быстрорастущие деревья, растения, богатые углеводами, которые применяются для получения этилового спирта (например, сахарный тростник). В США разработан способ производства спирта из кукурузы, в Италии ведутся работы над разработкой способа рентабельного производства спирта из сорго. Около 200 автобусов в Стокгольме уже работают на спирте.


    Рис.5.43. Водорослевая плантация в тепличном комплексе.

        Широко распространенный способ получения энергии из биомассы заключается в получении биогаза путем анаэробного перебраживания. Такой газ содержит около 70% метана. Биометаногенез был открыт еще в 1776 году Вольтой, который обнаружил содержание метана в болотном газе. Биогаз позволяет использовать газовые турбины, являющиеся самыми современными средствами теплоэнергетики. Для производства биогаза используются органические отходы сельского хозяйства и промышленности. Это направление является одним из перспективных и многообещающих способов решения проблемы энергообеспечения сельских районов. Например, из 300 т сухого вещества навоза, превращенного в биогаз, выход энергии составляет около 30 т нефтяного эквивалента.
        Биомассу для последующего получения биогаза, можно выращивать в водной среде, культивируя водоросли и микроводоросли. Во многих научных лабораториях, например в Лаборатории возобновляемых источников энергии МГУ им. М. В. Ломоносова, сейчас занимаются разработкой технологий выращивания микроводорослей для биоконверсии солнечной энергии.

        3) Волновая энергетика
        Волновая электростанция
    – установка, расположенная в водной среде, целью которой является получение электричества из кинетической энергии волн.
        В последнее время пристальное внимание ученых и конструкторов привлекает использование различных видов энергии Мирового океана. Построены первые приливные электростанции. Разрабатываются методы использования тепловой энергии океана, связанной, например, со значительной разницей температур поверхностного и глубинного слоев океана, достигающей в тропических областях 20°С и более. В настоящее время накоплен значительный объем инструментальных измерений ветрового волнения в Мировом океане. На основе этих данных волновая климатология определяет районы с наиболее интенсивным и постоянным волнением.


    Рис.5.44. Конвертеры волновой энергии первой в мире волновой электростанции Pelamis P-750 (Португалия).

       Первая заявка на патент волновой электростанции была подана в Париже в 1799 г. Уже в 1890 г. была предпринята первая попытка практического использования энергии волн, хотя первая волновая электростанция мощностью 2,25 МВт вошла в коммерческую эксплуатацию только в 2008 г. в районе Агусадора (Португалия) на расстоянии 5 км от берега (рис. 5.44). Проект электростанции принадлежит шотландской компании Pelamis Wave Power, которая в 2005 г. заключила контракт с португальской энергетической компанией Enersis на строительство волновой электростанции. Стоимость контракта составила 8 млн. евро. В 2009 г. волновая электростанция была введена в эксплуатацию на Оркнейских островах. В Великобритании строится волновая электростанция мощностью в 20 МВт. Строят такие электростанции и некоторые другие прибрежные государства.
        В большинстве проектов волновых электростанций предполагается использовать двухступенчатую схему преобразования. На первом этапе осуществляется передача энергии от волны к телу-поглотителю и решается задача концентрирования волновой энергии. На втором этапе поглощенная энергия преобразуется в вид, удобный для потребления. Существует три основных типа проектов по извлечению волновой энергии. В первом используется метод повышения концентрации волновой энергии и превращения ее в потенциальную энергию воды. Во втором – тело с несколькими степенями свободы находится у поверхности воды. Волновые силы, действующие на тело, передают ему часть волновой энергии. Основным недостатком такого проекта является уязвимость тела, находящегося под действием волн. В третьем типе проектов, система, поглощающая энергию, находится под водой. Передача волновой энергии происходит под действием волнового давления или скорости.
        В ряде волновых установок для повышения эффективности плотность волновой энергии искусственно повышается. Изменяя рельеф дна в прибрежной зоне, можно сконцентрировать морские волны по­добно линзе, фокусирующей световые волны. Если сфокусировать волны с побережья длиной в несколько километров на фронте в 500 м, то высота волны может достигнуть 30 м. Попадая в специальные сооружения, вода поднимается на высоту в 100 м. Энергия поднятой воды может быть использована для работы гидроэлектростанции, распо­ложенной на уровне океана. Волновая электростанция подобного типа используется для обеспечения электроэнергией острова Маврикий, не имеющего традиционных источников энергии.
        Ряд устройств по преобразованию волновой энергии использует различные свойства волновых движений: периодические изменения уровня водной поверхности, волнового давления или волновой скорос­ти. Процент использования волновой энергии достигает 40 %. Электроэнергия передается на берег по кабелю. В Японии создан промышленный образец такой системы, имеющей 9 турбин общей мощностью в 2 МВт.
        Сила, с которой волны воздействуют на сооружения в береговой зоне, достигает нескольких тонн на квадратный метр. Это силовое воздействие тоже может быть использовано для преобразования волновой энергии.
        Волновая энергетика не использует ископаемое топливо, стоимость которого непрерывно растет, а запасы ограничены. Перед волновой энергетикой не стоит в острой форме проблема воздействия на окружающую среду. Однако в настоящее время производство 1 кВт электроэнергии на волновых электростанциях в 5-10 раз выше, чем на АЭС или ТЭС. Кроме того, если значительная часть акватории будет покрыта волновыми преобразователями, это может привести к неприятным экологическим последствиям, так как волны играют важную роль в газообмене атмосферы и океана, в очистке поверхности моря и приводного слоя воздушного потока от загрязнения.
        Поэтому волновую энергетику следует рассматривать только как дополнительный к традиционным источник энергии, который может иметь значение только в некоторых районах мира.

        4) Приливные электростанции
        В прибрежной зоне приливные волны проявляются в периодическом подъеме и опускании уровня. В узостях приливы часто проявляются в виде мощных течений. В некоторых местах высота прилива достигает значительной величины – 12-20 м. Энергия приливных волн огромна.


    Рис.5.45. Приливная электростанция «Аннапорлис» (Канада).

        Человек уже давно начал использовать энергию приливов. Так, приливные мельницы использовались в 15 веке в Англии, были широко распространены на северо-восточном побережье Канады в 17 веке.
        Для концентрации водного напора на станции плотина отделяет часть акватории. В теле плотины размещаются гидрогенераторы, водопропускные сооружения, здание станции. Величина напора зависит от колебаний уровня по обе стороны плотины. Колебания во внешнем бассейне определяются местным приливом, колебания во внутреннем бассейне определяются расходами воды при работе станции. Приливные станции относятся к низконапорным гидротехническим сооружениям, в которых водяной напор не более 15-20 м.
        Первая в мире приливная гидроэлектростанция мощностью 320 МВт была запущена в 1966 г. устье реки Ранс (Франция). Первая приливная электростанция в нашей стране, имеющая два гидроагрегата по 400 кВт каждый, была построена в Кислой губе на Баренцевом море в 1968 г. Несколько приливных станций проектируется и уже построено в заливе Фанди, который характеризуется самыми высокими приливами в мире. Опыт строительства и эксплуатации подобных станций показал, что они экономически оправданы, и издержки их эксплуатации гораздо ниже, чем при эксплуатации обычных ГЭС. Наиболее развитым в мире рынком электроэнергии, выработанной посредством волн и приливов, является Шотландия, где установлены самые большие приливные турбины.


    Рис.5.46. Кислогубская ПЭС (СССР), вид с моря, 1968 год.

        Использование энергии приливов ограничивается, в основном, высокой стоимостью сооружения. Кроме того, как оказалось, приливные станции характеризуются отрицательным влиянием на окружающую среду. Сооружение плотины приведет к увеличению амплитуды прилива. Даже небольшое повышение амплитуды прилива вызовет значительное изменение распределение грунтовых вод в береговой зоне, увеличит зону затопления, нарушит циркуляцию водных масс, изменит ледовый режим в части бассейна за плотиной и т.д.
        Сооружение плотины должно вызвать и важные биологические последствия. В бассейне за плотиной работа станции будет оказывать воздействие на литораль (зона между наивысшей точкой затопления во время прилива и нижней, обнажающейся при отливе). Плотина может оказать вредное воздействие не только на местные сообщества, но и на мигрирующие виды. Например, по оценкам биологов строительство плотины в Пенжинской губе Охотского моря нанесет непоправимый вред популяции охотоморской сельди. При строительстве плотин в зоне умеренного климата возможно образование зоны сероводородного заражения, подобной тем, которые наблюдаются в заливах и бухтах, имеющих естественные пороги. Фиорды Скандинавского полуострова, имеющие естественный порог, представляют собой классический пример такого естественного сероводородного заражения.

        5) Градиент-температурная энергетика
       
    Данный способ получения энергии основан на разности температур. Не слишком распространен. Посредством него можно получать достаточно большое количество энергии при небольшой ее себестоимости. Наибольшее число градиент-температурных электростанций располагается на морском побережье и для работы использует морскую воду. Почти 70% солнечной энергии поглощает мировой океан. Перепад же температур между водами на глубине в сотни метров и водами на поверхности океана – огромный источник энергии, который оценивается в 20-40 тыс. ТВт, из них можно использовать только 4 ТВт.
        Недостатки: выделение большого числа углекислоты, нагрев и снижение давления глубинных вод, и остывание поверхностных вод. Данные процессы негативно влияют на климат, флору и фауну региона.
        В настоящее время разрабатывается новая концепция таких энергетических установок, которая даёт основания ожидать от теплоэнергетического модуля эффективной работы не только в наиболее прогретой части тропического океана, но и по всей акватории, где средний градиент температуры составляет примерно 17ºС. Ожидается, что КПД будет отличным от нуля даже при разности температур, стремящейся к нулю. По предварительным расчётам расходы на строительство такой гидроэлектростанции вполне соотносятся с расходами на традиционную ГЭС.


    Рис. 5.47. Ветровые электростанции.
        6) Ветровая энергетика
        Человечество давно использует энергию ветра. Парусные суда – основной вид транспорта, который в течении столетий обеспечивал связь людей различных континентов, представляют наиболее яркий пример использования ветровой энергии.
        Другой, хорошо известный пример эффективного использования ветровой энергии, – ветряные мельницы. Ветряки широко использовались для откачки воды из колодцев. В конце прошлого века наступил новый этап использования ветровых установок – они начали применяться для выработки электроэнергии. В тридцатые годы нашего века миллионы ветровых электрогенераторов мощностью около 1 кВт использовались в сельской местности Европы, Америки, Азии. По мере развития центрального электроснабжения распространение ветровых электрогенераторов резко упало. С ростом стоимости ископаемого топлива и осознания экологических последствий его применения надежды многих исследователей опять стали связываться с ветровой энергетикой.
        Действительно ветровой потенциал огромен – около 2000 ТВт составляет мощность ветрового потока в атмосфере. Использование даже небольшой части этой мощности привело бы к решению энергетических проблем человечества.
        Ветровая энергетика не потребляет ископаемое топливо, не использует воду для охлаждения и не вызывает теплового загрязнения водоемов, не загрязняет атмосферу. И, тем не менее, ветровые электрогенераторы имеют широкий спектр отрицательных экологических последствий, выявленных только после того, как в 1970 годы начался период возрождения ветровой энергетики.
        Главные недостатки ветровой энергетики – низкая энергетическая плотность, сильная изменчивость в зависимости от погодных условий, ярко выраженная географическая неравномерность распределения ветровой энергии. Обычно рабочий диапазон скоростей ветра крупных ветровых установок составляет от 5 до 15 м/с. При скорости ветра меньшей 5 м/с эффективность работы установки падает, при скоростях ветра больших 15 м/с велика вероятность поломки конструкции, прежде всего лопастей. Размещение генераторов на больших высотах (там, где больше скорость) выдвигает повышенные требования к прочности конструкции высотных мачт, которые должны обеспечивать удержание при мощной ветровой нагрузке ротора, коробки передач и генератора. Разработка и создание более надежных конструкций значительно удорожает стоимость ветровых установок, хотя себестоимость ветровой электроэнергии примерно в 1.5-2 раза ниже себестоимости электроэнергии, полученной в фотоэлектрических преобразователях.
        Еще одной важной проблемой использования ветровых генераторов являются сильные вибрации их несущих частей, которые передаются в грунт. Значительная часть звуковой энергии приходится на инфразвуковой диапазон, для которого характерно отрицательное воздействие на организм человека и многих животных.
        Так как скорость вращения лопастей ветровых генераторов близка к частоте синхронизации телевидения ряда стран, то работа ветровых генераторов нарушает прием телепередач в радиусе 1-2 км от генератора. Ветровые генераторы являются также источниками радиопомех. Вращение лопастей ветровых генераторов губит птиц. Так как обычно ветровые установки располагаются в больших количествах в районах сильных ветров (хребты, морское побережье), то они могут приводить к нарушению миграции перелетных птиц. Модуляция ветрового потока лопастями создает некоторое подобие регулярных структур в воздухе, которые мешают ориентации насекомых. В Бельгии установили, что это приводит к нарушению устойчивости экосистем полей, расположенных в зоне ветровых установок, в частности наблюдается падение урожайности.
        Наконец, ветровая энергетика требует больших площадей для размещения установок. Поэтому системы ветровых установок стараются размещать в безлюдной местности, что в свою очередь удорожает стоимость передачи энергии.
        В настоящее время в мире начался период перехода от исследовательских работ в области ветровой энергетики к их широкому внедрению. Темпы развития ветровой энергетики в таких странах как США, Бельгия, Великобритания, Норвегия, имеющих высокий ветроэнергетический потенциал, остаются очень высокими.

    7) Геотермальная энергетика

    Геотермальная энергия – это энергия, внутренних областей Земли, запасенная в горячей воде или водяном паре. В 1966 г. на Камчатке в долине реки Паужетка была пущена первая в СССР геотермальная тепловая станция мощностью 1,1 МВт. В отдаленных районах стоимость энергии, получаемой на геотермальных станциях, оказывается ниже стоимости энергии, получаемой из привозного топлива. Геотермальные станции успешно функционирует в ряде стран – Италии, Исландии, США. Первая в мире геотермальная электростанция была построена в 1904 г. в Италии. Геотермальная энергия в Исландии начала использоваться в 1944 г. Однако интерес и использование геотермальной энергии резко выросли в 60-70 годы.

    Рис.5.48. Схемы получения энергии за счет геотермальных ресурсов: А — использование сухого пара, Б — использование горячей воды, В — использование горячей воды путем нагревания рабочей жидкости.

        В США в Калифорнии в начале 90 годов действовало около 30 станций общей мощностью 2400 МВт. Пар для этих станций извлекался с глубин от 300 до 3000 м. В этом штате США за 30 лет мощность геотермальных станций возросла почти в 200 раз. Таковы темпы развития геотермальной энергетики. Наиболее доступна геотермальная энергетика в зонах повышенной вулканической деятельности и землетрясений. Такая привязка к определенным районам является одним из недостатков геотермальной энергетики. Гейзеры – это хорошо известная форма поступления на поверхность Земли горячей воды и пара. По оценке Геологического управления США разведанные источники геотермальной энергии могли бы дать 5-6% современного потребления электроэнергии в стране. Оценка перспективных источников дает величину примерно в 10 раз большую. Однако эксплуатация некоторых этих источников пока нерентабельна. Наряду с этими ресурсами, которые могут быть использованы для выработки электроэнергии, в еще большем количестве имеется вода с температурой 90-1500С, которая пригодна как источник тепла для обогрева. В перспективе для извлечения энергии из недр Земли можно использовать не только запасы горячей воды и пара, но и тепло сухих горных пород (такие области сухих горных пород с температурой около 3000С встречаются значительно чаще, чем водоносные горячие породы), а также энергию магматических очагов, которые в некоторых районах расположены на глубинах в несколько километров.
        Наиболее оптимальная форма – сухой пар. Прямое использование смеси пара и воды невозможно, т.к. геотермальная вода содержит обычно большое количество солей, вызывающих коррозию, и капли воды в паре могут повредить турбину. Наиболее частая форма поступления энергии – просто в виде горячей воды, прежде всего для получения тепла. Эта вода может быть использована также для получения пара рабочей жидкости, имеющей более низкую температуру кипения, чем вода. Так как геотермальный пар и вода имеют сравнительно низкую температуру и давление, КПД геотермальных станций не превышает 20%, что значительно ниже атомных (30%) и тепловых работающих на ископаемом топливе (40%).
        Использование геотермальной энергии имеет и отрицательные экологические последствия. Строительство геотермальных станций нарушает «работу» гейзеров. Для конденсации пара на геотермальных станциях используется большое количество охлаждающей воды, поэтому геотермальные станции являются источниками теплового загрязнения. При одинаковой мощности с ТЭС или АЭС геотермальная электростанция потребляет для охлаждения значительно большее количество воды, т.к. ее КПД ниже. Сброс сильно минерализованной геотермальной воды в поверхностные водоемы может привести к нарушению их экосистем. В геотермальных вода в больших количествах содержится сероводород и радон, который вызывает радиоактивные загрязнения окружающей среды.


    Ученые: развитие новой энергетики сталкивается с проблемой низкой скорости инноваций — Наука

    МОСКВА, 10 апреля. /ТАСС/. Энергетика нового технологического цикла, который подразумевает структурные изменения в экономической модели и пересмотр стратегии управления энергетической системой, сталкивается с проблемами низкой скорости инноваций, перспективная энергетика требует крупных инвестиций и нуждается в политической поддержке. Об этом шла речь на проходящем в среду в германском Карлсруэ VIII саммите «Глобальная энергия», сообщает пресс-служба Ассоциации «Глобальная энергия» — организатора форума.

    «Первая и главная проблема, с которой сталкивается мировое сообщество в переходный период, — это низкая скорость внедрения инноваций, отсутствие целостного представления об интеграции и плана перемен. Основные сложности включают капиталоемкий характер энергетической отрасли, необходимость соблюдения баланса между безопасностью, устойчивостью, доступностью энергии, а также уязвимость цифровых систем перед киберугрозами», — отмечается в пресс-релизе.

    Глобальные энергетические вызовы на фоне технологической революции требуют пересмотра стратегии действий игроков мировой энергетической системы. Потребность в энергетическом переходе продиктована рядом причин, важной из которых является проблема загрязнения окружающей среды, отмечалось на саммите.

    Затраты на переход к устойчивым источникам — еще одна проблема для осуществления перехода к новому технологическому циклу. «Производители держат свои инвестиционные решения в традиционных активах ископаемого топлива», — отмечается в документе.

    «Согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), с 2018 по 2040 год потребуется от 60 до 80 триллионов долларов на развитие сценариев устойчивого развития энергетики. Уровень инвестиций, требуемых уже на данном этапе, составляет 2,2 триллиона долларов. В 2017 году вложения составили всего лишь $1,8 трлн, что указывает на недостаточность средств в будущем», — говорится в сообщении.

    Структурные изменения в энергетике

    Обсуждая изменения мирового энергетического ландшафта, участники форума предложили пути повышения энергоэффективности и рассказали о преградах, препятствующих достижению масштабной трансформации.

    «Спрос на электроэнергию будет продолжать расти, особенно для поддержания экономик таких стран, как Индия и Китай, поэтому крайне важно развивать технологии улавливания и хранения углерода», — приводит пресс-служба слова Роднея Джона Аллама, лауреата премии «Глобальная энергия» 2012 года, удостоенного Нобелевской премии мира в 2007 году. Существующие в настоящее время технологии получения чистой энергии с одновременным улавливанием и хранением углерода увеличивают стоимость электроэнергии примерно на 60%, отметил он. По прогнозу ученого, новые экологичные и дешевые энергетические системы, использующие при сгорании топлива СО2 в сверхкритическом состоянии, будут доступны в продажу в середине 2020-х.

    На необходимость развития экологически чистых технологий и эффективных способов преобразования органического топлива также обратил внимание Сергей Алексеенко, лауреат премии «Глобальная энергия» 2018 года, заведующий лабораторией проблем тепломассопереноса Института теплофизики Сибирского отделения РАН.

    По его прогнозам, «хотя для ресурсообеспеченных стран органическое топливо будет оставаться приоритетным видом среди энергоносителей, структура мировой энергетики претерпит радикальные изменения за счет развития возобновляемых источников энергии». Стимулирование таких технологий, в частности на базе парогазовых установок и методов глубокой переработки угля, является важнейшим шагом на пути декарбонизации энергетики. По оценке эксперта, они начнут доминировать в мировом энергобалансе после 2050 года.

    Среди наиболее перспективных видов альтернативной энергетики Алексеенко выделил геотермальную энергию, а именно одну из ее составляющих — петротермальную (тепла сухих пород Земли на глубинах от 3 до 10 км с температурой до 350 °С). «Петротермальная энергетика не нуждается в способах хранении энергии, в отличие от возобновляемой энергетики периодического действия (энергия солнца и ветра). Однако солнечная и ветроэнергетика в будущем составят значительную часть мирового энергобаланса, поэтому развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) должно сопровождаться созданием эффективных систем накопителей энергии», — приводит его слова пресс-служба.

    Расширяя идею о необходимости перехода к ВИЭ, член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия» Сяньшень Сунь, генеральный секретарь Международного энергетического форума, отметил, что, по прогнозам, к 2040 году доля ВИЭ будет составлять около 25% от общего объема энергии.

    Рае Квон Чунг, председатель Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», удостоенный Нобелевской премии мира в 2007 году, сказал, что одним из способов развития энергетических систем является использование линий передач ультравысокого напряжения, которые позволят удовлетворить растущие потребности в электроэнергии и решат проблему энергетического голода отдаленных регионов. Обширные пространства пустынь и степей можно превратить в производственные центры ВИЭ, что позволит странам Центральной Азии, в частности Казахстану, передавать электроэнергию, полученную из альтернативных источников, в мировые мегаполисы.

    Благополучие людей и политические решения

    Технологии ВИЭ должны использоваться не просто как способ достижения энергетической безопасности и противостояния глобальным климатическим изменениям, но также для улучшения общего благосостояния человечества, сказал в своем выступлении на форуме Аднан Амин, член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», почетный генеральный директор Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA). Увеличение инвестиций в сферу альтернативных источников будет иметь благоприятные социально-экономические последствия, решая вопрос энергетической бедности, создавая новые рабочие места и улучшая качество жизни общества.

    Участники саммита, сообщают в пресс-службе Ассоциации «Глобальная энергия», пришли к выводу о том, что ключевые шаги в развитии энергетики нового технологического цикла во многом зависят от политических решений. В то время как ведущие ученые в области энергетики уверены, что эффективные, экологически чистые и экономически оправданные технологии способны обеспечить целостные подходы, которые были невозможны ранее, именно политикам предстоит предпринять важнейшие решения.

    Об Ассоциации «Глобальная энергия»

    Ассоциация «Глобальная энергия» занимается развитием международных исследований и проектов в области энергетики при поддержке ПАО «Газпром», ПАО «Сургутнефтегаз» и ПАО «ФСК ЕЭС». Ассоциация управляет Международной энергетической премией «Глобальная энергия», выступает организатором одноименного саммита, а также реализует ряд программ для молодых ученых России.

    Премия «Глобальная энергия» — международная награда за выдающиеся исследования и научно-технические разработки в области энергетики. С 2003 года ее лауреатами стали 37 ученых из 12 стран: Австралии, Великобритании, Германии, Исландии, Канады, России, США, Украины, Франции, Швеции, Швейцарии и Японии. Премия входит в ТОП-99 самых престижных и значимых международных наград по данным Международной обсерватории IREG; в рейтинге престижности Международного конгресса выдающихся наград (ICDA) «Глобальная энергия» находится в категории «мега-премии» за благородные цели, образцовую практику и общий призовой фонд.

    Конференция «Глобальные проблемы энергетики» | Юго-Западный государственный университет

    Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия

    приглашает Вас принять участие в работе

    1 Международной научно-практической конференции «Энергетическая безопасность».

    Мероприятие будет проходить

    26 декабря 2016 года

    в Юго-Западном государственном университете (Курск, Россия)

     

    Основные направления работы научно-практической конференции:

    1. Международное энергетическое сотрудничество.
    2. Энергоэффективные технологии и оборудование.
    3. Роль науки в обеспечении энергетической безопасности.

    В программе конференции:

    1. Пленарные заседания

    2. Секционные заседания

    Формы участия в конференции:

    1. Публикация статьи и выступление с устным докладом.

    2. Только публикация статьи (заочное участие).

    3. Участие в качестве слушателя (участие без доклада)

    Для участия в конференции (в том числе заочном) приглашаются научно-педагогические работники, практические работники, специалисты, докторанты, аспиранты, студенты, руководители и специалисты региональных и муниципальных органов власти, а также все лица, проявляющие интерес к рассматриваемым проблемам.

    Конференция проводится с целью обмена передовым опытом в проведении фундаментальных и прикладных  исследований  в области  энергетической безопасности, выявления новых  партнеров для проведения совместных исследований  в экономической части проблемы энергосбереженияэнергобезопасности; а также установления научно-технических и деловых контактов представителей промышленности, технических вузов и научно-исследовательских учреждений регионов России, стран   ближнего и дальнего зарубежья.

    ПРОГРАММНЫЙ КОМИТЕТ

    Председатель программного комитета — Емельянов Сергей Геннадьевич, ректор Юго-Западного государственного университета, г. Курск, д.т.н., профессор.

    Заместитель председателя – Горлов Алексей Николаевич, к.т.н., доцент, кафедры таможенного дела и мировой экономики, ЮЗГУ, г. Курск;

    Заместитель председателя – Минакова Ирина Вячеславовна, декан факультета государственного управления и международных отношений, д.э.н., профессор;

     

    Члены программного комитета

    1.     Филонович Александр Владимирович, д.т.н., профессор, профессор кафедры  «Электроснабжение», ЮЗГУ, г. Курск.

    2.     Ларин Олег Михайлович, к.т.н., доцент, доцент кафедры электроснабжения ЮЗГУ, г. Курск;

    3.     Полунин Вячеслав Михайлович, д.ф-м.н., профессор, профессор кафедры нанотехнологии и инженерной физики

    4.     Кобелев Николай Сергеевич, д.т.н., профессор, зав. каф. теплогазоснабжения и вентиляции

    5.     Цуканова Наталья Евгеньевна, к.э.н., зав. кафедрой  таможенного дела и мировой экономика, ЮЗГУ, г. Курск.

    6.     Грачева Елена Ивановна, к.т.н., доцент, доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий Казанского государственного энергетического университета.

     

     

    Ученый секретарь – Коварда Владимир Васильевич, к.ф-м.н., таможенного дела и мировой экономики ЮЗГУ, г. Курск;

    Председатель организационного комитета – Горлов Алексей Николаевич, к.т.н., доцент кафедры электроснабжения, ЮЗГУ, г. Курск;

    Заместитель председателя оргкомитета — Филонович Александр Владимирович, д.т.н., профессор, профессор кафедры  «Электроснабжение», ЮЗГУ, г. Курск;

     

    Заместитель председателя оргкомитета – Минакова Ирина Вячеславовна, декан факультета государственного управления и международных отношений, д.э.н., профессор;

     

    Члены оргкомитета:

    1.    Передельский Геннадий Иванович, д.т.н., профессор, профессор кафедры  «Электроснабжение», ЮЗГУ, г. Курск;

    2.    Шевякин Андрей Сергеевич, зам. декана факультета государственного управления и международных отношений, к.э.н., доцент, ЮЗГУ, г. Курск;

    3.    Чернышев Александр Савельевич, к.т.н., доцент, доцент кафедры электроснабжения, ЮЗГУ, г. Курск;

    4.    Цуканова Наталья Евгеньевна, к.э.н., зав. кафедрой  таможенного дела и мировой экономика, ЮЗГУ, г. Курск.

     

     

    Постоянно действующий открытый семинар «Экономические проблемы энергетического комплекса» (семинар им. А.С. Некрасова )

    Семинар начал свою работу 1999 году, проводится один раз в месяц, кроме июля и августа.

    В апреле 1999 г. для обсуждения широкого круга актуальных вопросов развития отечественного ТЭК профессор А.С. Некрасов организовал постоянно действующий открытый семинар «Экономические проблемы энергетического комплекса» и руководил его работой до 2011 г. При А.С. Некрасове состоялось более 120 заседаний семинара (издано более 120 брошюр). После его смерти семинаром руководил академик В.В. Ивантер. А с конца 2019 г. и по настоящее время руководитель семинара – академик Б.Н. Порфирьев.

    Цель семинара – свободное научное обсуждение широкого круга актуальных экономических проблем энергетического комплекса России, стран СНГ, других стран и мира в целом.

    На заседаниях семинара заслушиваются и обсуждаются доклады по актуальным проблемам как энергетического комплекса в целом, так и отдельных его отраслей: газовой, нефтяной, угольной промышленности, электроэнергетики и теплоснабжения. Также рассматриваются вопросы НТП в энергетике, перспективы энергопотребления, повышения энергоэффективности и развития ВИЭ.

    В работе семинара принимают участие доктора, кандидаты наук, аспиранты, молодые и ведущие специалисты академических институтов, исследовательских организаций, отраслевых учреждений, органов исполнительной власти России и иностранных стран. В заседаниях семинара участвовали специалисты Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Новосибирска, Иркутска, Калининграда, Казани, Сыктывкара и других городов России, а также Республики Беларусь, Украины, Азербайджана, Грузии, Японии, Южной Кореи, Венгрии.

    Руководитель семинара – академик Порфирьев Борис Николаевич
    Ученый секретарь семинара: Семикашев Валерий Валерьевич
    Телефон: +7-499-129-67-97, e-mail: [email protected]

    Чтобы подписаться на рассылку объявлений о предстоящих заседаниях семинара, обращайтесь на [email protected] или [email protected]

    За 20 лет проведено около 200 заседаний семинара. Большая часть докладов опубликована в виде брошюр, в которых также содержится стенограмма обсуждения доклада. Электронные версии публикаций представлены ниже.

    С 2018 года производится видеозапись заседаний, которые доступны на YouTube и сайте ИНП РАН.

    Международная энергетическая конференция в ИНП РАН 2017 г.

    В ноябре 2017 году при семинаре была организована и проведена Международная энергетическая конференция, которая состоялась 7-8 ноября 2017 г в ИНП РАН. Конференция проходила в течение двух дней в формате круглого стола по темам:

    • Проблемы и перспективы взаимоотношений России и Европы в газовой сфере (7 ноября)
    • Перспективы развития рынков электрической и тепловой энергии в России в свете внедрения новых моделей рынка (8 ноября)

    По результатам был опубликован Сборник материалов конференции, который доступен по ссылке.

    Список сделанных на семинаре докладов

    • Заседание 206. Совершенствование системы государственного тарифного регулирования. Малоземов Алексей Владимирович (директор АНО «ЦМОК»). Договоры предоставления мощности на оптовом рынке электроэнергии и мощности: «Сизифов камень» российской электроэнергетики. Жихарев Валерий Александрович (начальник Департамента розничного рынка и сетей Ассоциации «Сообщество потребителей энергии»). Ликвидация перекрестного субсидирования в России: методологический аспект и перспективы решения. Золотова Ирина Юрьевна (директор Центра отраслевых исследований и консалтинга Финансового Университета при Правительстве РФ). 18 мая 2021 г.
    • Заседание 205. Сравнительный анализ уровня цен на электроэнергию в России и других странах. Долматов Илья Алексеевич, к.э.н. (директор Института экономики и регулирования инфраструктурных отраслей, НИУ ВШЭ). Перекрестное субсидирование: дифференциация стоимости электроэнергии в зависимости от категории надежности электроснабжения потребителей. Белобородов Сергей Сергеевич, к.т.н. (вице-президент НП «Энергоэффективный город»). 30 марта 2021 г.
    • Заседание 204. Сравнение эколого-энергетической эффективности экономики в регионах России и провинциях Китая. (к.б.н. Мартынов Александр Сергеевич, Директор Экологического рейтингового агентства «ЭРА») 9 февраля 2020 г.
    • Заседание 203. Концепция привлечения частных инвестиций в развитие распределённой генерации, в том числе на основе ВИЭ, в удалённых и изолированных районах Дальнего Востока и Арктики. (к.т.н. Губанов Максим Михайлович, руководитель направления по энергетике и ЖКХ АНО «Агентство Дальнего Востока по привлечению инвестиций и поддержке экспорта») 15 ноября 2020 г.
    • Заседание 202. О практической значимости оценки и прогнозирования интегральных показателей эффективности и надёжности энергосистем и комплексов (к.т.н., доцент НИУ МЭИ, Гужов Сергей Вадимович, директор Центра подготовки и проф. переподготовки «Энергоменеджмент и энергосберегающие технологии). 29 сентября 2020 г.
    • Заседание 201. Денежно-кредитная политика Банка России: текущее состояние и перспективы. (к.э.н., Липин Андрей Станиславович, зам. директора Департамента денежно-кредитной политики ЦБ РФ). 18 февраля 2020 г.
    • Заседание 200. Три мировые газовые революции: их вызовы и возможные пути адаптации для России. (д.э.н., проф. Конопляник Андрей Александрович (Советник Генерального директора ООО «Газпром экспорт», сопредседатель Рабочей группы 2 «Внутренние рынки» Консультативного совета Россия-ЕС по газу; профессор кафедры «Международный нефтегазовый бизнес» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина). 10 декабря 2019
    • Заседание 199. Функциональный, комбинаторный и векторный ранговый анализ в решении задач управления электропотреблением регионального электротехнического комплекса Калининградской области (Гнатюк В.И., д.т.н., профессор КГТУ. Луценко Д.В., к.т.н., доцент, ООО Калининградский инновационный центр «Техноценоз». Кивчун О.Р., к.т.н, БФУ им. И. Канта, Калининград). 19 ноября 2019
    • Заседание 198. Проблемы перспективного развития ЕЭС России (Белобородов Сергей Сергеевич, Вице-президент НП «Энергоэффективный город», к.т.н.). 5 ноября 2019
    • Заседание 197. Структурно-волновой анализ и прогноз мировой динамики цен на нефть и макроэкономики (на примере РФ и США). (Бушуев Виталий Васильевич, Генеральный директор ИЭС, д.э.н.). Фрактальная образно-числовая модель Геоэкономического пространства. проф. Пономарев В.П. 1 октября 2019
    • Заседание 196. Куда идет мировой автопром? (Яковлев Александр Александрович, Глобальный Директор по Автомобильным онлайн-исследованиям компании Ipsos, к.э.н.). 25 июня 2019
    • Заседание 195. Приоритеты и механизмы развития энергетики России. Мастепанов А.М. (ИПНГ РАН), Шкатов В.А., Семенов В.Г., Белобородов С.С. (ПРЭН-клуб), Башмаков И.А. (ЦЭНЭФ), Семикашев В.В. (ИНП РАН), Чернавский С.Я. (ЦЭМИ РАН), Нигматулин Б.И. (ИПЭ), Илюшин П.В. (ТИ ЕЭС), Копылов А.Е. (АКТА-консалт), Гашо Е.Г., Кудрин Б.И. 28 мая 2019
    • Заседание 194. Трансформация бизнеса мировых нефтегазовых компаний: между риторикой, стратегией и практикой (Белогорьев А.М., зам. главного директора по энергетическому направлению Фонда «Институт энергетики и финансов»). 16 апреля 2019
    • Заседание 193. Турбулентность мирового нефтяного рынка: вызов перед экспертным сообществом? (Фейгин В.И., Громов А.И., Фонд «Институт энергетики и финансов»). 26 марта 2019 г.
    • Заседание 192. Энергетическая политика и стратегия развития экономики России (Широв А. А., д.э.н., зам.директора ИНП РАН). 26 февраля 2019 г.
    • Заседание 191. Энергопереход: истоки, перспективы, проблемы прогнозирования (Иванов Н.А., к.э.н., заведующий сектором “Энергетические рынки” Института энергетики и финансов). 29 января 2019 г.
    • Заседание 190. Нефть как социальная конструкция: официальный энергетический дискурс Китая, России, Казахстана, Канады (Кутелева А.В., PhD Candidate, Альбертский Университет). 18 декабря 2018 г.
    • Заседание 189. Инфраструктурные проблемы построения единого рынка газа в Европе” (Орлова Е.С., Институт энергетики и финансов), Развитие рынка сжиженного природного газа в Северо-восточной Азии и сравнительный анализ механизмов формирования цен на СПГ (Чжинсок Сун, РГУ нефти и газа им И.М.Губкина). 27 ноября 2018 г.
    • Заседание 188. Изменение энергопотребления Москвы на фоне трансформации её экономики и промышленности: из века прошлого в век нынешний (взгляд экономиста-энергетика). Антонов Николай Викторович (к.э.н., начальник отдела электропотребления и ТЭБ, Группа ЭТС). Использование нормативов потребления как инструмент политики в энергетике (опыт Московской области). Чичеров Евгений Алексеевич (к.э.н., доцент каф. «Электроэнергетические системы» МЭИ). 30 октября 2018 г.
    • Заседание 187. Макроэкономика и электроэнергетика мира. Состояние (1970-2017) и прогноз (2018-2050 гг.). Нигматулин Булат Искандерович (директор Института проблем энергетики, проф., д.т.н.). 25 сентября 2018 г.
    • Заседание 186. Электромобили и разрушающие технологии. Милякин С.Р. (м.н.с. ИНП РАН), Колпаков А.Ю. (к.э.н., с.н.с. ИНП РАН), Сальников В.А. (к.э.н, зав.лаб. ИНП РАН, зам.директора ЦМАКП). 22 мая 2018 г.
    • Заседание 185. Освещение. Энергоэффективность vs Энергосбережение. Долин Евгений Владимирович (Генеральный директор – член Правления АПСС). 24 апреля 2018 г.
    • Заседание 184. Модернизация тепловой генерации. Постановка задачи и возможные пути ее решения. Горелов Константин Витальевич (Советник Департамента развития электроэнергетики Минэнерго России). 27 марта 2018 г.
    • Заседание 183. Оптимизация структуры генерирующих мощностей в ЕЭС России. Критерии отбора проектов для программы модернизации тепловых электростанций. Белобородов Сергей Сергеевич (Вице-президент НП «Энергоэффективный город»). 20 февраля 2018 г.
    • Заседание 182. Текущее состояние регулирования и нормативного сопровождения энергосбережения и повышения энергетической эффективности в Российской Федерации. Ковальчук Виталий Владимирович (референт Департамента промышленности и инфраструктуры Правительства РФ). 23 января 2018 г.
    • Заседание 181. Перспективы потребления природного газа в отраслях промышленности. Гордеев Дмитрий Сергеевич (с.н.с. РАНХиГС). 28 ноября 2017 г.
    • Заседание 180 (2). Гидроэнергетика России: состояние и перспективы. Платонов Василий Васильевич (д.т.н., ИБРАЭ РАН). 26 сентября 2017 г.
    • Заседание 180. Мировой рынок нефти в процессе трансформации. Жуков Станислав Вячеславович (руководитель Центра энергетических исследований ИМЭМО РАН, д.э.н.). 23 мая 2017 г.
    • Заседание 179. Подходы к гармонизации параметров ценовой и инвестиционной политики в электроэнергетике России. Веселов Ф.В., Соляник А.И. (ИНЭИ РАН). Анализ возможности сдерживания роста тарифов на электроэнергию в России. Колпаков А.Ю. (ИНП РАН). 16 мая 2017 г.
    • Заседание 178. О приоритетах развития системы энергоснабжения Российской Федерации. Некрасов С.А. (к.э.н., к.т.н, ЦЭМИ РАН). 25 апреля 2017 г.
    • Заседание 177. Состояние и перспективы атомной энергетики в России и мире. Нигматулин Б. И. (д.т.н., директор Института проблем энергетики (ИПЭ)). 28 марта 2017 г.
    • Заседание 176. О новой парадигме развития мировой энергетики, рисках и вызовах для России и мира. Конопляник А.А. (д.э.н., проф., Советник Генерального директора ООО «Газпром экспорт», профессор кафедры «Международный нефтегазовый бизнес» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина). 28 февраля 2017 г.
    • Заседание 175. Экономика возобновляемых источников энергии в стране, где много традиционных энергоресурсов: Россия в фокусе. Суслов Никита Иванович ( д.э.н., проф. ИЭОПП СО РАН, НГУ Новосибирск). 31 января 2017 г.
    • Заседание 174. Рациональное и политическое в мировой энергетике. проф. Григорьев Леонид Маркович (Департамент мировой экономики НИУ ВШЭ, Аналитический Центр при Правительстве РФ). 6 декабря 2016 г
    • Заседание 173. Интегрированные интеллектуальные энергетические системы – будущее энергетики. Н.И. Воропай, чл.-корр. РАН, В.А. Стенников, чл.-корр. РАН (Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск). 22 ноября 2016 г
    • Заседание 172. Рынки электроэнергии: роль пространства и институтов. Экспорт российской электроэнергии в Китай. к.э.н. Демина Ольга Валерьевна (Институт экономических исследований (ИЭИ) ДВО РАН, Хабаровск). 18 октября 2016 г
    • Заседание 171. Ядерная энергетическая система в контексте развития мировой энергетики. д.э.н. Цибульский Виктор Филиппович (НИЦ “Курчатовский институт”). 27 июня 2016 г
    • Заседание 170. Пути повышения эффективности энергетики. д.т.н., проф., заслуженный энергетик Кудрявый Виктор Васильевич (советник президента по электрогазоснабжению и перспективному развитию АО “ЕВРОЦЕМЕНТ групп”). 28 июня 2016 г
    • Заседание 169. Стратегия развития теплоснабжения в России. Семенов Виктор Германович (президент Некоммерческого партнерства “Российское теплоснабжение”). 31 мая 2016 г
    • Заседание 168. Методологические и методические аспекты формирования национальной системы поддержки ВИЭ в России. Копылов Анатолий Евгеньевич (АКТА-КОНСАЛТ). 19 апреля 2016 г
    • Заседание 167. Построение согласованных сценариев мировых производства, потребления и цены нефти. к.э.н. Семикашев Валерий Валерьевич, к.э.н. Колпаков Андрей Юрьевич (ИНП РАН). 29 марта 2016 г
    • Заседание 166. Третья научная картина мира как теоретическая основа электрификации России до 2040 г. д.т.н., проф. Кудрин Борис Иванович (МЭИ). 16 марта 2016 г
    • Заседание 165. Отличительные особенности ядерной энергетики на либерализованном рынке. С.А.Субботин. Современные реалии функционирования АЭС на либерализованном рынке. Л.С.Смирнова, Е.И.Горфин.  02.03.2016
    • Заседание 164. Новые вызовы для российской нефтегазовой отрасли в условиях санкций и низких цен на нефть. д.ф-м.н., проф. АМПИЛОВ Юрий Петрович (МГУ). 24 ноября 2016 г
    • Заседание 163. Круглый стол: Перспективы развития ВИЭ. Вызовы для России.Чл.-корр. Порфирьев Б.Н., Рогинко С.А., д.э.н. Синяк Ю.В., д.т.н. Нигматулин Б.И., к.э.н. Мамедов О.М., Мелокумов Е.В., к.э.н. Терентьев Н.Е. 27 октября 2015 г
    • Заседание 162.Тепловая защита зданий и ее вклад в энергосбережение при отоплении зданий. д.т.н., проф. ГАГАРИН Владимир Геннадьевич (НИИСФ РААСН).29 сентября 2015 г
    • Заседание 161.Прогнозирование цен на электроэнергию на ОРЭМ.к.э.н. ГРОМОВ Роман Евгеньевич (НП “Совет рынка”). 30 июня 2015 г
    • Заседание 160.Исследование сравнительных преимуществ нефтегазовых компаний с позиций операционных и капитальных затрат. СУБХАНКУЛОВА Римма Равилевна (Российское энергетическое агентство Министерства энергетики РФ). 23 июня 2015 г
    • Заседание 159.Резервы и приоритеты теплоэнергоснабжения российских городов в современных условиях. к.э.н. ГАШО Евгений Геннадьевич (МЭИ). 26 мая 2015 г
    • Заседание 158.Долгосрочная перспектива поставок российского газа в Европу и Азию с учетом технологической модернизации и мобилизации внутренних ресурсов развития России. д.э.н., проф. КУЗОВКИН Анатолий Ильич (ОАО “Институт микроэкономики”). 21 апреля 2015 г
    • Заседание 157. Макроэкономический анализ перспектив сбалансированного развития нефтегазового сектора России. д.э.н.Синяк Юрий Владимирович, аспирант Колпаков Андрей Юрьевич (ИНП РАН). 24 марта 2015 г
    • Заседание 156. Проблемы прогнозирования электропотребления в России. к.э.н.АНТОНОВ Николай Викторович (ООО “ЭТС-Проект”). 24 февраля 2015 г
    • Заседание 155. Успехи и неудачи реформирования российской энергетики.д.э.н.ЧЕРНАВСКИЙ Сергей Яковлевич (ЦЭМИ РАН). 27 января 2015 г
    • Заседание 154. Современное состояние и тенденции развития мировой и отечественной нефтегазохимии. д.т.н., проф. БРАГИНСКИЙ Олег Борисович (ЦЭМИ РАН). 25 ноября 2014 г
    • Заседание 153. Электроснабжение Крыма и Юга России. д.т.н., проф. НИГМАТУЛИН Булат Искандерович (Институт проблем энергетики). 11 ноября 2014 г
    • Заседание 152. Экономическая подоплека газовых проблем в треугольнике Россия-ЕС-Украина и возможные пути их решения. д.э.н., проф. Конопляник Андрей Александрович (ОАО ГАЗПРОМЭКСПОРТ, ГУНИГ им. И.М. Губкина). 21 октября 2014 г
    • Заседание 151. Методология прогнозирования энергоемкости ВВП и отдельных отраслей (секторов) экономики. к.э.н., доц. ДОЛМАТОВ Илья Алексеевич (Институт проблем ценообразования и регулирования естественных монополий НИУ ВШЭ). 30 сентября 2014 г
    • Заседание 150. О структуре торговых отношений в электроэнергетике и предложения по ценовой политике.д.э.н., проф. КУТОВОЙ Георгий Петрович (ОМК, советник по энергетике). 24 июня 2014 г
    • Заседание 149. О конкурентной среде на региональных рынках производства нефтепродуктов в России с учетом перспектив развития новых независимых НПЗ. д.э.н. ДАВЫДОВ Борис Николаевич (ВНИИ НП). 27 мая 2014 г
    • Заседание 148. Новые подходы к прогнозированию развития электроэнергетики. д.т.н. НЕПОМНЯЩИЙ Владимир Абрамович (ОАО “ТИТАН”). 22 апреля 2014 г
    • Заседание 147. Американская стратегия и тактика развития топливно-энергетического комплекса: состояние и перспектива. к.э.н.КОРНЕЕВ Андрей Викторович (Центр проблем энергетической безопасности Институт США и Канады РАН). 25 марта 2014 г
    • Заседание 146. О финансировании фундаментальных научных исследований в атомной энергетике. д.э.н.КАРХОВ Алексей Николаевич (ИБРАЭ РАН). 25 февраля 2014 г
    • Заседание 145. Исследование перспектив развития атомной теплофикации в России до 2030 года. к.т.н.МАКАРОВА А.С., ПАНКРУШИНА Т.Г., к.э.н.ХОРШЕВ А.А. (ИНЭИ РАН). 28 января 2014 г
    • Заседание 144. Потенциал энергосбережения регионального электротехническго комплекса. д.т.н., профессор ГНАТЮК В.И. и к.т.н.ЛУЦЕНКО Д.В. (Калининградский КГТУ). 26 ноября 2013 г
    • Заседание 143. Круглый стол. Поглощающая способность России по углероду как ограничение на развитие энергетики. 29 октября 2013 г
    • Заседание 142. Затраты и выгоды низкоуглеродной экономики и трансформации общества в России. Перспективы до 2050 г. к.э.н., Башмаков И.А.(Исполнительный директор ЦЭНЭФ). 24 сентября 2013 г
    • Заседание 141. Перспективы развития электроэнергетики Сибири. к.т.н., Виштибеев Алексей Владимирович (ОАО “Научно-технический центр Единой Энергетической Системы). 25 июня 2013 г
    • Заседание 140. Энергетический масштаб устойчивого развития. д.т.н., Цибульский Виктор Филиппович (РНИЦ Курчатовский институт). 28 мая 2013 г
    • Заседание 139. Петротермальная энергетика России. Перспективы освоения и развития. д.т.н., проф. ГНАТУСЬ Николай Афанасьевич (Фонд “ТЕРМОЛИТЭНЕРГО”). 23 апреля 2013 г
    • Заседание 138. Азиатский вектор российской экономики. Г.А.ИВАШЕНЦОВ (Российский центр исследований АТЭС). 26 марта 2013 г
    • Заседание 137. Альтернативная энергетика: возможности и пределы влияния на развитие экономики. чл.-корр РАН, д.э.н. ПОРФИРЬЕВ Борис Николаевич (ИНП РАН). 26 февраля 2013 г
    • Заседание 136. Энергетика как “система систем”. д.т.н. БУШУЕВ Виталий Васильевич (Институт энергетической стратегии). 29 января 2013 г
    • Заседание 135. Влияние системы налогообложения на развитие нефтяной отрасли. д.э.н. проф. КОНОПЛЯНИК А.А. (РГУНиГ им.Губкина), д.э.н. ВОЛЫНСКАЯ Н.А. (ТЭкИ), к.э.н. ШИРОВ А.А. (ИНП РАН). 20 ноября 2012 г
    • Заседание 134. Нормирование электропотребления регионального электротехнического комплекса на основе предельного алгоритма и его реализация на объектах. д.т.н. проф. ГНАТЮК В.И., к.т.н. ШЕЙНИН А.А. (КТУ, Калининград). 6 ноября 2012 г
    • Заседание 133. Перспективы развития электроэнергетики России. д.т.н. БАРИНОВ Валентин Александрович (ОАО Энергетический Институт им.Г.М.Кржижановского (ЭНИН). 25 октября 2012 г
    • Заседание 132. Корректировка Программы развития Единой энергетической системы России на 2012-2018 гг. д.т.н.Нигматулин Булат Искандерович (Институт проблем естественных монополий). 25 сентября 2012 г
    • Заседание 131. Организационно-финансовый реинжиниринг проектов освоения нефтегазовых ресурсов Восточной Сибири. чл.-корр РАН В.А.КРЮКОВ. 19 июня 2012 г
    • Заседание 130. Нефтяная промышленность России – сценарии сбалансированного развития. к.э.н. САЕНКО Владимир Васильевич (Институт Энергетической Стратегии). 29 мая 2012 г
    • Заседание 129. Прогнозирование российского рынка автомобильных топлив. д.э.н., проф. БРАГИНСКИЙ Олег Борисович (ЦЭМИ РАН). 24 апреля 2012 г
    • Заседание 128. Интеграция нефтяного и финансового рынков.д.э.н. ЖУКОВ Станислав Вячеславович, Институт Мировой Экономики и международных Отношений (ИМЭМО). 27 марта 2012 г
    • Заседание 127. Стратегия энергоэффективности и электрообеспечения потребителей до 2016 года.д.т.н. профессор КУДРИН Борис Иванович (МЭИ (ТУ)). 28 февраля 2012 г
    • Заседание 126. Будет ли рост в экономике России к середине ХХI века? к.э.н.И.А.Башмаков (Центр по эффективному использованию энергии). 31 января 2012 г
    • Заседание 125. Современное состояние и перспективы развития теплоснабжения России.д.э.н. Некрасов А.С., д.э.н. Синяк Ю.В., к.т.н. Воронина С.А., к.э.н. Семикашев В.В. (ИНП РАН). 20 декабря 2011 г
    • Заседание 124. О пробемах подготовки в России специалистов в области электроэнергетики и электротехники.В.В.Платонов. 22 ноября 2011 г
    • Заседание 123. Особенности развития и функционирования малой энергетики. к.т.н. Пейсахович Виталий Яковлевич (ОАО Малая энергетика). 26 октября 2011 г
    • Заседание 122. Влияние событий в Японии, в Северной Африке и Ближнем Востоке на перспективы мировых энергетических рынков. к.э.н. МИТРОВА Татьяна Алексеевна (ИНЭИ РАН). 20 июня 2011 г
    • Заседание 121. Энергетика Сибири: оптимизация структуры. д.э.н. Суслов В.И. (ИЭ и ОПП СО РАН, г.Новосибирск), к.э.н. Федосеев В.И. (СГУПС, г.Новосибирск), Хлебопрос Р.Г. (СФУ, г.Красноярск). 17 мая 2011 г
    • Заседание 120. Перспективы и проблемы создания техногенного водородного цикла на основе комплексного использования различных энергоисточников. к.т.н. СУББОТИН Станислав Анатольевич (РНЦ “Курчатовский институт”). 19 апреля 2011 г
    • Заседание 119. Энергетическая безопасность: сущность, основные проблемы, методы и результаты исследований. член-корреспондент, д.т.н. ВОРОПАЙ Николай Иванович, д.т.н. СЕНДЕРОВ Сергей Михайлович (Институт энергетики СО РАН им.Л.А.Мелентьева, г.Иркутск). 29 марта 2011 г
    • Заседание 118. Формирование рыночных механизмов развития когенерации в России. к.э.н.И.С.КОЖУХОВСКИЙ, к.э.н.В.П.БАСОВ (ЗАО АПБЭ). 21 февраля 2011 г
    • Заседание 117. Воздействие роста цен на энергоресурсы на размеры теневой экономики в странах мира.д.э.н., профессор СУСЛОВ Никита Иванович (Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН). 25 января 2011 г
    • Заседание 116. Состояние городов России и проблемы развития.к.э.н. БЕЛКИНА Татьяна Дмитриевна (ИНП РАН). 21 декабря 2010 г
    • Заседание 115. Концепция интеллектуальных энергосистем и возможности ее реализации в российской электроэнергетике.д.э.н., профессор ВОЛКОВА И.О. (ГУ ВШЭ), д.э.н., профессор ОКОРОКОВ В.Р., д.э.н. ОКОРОКОВ Р.В. (ГПУ С.-П.), к.т.н. КОБЕЦ Б.Б. (ЦЭФЕЭС).30 ноября 2010 г
    • Заседание 114. Тарифы на электроэнергию дифференцированные по времени и эффективность аккумулирующих систем.д.э.н.Кузовкин А.И., д.т.н.Чаховский В.М. (Институт микроэкономики), д.э.н.Волконский В.А. (ИНП РАН). 26 октября 2010 г
    • Заседание 113. Моделирование и оценка факторов энергетической эффективности и безопасности для системы государственного контроля энергосбережения в России. к.э.н.А.В.КОРНЕЕВ (Институт США и Канады). 28 сентября 2010 г
    • Заседание 112. От стратегий и программ к реальному энергосбережению (опыт региональных проектов).к.т.н.ГАШО Евгений Геннадьевич (ВНИПИэнергопром). 22 июня 2010 г
    • Заседание 111. Эволюция ценообразования на газ в мире. к.э.н., МИТРОВА Татьяна Алексеевна (Институт энергетических исследований РАН). 25 мая 2010 г
    • Заседание 110. Экономические проблемы транспортного комплекса России. д.э.н., профессор ЩЕРБАНИН Юрий Алексеевич (ИНП РАН). 27 апреля 2010 г
    • Заседание 109. Стратегия развития электроэнергетики до 2060 года. д.т.н., профессор КУДРИН Борис Иванович (Московский энергетический институт). 30 марта 2010 г
    • Заседание 108. Эффективность и перспективы развития теплофикации в современных экономических условиях. к.э.н., МАКАРОВА А.С., к.э.н., ВОЛКОВА Е.А. и др.(Институт энергетических исследований РАН). 24 февраля 2010 г
    • Заседание 107. Совершенствование теории и методов проектирования электроэнергетических систем. д.т.н., профессор КИТУШИН В.Г., к.т.н., доцент БЫК Ф.Л. (Новосибирский технический университет). 26 января 2010 г
    • Заседание 106. Электроэнергетика России: реформирование и развитие. д.т.н., профессор ПЛАТОНОВ В.В. (ИБРАЭ). 15 декабря 2009 г
    • Заседание 105. Влияние мер по ограничению эмиссии парниковых газов на развитие экономики энергетики России на перспективу до 2030 г. к.э.н.ВЕСЕЛОВ Ф.Н.,к.э.н. МАЛАХОВ В.А.(Институт энергетических исследований РАН). 24 ноября 2009 г
    • Заседание 104. Развитие электроэнергетики России в кризисный и посткризисный периоды до 2015 года. д.э.н., профессор Непомнящий Владимир Абрамович (ЗАО КОНЦЕРН ТИТАН-2). 27 октября 2009 г
    • Заседание 103. Научно-технический прогресс в постиндустриальной экономике. к.э.н.Роговский Евгений Александрович (Руководитель Центра проблем военно-промышленной политики. Институт США и Канады РАН). 29 сентября 2009 г
    • Заседание 102. Современные энергетические технологии и экономические последствия их использования. д.э.н., профессор Окороков В.Р., д.э.н. Окороков Р.В. 24 июня 2009 г
    • Заседание 101. Экономические условия выхода водорода как энергоносителя на энергетический рынок России в период до 2030 г. д.э.н.Синяк Юрий Владимирович (ИНП РАН), Петров Василий Юрьевич, аспирант (ИНП РАН). 27 мая 2009 г
    • Заседание 100. Некоторые ключевые проблемы ТЭК России в ближайшее десятилетие. академик, д.г.м.н. Конторович Алексей Эмильевич. (Институт нефтегазовой геологии и геофизики им А.А. Трофимука СО РАН. 21 апреля 2009 г
    • Заседание 99. Российский газ в континентальной Европе и СНГ: эволюция контрактных структур и механизмов ценообразования. д.э.н. Андрей Александрович Конопляник (Газпромбанк). 25 марта 2009 г
    • Заседание 98. Национальное богатство как энергетический потенциал устойчивого развития России. д.т.н. Виталий Васильевич Бушуев (ГУ Институт энергетической стратегии). 25 февраля 2009 г
    • Заседание 97. Экономика альтернативных моторных топлив. д.э.н. Олег Борисович Брагинский (Центральный экономико-математический институт РАН). 28 января 2009 г
    • Заседание 96. Прогноз развития мировой энергетики до 2050 года. Цели и технические возможности их реализации. д.т.н., проф. Василий Романович Окороков, д.э.н. Роман Васильевич Окороков (Государственный политехнический университет, Санкт-Петербург). 24 декабря 2008 г
    • Заседание 95. Прогнозирование электропотребления региональным электротехническим комплексом на инерционном этапе развития. д.т.н., профессор Виктор Иванович ГНАТЮК (Калининградский пограничный институт). 26 ноября 2008 г
    • Заседание 94. О фундаментальном экономическом противоречии в развитии угольной энергетики. д.э.н. Пономарев Владимир Петрович (директор ФГУП ЦНИЭИ уголь). 29 октября 2008 г
    • Заседание 93. Московская городская программа энергоснабжения. Евгений Геннадьевич ГАШКО (ВНИПИ энергопром). 24 сентября 2008 г
    • Заседание 92. Совершенствование экономических взаимоотношений российских энергетических и угольных компаний. д.э.н. Роман Евгеньевич Алешинский (Научно-исследовательский институт экономики энергетики). 24 июня 2008 г
    • Заседание 91. Совершенствование методов прогнозирования социально-динамических процессов. д.э.н. проф. Григорий Абрамович Гольц. 26 мая 2008 г
    • Заседание 90. Конкуренция и регулирование в управлении электроэнергетикой. Теоретические подходы. д.э.н. Виктор Александрович Волконский, д.э.н. Анатолий Ильич Кузовкин (ИНП РАН). 22 апреля 2008 г.
    • Заседание 89. Стратегия развития нефтяной и газовой промышленности России и перспективы выхода на новый внешний рынок: АТР, Северная Америка. д.э.н. Андрей Геннадьевич Коржубаев и др. (Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука СО РАН). 25 марта 2008 г.
    • Заседание 88. Проблемы инвестиционных волн в ядерной энергетике России и Мира. к.т.н. Станислав Анатольевич Субботин и др. (РНЦ “Курчатовский институт”). 26 февраля 2008 г.
    • Заседание 87. Проблемы и перспективы развития возобновляющихся источников энергии в России.д.т.н.,проф. Виктор Васильевич Елистратов (Санкт-Петербург,ГПУ).29 января 2008 г.
    • Заседание 86. Перспективы развития свободного рынка газа в России.к.т.н. Сергей Яковлевич Чернавский (ЦЭМИ РАН),проф., к.ф-м.н. Олег Андреевич Эйсмонт (РЭШ).18 декабря 2007 г.
    • Заседание 85. Система управления развитием электроэнергетики в рыночных условиях и опыт ее реализации. к.э.н. Федор Вадимович Веселов (Институт энергетических исследований РАН).27 ноября 2007 г.
    • Заседание 84. Газовая отрасль России как основа формирования Евразийского рынка углеводородов. к.э.н. Татьяна Алексеевна Митрова (Институт энергетических исследований РАН).23 октября 2007 г.
    • Заседание 83. Проблемы оценки инвестиционных проектов АЭС (экономическая динамика и инновационный менеджмент). д.э.н. Алексей Николаевич Кархов (Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН). 25 сентября 2007 г.
    • Заседание 82. Проблемы экономического риска восточного энергетического сектора. д.э.н., проф. Борис Николаевич Порфирьев (Институт экономики РАН). 26 июня 2007 г.
    • Заседание 81. Перспективы долгосрочного экономического развития России. д.э.н., проф. Марат Наильевич Узяков (Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН). 29 мая 2007 г.
    • Заседание 80. Особенности развития систем теплоэнергоснабжения городов и проблемы повышения их эффективности. к.т.н. Евгений Геннадьевич Гашо (ВНИПИэнергопром). 24 апреля 2007 г.
    • Заседание 79. Возможная стратегия России по сокращению накопления СО2 в атмосфере. д.э.н Юрий Владимирович Синяк, к.т.н.Борис Георгиевич Федоров (Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН). 27 марта 2007 г.
    • Заседание 78. Экономические проблемы и перспективы надежного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в России. д.э.н. Маргарита Борисовна Перова (Вологодский государственный технический университет). 27 февраля 2007 г.
    • Заседание 77. Гидроэнергетические ресурсы России: проблемы переоценки. чл.корр. РАН Виктор Иванович Данилов-Данильян. 30 января 2007 г.
    • Заседание 76. Стоимостная оценка месторождений и участков недр в задачах государственного и корпоративного управления.д.э.н. профессор Герт А.А. (ФГУП СНИИГГ и МС г. Новосибирск) 19 декабря 2006 г.
    • Заседание 75. Факторы энергоемкости производства и стимулы к энергосбережению:опыт межстранового анализа.д.э.н., проф. Никита Иванович Суслов (Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН) 28 ноября 2006 г.
    • Заседание 74. Оптимизация тарифов на услуги жилищно-коммунального хозяйства России.д.э.н., проф. Владимир Абрамович Непомнящий (ЗАО КОНЦЕРН ТИТАН-2)(31 октября 2006 г.)
    • Заседание 73. О системе управления знаниями об экономике энергетики. д.э.н., проф. М.В.Лычагин,к.э.н.С.В.Бекарева (Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, Новосибирский государственный университет)(26 сентября 2006 г.)
    • Заседание 72. Проблемы развития теплового хозяйства России и пути их решения.д.т.н., проф.В.А.Стенников (Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН)(20 июня 2006 г.)
    • Заседание 71. Какое государство нужно нашей экономике и какая экономика нужна нашему государству.д.э.н., профессор В.Н.Лившиц (Институт системных исследований РАН)(30 мая 2006 г.)
    • Заседание 70. Инвестиционный климат в нефтегазовом секторе-анализ с позиций институционального подхода.д.э.н. Крюков В.А., к.э.н.Токарев А.Н.(Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН)(25 апреля 2006 г.)
    • Заседание 69. Энергореформа в России: конкуренция вместо надежности.д.э.н. Кузовкин А.И.(Институт микроэкономики)(28 марта 2006 г.)
    • Заседание 68. Проблемы развития электроэнергетики России, методы и механизмы их решения в рыночных условиях.член-корр. РАН Воропай Н.И.(Институт систем энергетики им. П.А. Мелентьева)(28 февраля 2006 г.)
    • Заседание 67. Сжиженный природный газ – новый фактор мирового энергетического рынка. д.э.н.Брагинский О.Б.(Центральный экономико-математический институт)(31 января 2006 г.)
    • Заседание 66. Обоснование развития субъектов угольного рынка в период реформирования естественных монополий. к.э.н.Тибилов Денис Петрович (Московский государственный горный институт)(27 декабря 2005 г.)
    • Заседание 65. Повышение финансовой устойчивости электроэнергетических компаний России на межгосударственном энергетическом рынке. д.э.н.Колибаба В.И. (Ивановский государственный технический университет)(29 ноября 2005 г.)
    • Заседание 64. Оптимальное управление электоропотреблением регионального электоротехнического комплекса (техноценоза). Гнатюк В.И. (25 октября 2005 г.)
    • Заседание 63. Развитие энергетического комплекса России в долгосрочной перспективе. Некрасов А.С., Синяк Ю.В. (27 сентября 2005 г.)
    • Заседание 62. Формирование обоснованных тарифов на электрическую и тепловую энергию для ТЭЦ, выводимых на оптовый рынок. Денисов В.И. (21 июня 2005 г.) Ценообразование в комбинированном производстве электрической и тепловой энергии. Хараим А.А. (21 июня 2005 г.)
    • Заседание 61. Основные направления повышения эффективности энергообеспечения потребителей региона на примере Томской области. В.В. Литвак (31 мая 2005 г.)
    • Заседание 60. Вызовы времени и механизмы формирования адекватных ответов нефтегазового сектора России. Ю.К. Шафраник (26 апреля 2005г.)
    • Заседание 59. Современные проблемы прогнозирования потребности в электроэнергии. Ю.М. Коган (29 марта 2005 г.)
    • Заседание 58. Экономические проблемы и методы сравнительной экономической оценки деятельности угледобывающих предприятий России. Ж.К. Галиев, М.А. Ревазов Н.В. Пашкевич, Ю.В. Шувалов, С.Л. Климов, Е.Р. Говсиевич. Методические положения комплексной эффективности интеграции энергетического и угольного предприятия. 22 февраля 2004
    • Заседание 57. О перспективах реформирования оптового и розничных рынков электрической энергии. Л.В. Ширяева. О структурных преобразованиях предприятий электроэнергетики и головной компании холдинга РАО «ЕЭС России». Д.С. Аханов (25 января 2005г.)
    • Заседание 56. Эколого-экономическая оценка хозяйственной деятельности предприятий минерально-сырьевого комплекса А.Е. Соловьева (30 ноября 2004г.)
    • Заседание 55. Натурфилософская парадигма разумных взаимоотношений человека с природной средой А.С. Астахов (26 октября 2004г.)
    • Заседание 54.Тенденции развития мирового нефтегазового бизнеса К.Н. Миловидов (21 сентября 2004г.)
    • Заседание 53. Стратегическое инновационное управление в энергетике В.В. Морозов (22 июня 2004г.)
    • Заседание 52. Энергетический баланс: проблемы и решения Т.М. Галиева, А.М. Мастепанов. (25 мая 2004г.)
    • Заседание 51. Рента в сырьевых отраслях ТЭК Н.А. Волынская, С.С. Ежов Природная рента и методы ее оценки В.А. Волконский, А.И. Кузовкин, А.Ф. Мудрецов (20 апреля 2004г.)
    • Заседание 50. Алюминевая промышленность и электроэнергетика: реальность и перспективы И.С.Бохмат (30 марта 2004г.)
    • Комплексный подход и логистика территориального энергохозяйства: единство технических, организационно-экономических и информационных решений Е.Г. Гашо, А.В. Коваль, М.И. Постельник (24 февраля 2004г.)
    • О государственном плане рыночной электрификации России. Б.И. Кудрин. (27 января 2004г.)
    • Циклический характер природных и экономических процессов В.В. Бушуев. (16 декабря 2003г.)
    • Организационно-экономические аспекты участия ТЭЦ в рынке электрической и тепловой энергии В.И. Михайлов. (25 ноября 2003г.)
    • Влияние динамики цен продукции энергетических естественных монополий на финансовое положение потребителей и на развитие экономики России. Д.В. Шапот, В.А. Малахов. (28 октября 2003г.)
    • Экономические проблемы освоения ресурсов нефти и газа Сибирской платформы. Краснов О.С. (07 октября 2003 г.)
    • Энергетическая Хартия и экономика России: роль поцесса ДЭХ в повышении конкурентоспособности России на мировых рынках энергии и капитала. Конопляник А.А. (01 октября 2003 г.)
    • Взаимодействие энергетики и экономики: структурные сдвиги в производстве и ценах. Н.И.Суслов (16 сентября 2003 г.)
    • Заседание 42. Состояние и перспективы обеспечения энерго- и теплоэнергетическим оборудованием ТЭК России. В.В.Глухов, В.Р.Окороков, Р.В.Окороков. 17 июня 2003 г
    • Проблемы развития электросетевого хозяйства России. Н.В.Бобылева (20 мая 2003 г.)
    • Эффективность использования газа в отраслях экономики России. Л.Д.Уткина, ДОАО “Промгаз”. (25 марта 2003 г.)
    • Влияние цен на энергетические ресурсы на динамику экономики России. М.Н.Узяков, ИНП РАН. (25 февраля 2003 г.)
    • Состояние, экономика и проблемы развития водородной энергетики. С.П.Малышенко, Институт высоких температур РАН. (29 января 2003 г.)
    • Формирование системы государственного регулирования рынка энергоснабжения в РФ. П.А.Синютин, Мосэнерго. (17 декабря 2002 г.)
    • Организация устойчивого инвестиционного процесса при реформировании электроэнергетики. Ф.В.Веселов, Институт энергетических исследований РАН. (19 ноября 2002 г.)
    • Топливно-энергетический комплекс Европейского Северо-Востока: проблемы, направления и механизмы развития. А.А.Калинина, Институт социально-экономических и энергетических проблем Севера УО РАН Коми НЦ. (29 октября 2002 г.)
    • Развитие альтернативной энергетики в России на ближайшую перспективу. В.Ф.Шарков, ГНЦ ТРИНИТИ. (24 сентября 2002 г.)
    • Стоимостная оценка энергетического баланса России. А.С.Некрасов, ИНП РАН. (24 июня 2002 г.)
    • Уголь и альтернативные источники энергии в регионах России. Ю.В.Шувалов, Санкт-Петербургский государственный горный институт (28 мая 2002 г.)
    • Перспективные технологии для техперевооружения тепловых электростанций. А.Г.Тумановский, Всероссийский теплотехнический институт (23 апреля 2002 г.)
    • Экономика и возможные масштабы развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии. П.П.безруких, Минэнерго РФ (26 марта 2002 г.)
    • Экономические проблемы развития малых и средних нефтедобывающих предприятий. Е.В.Корзун, Ассоциация малых и средних нефтегазодобывающих организаций (26 февраля 2002 г.)
    • Ценообразование в энергетических естественных монополиях. Е.В.Яркин, Институт ценообразования и регулирования естественных монополий Высшей школы экономики (29 января 2002 г.)
    • Проблемы развития ТЭК Дальнего Востока. В.А.Калашников, Институт экономических исследований Дальневосточного отделения РАН (25 декабря 2001 г.)
    • Структурные преобразования в мировой энергетике. В.А.Баринов, ЭНИН им. Г.М.Кржижановского (27 ноября 2001 г.) – опубликовано
    • Экономика формирования энерго-топливных компаний. В.И.Эдельман, Е.Р.Говсиевич, НИИЭЭ (30 октября 2001 г.).– опубликовано.
    • Проблемы ресурсной базы российской электроэнергетики (газ, уголь, атомная энергия). Круглый стол (25 сентября 2001 г.).
    • Динамика энергоемкости экономики России на фоне глобальных тенденций. Ю.Д.Кононов, Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН (26 июня 2001 г.).– опубликовано.
    • Состояние и прогноз добычи угля и спроса на угольное топливо в начале ХХI века. А.Б.Ковальчук, В.П.Пономарев, Л.Н.Репин (29 мая 2001 г.).– опубликовано.
    • Экономические проблемы развития энергетического комплекса Восточного региона России. Б.Г.Санеев, Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН (24 апреля 2001 г.).
    • Региональные проблемы регулирования систем электро-, тепло- и газоснабжения. Л.Д.Хабачев (27 марта 2001 г.).
    • Реформы в угольной промышленности в Польше. Е.А.Роговский, Институт США и Канады (27 февраля 2001 г.)– опубликовано.
    • Ценовые проблемы топливно-энергетического комплекса. В.А. Волконский, ИНП РАН, А.И.Кузовкин, Институт микроэкономики Минэкономразвития (30 января 2001 г.).– опубликовано.
    • Обоснование эффективности изменения перспективной структуры топливоснабжения электростанций европейской части страны. Е.А.Волкова, А.С.Макарова, Л.В.Урванцева, ИНЭИ РАН (19 декабря 2000 г.). – опубликовано.
    • Экономические проблемы использования газа в России. В.А.Саркисян, НИИгазэкономика (28 ноября 2000 г.) – опубликовано.
    • Энергетический комплекс в социально-экономическом прогнозе. М.Ю. Ксенофонтов, ИНП РАН (31 октября 2000 г.).
    • Методические средства исследования взаимовлияния экономики и ее энергетического сектора. Д.В.Шапот, В.А.Малахов, ИНЭИ РАН (26 сентября 2000 г.) – опубликовано.
    • Проблемы инновационного развития на этапе переходной экономики. Н.И. Комков,. И.Э.Фролов, ИНП РАН (20 июня 2000 г.).– опубликовано.
    • Экономические проблемы развития возобновляемых источников энергии в России. А.М.Резниковский, Энергосетьпроект, И.И.Файн, Гидропроект (23 мая 2000 г.).
    • Экономические аспекты развития АЭС в России. В.П.Браилов, Е.А.Волкова, Ф.В.Веселов, В.С.Шульгина, ИНЭИ РАН. Экономические и физические особенности развития топливного цикла атомной энергетики. С.А.Субботин, В.А.Стукалов, Ю.Ф.Чернилин, РНЦ «Курчатовский институт» (25 апреля 2000 г.) – опубликовано.
    • Экономические проблемы энергетического комплекса Украины. В.А.Точилин, В.Э.Лир, ИЭП НАН Украины. Экономические проблемы энергетического комплекса Беларуси. П.Г.Никитенко, В.Н. Ермашкевич, ИЭ НАНБ (21 марта 2000 г.) – опубликовано.
    • Институциональные преобразования в нефтегазовом комплексе- теоретические основы и российская практика. В.А.Крюков, ИЭиОПП СО РАН (22 февраля 2000 г.) – опубликовано.
    • Экономические и организационные проблемы теплоснабжения в России. А.С.Некрасов, С.А.Воронина, ИНП РАН. Экономические и организационные проблемы теплового хозяйства. Е.В.Сеннова, А.В.Федяев, В.А.Стенников, Институт систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН (25 января 2000 г.) – опубликовано.
    • Методы и модели текущего планирования для вертикально-интегрированных нефтяных компаний. Л.Р.Соркин, А.С.Хохлов, ИПУ РАН (21 декабря1999 г.) – опубликовано.
    • Энергетика и экономическая безопасность регионов России. А.И.Татаркин, А.А.Куклин, А.Л.Мызин, Институт экономики УрО РАН (23 ноября 1999 г.) – опубликовано.
    • Экономическое положение российской угольной промышленности после первого этапа реструктуризации (1994-1998) и на дальнюю перспективу. А.Б.Ковальчук, В.П.Пономарев, ИНКРУ (28 октября 1999 г.) – опубликовано.
    • Экономические проблемы “нефтехимического крыла” нефтегазового сектора. О.Б. Брагинский, ЦЭМИ РАН (22 сентября 1999 г.) – опубликовано.
    • Современные проблемы оценки эффективности инвестиционных проектов. В.Н.Лившиц, ЦЭМИ РАН (23 июня 1999 г.) – опубликовано.
    • Мировой рынок нефти: возврат эпохи низких цен? (последствия для России). А.А.Конопляник, ГУУ (26 мая 1999 г.) – опубликовано.
    • Стратегия российского нефтегазового комплекса на мировом энергетическом рынке в среднесрочной перспективе. Ю.В. Синяк, ИНП РАН (21 апреля 1999 г.) – опубликовано.

    Более подробно ознакомиться с материалами семинара можно у Галингера Александра Александровича.

    Телефон +7-499-129-67-97, e-mail: [email protected]

    Глобальная энергетическая безопасность

    Глобальный характер проблем энергетической безопасности диктует необходимость создания всемирной системы управления энергоресурсным балансом в интересах всего человечества.

    Именно этим проблемам посвящена статья, позволяющая представить современную панораму и контуры будущего развития мировой энергетики, а также понять задачи, стоящие перед мировым сообществом.

    Global character of the problems of energy security necessitates the creation of the world control system of energy resource balance for the benefit of humanity.

    The article is devoted to those particular problems which allow presenting the modern panorama and contours of the future development of world energetics, and also to understand tasks facing the world community.

    Мировое сообщество, вступив в XXI век, все больше внимания уделяет решению глобальных проблем энергетической безопасности, которые предопределяют не только темпы социально­экономического развития, но и выживание человечества в будущем.

    Хотя современная цивилизация – результат функционирования и взаимодействия многих сфер жизни общества (промышленное и сельскохозяйственное производство, наука, информационные технологии, образование и др.), именно энергетика является базовым и в то же время самым уязвимым его звеном. Последствия неожиданного «исчезновения» энергетики проявятся мгновенно, и масштабы потерь будут катастрофическими.

    После отключения освещения, связи, отопления и водоснабжения прекратится нормальная жизнь в городах. Даже кажущийся автономным и независимым автомобильный транспорт быстро встанет, так как бензонасосы на заправочных станциях работают от электродвигателей. Нефть в XX в. стала «кровью» мировой индустрии и сбои в ее поставках неоднократно приводили к национальным и мировым экономическим кризисам.

    За последние 40 лет потребление природных топливных ресурсов (нефти, газа и угля) увеличилось в 2,5 раза, и они составляют почти 90 % мирового энергобаланса. Появились различные прогнозы развития мировой энергетики после значительного истощения природных ресурсов.

    В связи с ограниченностью природных ресурсов Земли и необходимостью обеспечения энергетической безопасности мирового сообщества на первый план выдвигается задача максимального использования возобновляемых источников энергии. В последние годы достигнут значительный научно-технический прогресс в использовании нетрадиционных источников энергии для выработки тепла и электричества.

    Энергобезопасность и мировое энергетическое пространство

    Энергетический кризис может грозить не только отдельно взятой стране или континенту, но и всей цивилизации в целом. Поэтому проблемы глобальной энергетической безопасности приобретают все большую актуальность и широко обсуждаются на международных саммитах самого высокого уровня.

    По мнению экспертов Международного энергетического агентства (МЭА), энергетическая безопасность – это комплексная концепция, целью которой является защита потребителей от перебоев в поставках, вызванных чрезвычайными обстоятельствами, терроризмом или недостаточным инвестированием в инфраструктуры энергетических рынков. Наибольшее внимание в последнее время уделяется таким ключевым вопросам, как международное сотрудничество, оптимальная организация рынков и унификация условий доступа потребителей к мировым энергетическим ресурсам.

    Согласно среднему прогнозному сценарию организации ООН, численность населения мира вырастет с 6,2 млрд человек (на начало XXI в.) до 8 млрд к 2030 г. и до 10 млрд человек к 2050 г., при этом 80 % населения будет проживать в развивающихся странах. Численность населения Земли существенно влияет на потребление энергии, но в большей степени энергобаланс зависит от темпов индустриального развития. Например, в XX в. население мира выросло в 3,6 раза, в то время как мировой энергобаланс увеличился более чем в 10 раз. Гигантские потребности в энергии были обусловлены интенсивным развитием промышленности преимущественно в странах Европы, в США и России.

    Если бы другие страны мира развивались в последние десятилетия по аналогичному сценарию, то объем добычи нефти, газа и угля во много раз превосходил современный уровень. Для стран Юго-Восточной Азии в среднесрочной перспективе прогнозируются чрезвычайно высокие темпы роста экономики – до 4 % в год. Лидером в настоящее время является Китай с годовым приростом в 9 %. Обеспечить энергией такой рост экономики было бы невозможно по технологиям XX в. Именно поэтому инновационные технологии в энергетике приобретают определяющее значение в мире. В большинстве развивающихся стран сложившийся уклад жизни пока не требует таких же затрат энергии на душу населения, как в Европе или США, но к середине XXI в. в результате индустриализации экономики эти страны будут потреблять половину мирового энергобаланса.

    В начале XXI в., как и в XX в., в основном реализуется простейшая схема обеспечения мирового энергобаланса путем увеличения добычи нефти, газа и угля. Проблемы истощения природных ресурсов и ухудшения экологической обстановки широко обсуждаются мировой общественностью и международными организациями энергетического и экологического профиля. Разрабатываются рекомендации по уменьшению потребления углеводородного сырья как по экологическим причинам, так и из-за исчерпания запасов. Активно пропагандируются возможности использования энергии ядерных реакций, ветра, Солнца, тепла Земли и других источников энергии.

    Экологическая компонента становится жестким ограничителем объемов сжигания органического топлива. Поэтому наряду с эффективным энергосбережением требуется широкомасштабное получение энергии из новых источников, значительное увеличение КПД и улучшение экологических характеристик действующих и вновь сооружаемых энергетических установок, оборудования и др.

    Глобальный спрос на энергию увеличивается стремительно (около 3 % в год). При сохранении такого темпа к середине XXI в. мировой энергобаланс может возрасти в 2,5 раза, к концу века – в 4 раза. Увеличение потребностей в энергии обусловлено ростом мирового населения и улучшением качества жизни, развитием мировой промышленности, индустриализацией развивающихся стран. Многократное увеличение объема мирового энергобаланса неизбежно ведет к значительному истощению природных ресурсов. Для уменьшения этих негативных последствий огромное значение имеет энергосбережение, которое позволяет производить продукцию и полезную работу с гораздо меньшим потреблением энергии, чем в прошлом веке. В XX в. эффективно использовалось около 20 % первичной энергии, в то время как новейшие технологии позволяют повысить коэффициент действия энергетических установок в 1,5–2 раза. По экспертным оценкам, реализация программ энергосбережения позволит сократить потребление энергии на 30–40 %, что будет способствовать безопасному и устойчивому развитию мировой энергетики.

    Потенциальные источники энергии в XXI веке

    Анализ потенциала природных ресурсов Земли свидетельствует о том, что человечество обеспечено энергией на длительную перспективу. Нефть и газ обладают достаточно мощным ресурсом, однако этот «золотой фонд» планеты необходимо не только рационально использовать в XXI в., но и сохранить для будущих поколений.

    Нефть. Мировая добыча нефти и газа будет непрерывно нарастать, хотя и с замедлением темпа роста. В отличие от прошлого столетия почти половину объема жидких и газообразных углеводородов прогнозируется получить из нетрадиционных типов природного сырья. В настоящее время из нетрадиционных источников (битумов, высоковязкой нефти, горючих сланцев) производится только 5 % синтетической нефти и менее 1 % газа (метан угольных пластов). Для широкомасштабного освоения нетрадиционных источников энергии потребуется как усовершен-ствование существующих технологий, так и создание способов разработки скоплений газогидратов и месторождений с низкопроницаемыми коллекторами. Кроме того, предстоит осваивать месторождения, залегающие на больших глубинах на суше и на море, что также приведет к многократному росту стоимости добычи.

    В ближайшие десятилетия закончится эпоха «дешевых» углеводородов. Из месторождений в среднем по миру извлекается лишь 30–35 % запасов нефти, но при применении новейших технологий (компьютерные системы управления разработкой, многоствольное и горизонтальное бурение, закачка активных химических реагентов, перегретого пара и т. д.) коэффициент извлечения увеличивается в 1,5–2 раза.

    В ноябре 2005 г. МЭА опубликовало доклад о состоянии мировой нефтяной отрасли и перспективах ее развития. Главный вывод этого доклада заключается в том, что, если не будут увеличены инвестиции в развитие мировой добычи и переработки, то в ближайшей перспективе спрос на нефть превысит предложение и цена начнет стремительно расти. В руководстве большинства стран Ближнего Востока активно обсуждается вопрос о привлечении крупных иностранных инвестиций и транснациональных корпораций в нефтегазовый сектор. Постоянное увеличение цен на нефть снизит темпы развития экономик крупных стран-потребителей нефти, особенно лидирующих по росту потребления энергии, прежде всего Китая и Индии.

    Суммарных выявленных и прогнозных запасов традиционной (около 500 млрд т) и синтетической нефти (более 700 млрд т) при годовой добыче 4–5,5 млрд т хватит на длительный срок. Но обеспечение растущих потребностей человечества в жидких углеводородах (с сохранением значительной части месторождений для будущих поколений) возможно только при широкомасштабном производстве по передовым технологиям синтетической нефти из битумов, сланцев и угля. По прогнозам, к концу XXI в. доля нефти, добываемой из традиционных и нетрадиционных месторождений, в мировом топливно-энергетическом балансе снизится по сравнению с современным уровнем в 2 раза (от 39 % до 17 %).

    Газ. Суммарных выявленных и прогнозных запасов газа традиционных (520 трлн м3), а также нетрадиционных месторождений – метана угольных пластов, залежей в битуминозных песках, сланцах и низко проницаемых коллекторах, незначительной части ресурсов газогидратов – (суммарная минимальная оценка 500–550 трлн м3) хватит более чем на 200 лет при годовой добыче 3–6,5 трлн м3. Решение проблемы разработки залежей газогидратов в несколько раз увеличит запасы метана, что обеспечит мировое сообщество голубым топливом на несколько столетий. Но для промышленной разработки газогидратов потребуется создание уникальных технологий.

    Производство жидких углеводородов непосредственно на месторождениях позволяет полностью утилизировать попутные нефтяные газы, успешно разрабатывать месторождения природного газа на море и в удаленных регионах. Расширяются межгосударственные и межконтинентальные газопроводные сети, прогнозируется многократное увеличение производства и мирового рынка сжиженного природного газа. Cпрос на газ увеличивается так быстро, что уже к середине века значение газа будет так же велико, как и нефти.

    Уголь. Уголь продолжит играть важную роль в мировой экономике, а его доля в мировом энергетическом балансе сохранится на уровне около 22 %. Мировые доказанные запасы угля по своему энергетическому эквиваленту превышают суммарные запасы нефти и газа и обеспечивают современный уровень добычи (4,8 млрд т) в течение более 300 лет. В дальнейшем постепенно в промышленные категории будут переводиться огромные потенциальные ресурсы (по оценкам, более 4800 млрд т), которые при уровне добычи 10–14 млрд т обеспечат угольную отрасль сырьем на 400–500 лет. Научно­технический прогресс приведет к широкому внедрению автоматизированных систем добычи угля с использованием новых механизмов и робототехники. Применение принципиально новых способов сжигания угля многократно сокращает выбросы в атмосферу вредных веществ и увеличивает коэффициент действия энергетических установок. Новыми направлениями в использовании угля являются обогащение и очистка сырья, водоугольные смеси, углехимическое производство синтетического жидкого топлива, аммиака, метанола, удобрений. По прогнозам, уголь останется одним из лидеров топливно-энергетического комплекса и его роль в мировом энергобалансе составит 20–22 %. Громадные мировые запасы угля позволяют многократно увеличить добычу, что в значительной мере будет определяться темпами внедрения новых экологически чистых технологий сжигания угля.

    Нефть, газ и уголь до конца XXI в. по-прежнему останутся базовыми элементами энергетики, их доля будет составлять около половины мирового энергобаланса. Рациональное использование невозобновляемых ресурсов – важнейшая задача мирового сообщества. В настоящее время нефть, газ и уголь используются преимущественно как топливо и только 4–5 % их объема поставляется в химическую промышленность. В перспективе потребуется многократное увеличение производства продукции нетопливного назначения (синтетические материалы, удобрения и т. д.). Нефть и газ сохранят свои ведущие позиции не только как источники энергии, но и как важнейшее сырье для получения специальных материалов, необходимых для развития современной цивилизации. По прогнозам, к середине XXI в. в химической промышленности будет использоваться до 10 % добываемых углеводородов, а к концу века – до 30 %. Эти объемы следует исключать из мирового топливно-энергетического комплекса (соответственно увеличится нагрузка на другие энергетические отрасли).

    Атомная энергетика. На атомных станциях (АЭС) вырабатывается около 16 % мировой электроэнергии, а для многих развитых стран их доля превышает 60–70 %. В настоящее время АЭС построены в 32 странах, причем около 70 % мирового объема производства электроэнергии приходится на 5 из них (США, Франция, Япония, Германия и Россия). Формируется мировая ядерная программа, обеспечивающая единые нормы безопасности и предусматривающая контролируемый доступ развивающихся стран к ядерным технологиям в мирных целях. Расширяется международное сотрудничество стран-лидеров в мировой энергетике. В XXI в. изменится структура атомной энергетики. Получат развитие реакторы на быстрых нейтронах, а в будущем и термоядерный синтез, внедрение которых позволит не только многократно увеличить мощности ядерной отрасли, но и сделать ее максимально безопасной. Кроме того, применение реакторов-бридеров в 60 раз увеличивает эффективность использования урановой руды, что обеспечит ядерную энергетику ресурсами не менее чем на тысячу лет.

    Современные технологии обеспечивают надежное захоронение радиоактивных отходов, а переход к замкнутому ядерному циклу позволит производить их переработку и повторное использование в реакторах нового поколения. В результате широкомасштабных международных мероприятий по безопасности АЭС и захоронению отходов доверие общественности к атомной энергетике возросло. В большинстве стран планируется многократный рост атомной отрасли.

    Развитие мировой атомной отрасли позволит решить энергетические проблемы во многих странах. В последние годы в мире введены в строй более 30 АЭС (22 в Азии) и строятся 27 АЭС (18 в Азии). При отсутствии в той или иной стране атомных технологий могут быть использованы модульные конструкции АЭС развитых стран с установкой их на время работы (20–25 лет) в нужном месте. Такие реакторы исключают возможность использования урана для создания ядерного оружия, а перезагрузка топлива проходит под контролем МАГАТЭ.

    К концу XXI в. объем производства в ядерной отрасли возрастет по сравнению с современным уровнем как минимум в 10 раз. По экспертным оценкам, значительная часть энергии будет использоваться для получения водорода. Современное мировое производство и потребление водорода составляет около 50 млрд м3 в год. По прогнозам Российского научного центра «Курчатовский институт», к 2100 г. потребление водорода достигнет 800 млрд м3, а по максимальным оценкам международных организаций – 8000 млрд м3. Топливные элементы позволят использовать водород на транспорте и при производстве электроэнергии. Огромное значение имеют технологии получения высококачественного жидкого топлива из угля, битума, высоковязкой нефти путем их гидрогенизации (в присутствии водорода).

    Во второй половине XXI в. возможно создание промышленных термоядерных реакторов, хотя из-за больших технических проблем они еще не станут лидерами в атомной отрасли. Существует гипотеза использования в качестве топлива гелия­3, огромные запасы которого обнаружены на Луне. Потребуется решить проблемы его извлечения из лунной породы и доставки на Землю. Использование гелия-3 на Земле предполагает создание системы принципиально новых термоядерных реакторов, разработка которых представляет собой сложнейшую техническую задачу.

    Роль России в формировании мирового энергетического пространства

    Россия, оказывающая значительное влияние на мировое энергетическое пространство, является не только крупнейшим в мире экспортером энергетических ресурсов, но и обладает большим научно-техническим потенциалом.

    На мировой энергетической арене Россия играет важную роль в обеспечении глобальной энергетической безопасности. Геополитическое положение России позволяет обеспечивать поставки энергоресурсов на крупнейшие мировые рынки – европейский, североамериканский и в страны АТР.

    Европейский рынок традиционно является наиболее емким. Россия заинтересована в том, чтобы в максимальной степени осуществлять экспорт нефти и газа со своей территории непосредственно потребителю, сокращая транзит. Увеличиваются мощности Балтийской и Каспийской трубопроводных систем (КТК), начато строительство Северо­Европейского газопровода, нефтяных терминалов в Варандее, Индиге и на Кольском полуострове. Только в порту Приморск (Балтийское море), ориентированном на увеличение экспорта нефти и нефтепродуктов в Европу, предусмотрено увеличение мощностей до 62 млн т/год, а по системе КТК (через порт Новороссийск) – до 67 млн т/год. В ближайшее десятилетие возможно строительство второй линии газопровода «Голубой поток» для поставок газа на европейский рынок. По прогнозам, потребление газа в странах ЕС к 2015 г. достигнет 610–640 млрд м3, почти половина этого объема будет обеспечиваться импортом из России. Планируется также значительное увеличение экспорта в Европу российской нефти и нефтепродуктов. Рассматриваются также варианты объединения Европейской и Российской электрических сетей, что обеспечит стабильные поставки электроэнергии в страны ЕС. Таким образом, российские энергоносители обеспечат дальнейшее экономическое развитие Европы.

    Постепенно растут поставки нефти на рынок Азиатско­Тихоокеанского региона (АТР). После завершения строительства нефтепровода Восточная Сибирь – Тихий океан экспорт нефти в страны АТР достигнет 60–70 млн т/год. До сооружения этого нефтепровода будут увеличены железнодорожные поставки нефти в Китай: к 2010 г. – до 20 млн т/год, а в дальнейшем до 30 млн т/год.

    Возможна также реализация проектов экспорта газа в Китай с крупного Ковыктинского месторождения и других, еще не разрабатываемых месторождений Восточной Сибири.

    В ближайшей перспективе значительно возрастет экспорт нефти и газа в страны АТР с месторождений шельфа острова Сахалин.

    Россия обладает не только огромным потенциалом природных ресурсов, но и уникальными технологиями во всех энергетических отраслях. Наряду с надежным обеспечением мировой экономики традиционными видами топлива Россия вносит большой вклад в развитие атомной энергетики и использование экологически чистых источников.

    В российской атомной энергетике разработаны различные реакторы нового поколения – начиная от малогабаритных установок до мощных реакторов. Страна является мировым лидером по совершенствованию реакторов на быстрых нейтронах. В течение 25 лет успешно эксплуатируется Белоярская АЭС с реактором BN­600. Планируется перевод реактора на использование в качестве топлива оружейного плутония, а также строительство мощного реактора BN­800.

    Начиная с 1970 г. разрабатываются высокотемпературные атомные реакторы с гелиевым теплоносителем. Они характеризуются высоким уровнем безопасности и высоким КПД. Это новый тип атомных станций, способных вырабатывать тепло с температурой более 1000 °С, что позволяет использовать их для получения водорода и обеспечения процессов химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслей промышленности.

    В рамках международного проекта по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам (INPRO) решаются проблемы безопасного лизинга топлива и оборудования, создания международных центров топливного цикла. Научно­ методическое руководство проектом осуществляется Российским научным центром «Курчатовский институт».

    В гидроэнергетике накоплен многолетний опыт строительства крупных ГЭС в сложных физико-географических условиях. Планируемый рост гидроэнергетики на Дальнем Востоке позволит поставлять большие объемы электроэнергии в страны АТР.

    Интерес для мирового сообщества могут представлять российские технологии строительства суперпротяженных нефтегазовых транспортных систем в сложнейших природно-климатических условиях, в том числе морских трубопроводов.

    На саммите АСЕАН, состоявшемся с участием России в декабре 2005 г., были подписаны соглашения о сотрудничестве в сфере высоких технологий и инвестиций в энергетику, промышленность, космические программы. Выступая на саммите, президент РФ В. В. Путин высказал убеждение, что Россия готова играть одну из ключевых ролей в формировании транспортной и энергетической архитектуры этого региона. Оценивая современные тенденции интеграции России в мировое энергетическое пространство, он отметил: «Весьма полезным может быть российский опыт в области гидро­ и атомной энергетики, в проведении пилотных исследований нетрадиционных источников энергии и внедрения энергосберегающих технологий».

    Россия органически вошла в мировое энергетическое пространство. Из стран, не являющихся членами ОПЕК, Россия – самый крупный поставщик нефти на мировые рынки. Активное присутствие России на мировых рынках нефти и газа – фактор, укрепляющий доверие потребителей к поставщикам. Стабильные поставки Россией на мировой рынок энергоресурсов и новейших энергетических технологий способствуют формированию единого мирового энергетического пространства и его безопасности. Поэтому закономерно, что проблемы глобальной энергетической безопасности были в центре внимания в июле 2006 г. Санкт-Петер-бургского саммита «Большой восьмерки» под председательством России.

    Новая парадигма «Энергия будущего»

    Для мировой цивилизации энергетика имеет основополагающее значение. Во многих странах разработаны программы развития энергетических отраслей на ближайшие десятилетия, однако они недостаточно учитывают структуру мирового энергетического баланса и роль инновационных технологий в будущем. Необходимо аккумулировать накопленный мировой опыт и научные знания, направленные на эффективное использование энергии. На протяжении развития цивилизации мировая энергетика непрерывно эволюционировала: от дров – к углю, от угля – к нефти и т. д. В настоящее время энергетический ресурс нефти и газа следует рассматривать как временный плацдарм для создания качественно новой мировой энергетики.

    Формируется новая концепция, или парадигма, «Энергия будущего». Являясь системой взглядов на развитие мировой энергетики, новая парадигма энергетики устанавливает следующие приоритеты: энергосбережение; применение экологически чистых технологий добычи, транспортировки и сжигания топлива; использование возобновляемых источников энергии как основы развития человечества и сохранения значительных объемов природных ресурсов для будущих поколений.

    Основные положения парадигмы «Энергия будущего» следующие.

    1. Парадигма «Энергия будущего» предусматривает усовершенствование экономической структуры на локальных, региональных и глобальных уровнях в соответствии с принципами эффективного использования энергии, оптимального управления энергетическим балансом с учетом критериев качества энергии и экологической безопасности.

    2. Для обеспечения многократного роста энергопотребления в XXI в. необходимо не просто интенсивное развитие всех отраслей и модернизация устаревшего оборудования, а внедрение высоких технологий и принципиально новой техники:

    Энергосбережение – внедрение в мировом масштабе инновационных техно-логий.

    Нефтегазовая отрасль – освоение нетрадиционных видов сырья (битумов, горючих сланцев, метана угольных пластов, газогидратов).

    Угольная отрасль – использование новых типов ТЭС, производство экологически чистого твердого и жидкого топлива.

    Ядерная энергетика – широкомасштабное производство энергии на АЭС новых типов, освоение термоядерного синтеза. Развитие водородной энергетики.

    Возобновляемые источники энергии – усовершенствование технологий и строительство рентабельных энергетических установок. Законодательное инициирование и финансовая поддержка широкомасштабного внедрения инновационных технологий.

    Для адаптации мировой энергетической системы к новым условиям необходимы формирование научно-технической базы и обеспечение благоприятного инвестиционного климата.

    Государственное регулирование – один из определяющих факторов развития энергетики. На основе разумного сочетания государственного регулирования и рыночных принципов достигается экономический рост и максимальный научно-технический прогресс. Кроме того, важную роль играют институты гражданского общества, которые, в частности, влияют на экологическую государственную политику: все крупные проекты в обязательном порядке подлежат государственной и международной экологической экспертизе, осуществляется постоянный контроль за выбросами углекислого газа и др. Такие же жесткие санкции необходимо применять и к нарушениям норм эффективного потребления энергии. Соответствующие положения целесообразно включать в проектную документацию (параметры используемых энергетических установок, сроки модернизации производства и т. д.). Государственные органы должны осуществлять контроль за выполнением этих требований.

    Человечество обеспечено энергией на длительную перспективу при условии эффективного использования энергетических ресурсов. Природные ресурсы Земли должны рассматриваться не как неиссякаемый источник энергии, а как трамплин для научно-технического прогресса и создания качественно новой мировой энергетики на основе возобновляемых источников энергии и новых открытий в изучении строения материи.

    Проблемы глобальной энергетической политики обсуждаются на международных встречах самого высокого уровня. Ключевыми вопросами являются: эффективность функционирования глобальной энергетической системы, взаимодействия стран­производителей и потребителей энергоресурсов, развитие инфраструктуры топливно-энергетического комплекса, использование альтернативных источников энергии, охрана окружающей среды.

    Все более важную роль играют неправительственные организации (НПО) разных стран. В России общественное движение «Энергетику XXI в. – на путь устойчивого развития» способствовало широкой пропаганде значения инновационных технологий во всех энергетических сферах. По инициативе президента России Владимира Путина в процесс развития инновационных технологий привлекается российская бизнес-элита, призванная оказать финансовую поддержку науке, образованию, созданию технопарков, новым разработкам в энергетике.

    Возобновляемые источники энергии

    Энергию воды, ветра и излучения Солнца человек начал использовать в глубокой древности – первоначально в простейших формах, а затем в механических устройствах и для производства электричества. Такие возобновляемые источники энергии служили основой для развития древних цивилизаций.

    Гидроэнергетика. Наибольшее развитие получила гидроэнергетика, сформировавшаяся в мощную энергетическую отрасль. В мире построено свыше 7 тыс. крупных гидроэлектростанций, которые вырабатывают около 16 % мирового объема электроэнергии. Мировой потенциал гидроэнергии, экономически рентабельный для освоения по современным технологиям, используется только на 30–35 %, что свидетельствует о больших перспективах возможного развития отрасли. Крупнейшие производители электроэнергии на ГЭС – Бразилия, Канада, США, Китай и Россия, на долю которых приходится половина ее мирового объема.

    В ближайшие десятилетия наибольший прирост мощностей ГЭС прогнозируется в странах Азии и Южной Америки, а позднее интенсивное строительство начнется также в Африке. В развитых странах практически не планируется строительство крупных ГЭС. Основные усилия направлены на реконструкцию и усовершенствование действующих агрегатов (новые типы турбин, гидроаккумулирующие станции), что более эффективно, чем сооружение новых плотин.

    По прогнозам, производство электроэнергии на ГЭС к 2050 г. возрастет в 1,7–1,8 раза, к 2100 г. – в 2,2–2,4 раза. Доля энергии ГЭС в мировом энергобалансе XXI в. останется практически постоянной – около 6 %.

    Нетрадиционные возобновляемые источники энергии

    Благодаря научно-техническому прогрессу нетрадиционные возобновляемые источники энергии (солнечное излучение, ветер, стихия Мирового океана, тепло Земли) в XXI в. начинают использоваться на качественно новом уровне и в будущем смогут обеспечить значительную часть потребностей человечества в практически неисчерпаемой и экологически чистой энергии. Энергетический потенциал нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) в 50 раз превышает современные потребности цивилизации. Однако существуют большие технические трудности в широкомасштабном внедрении новых технологий. В современном мировом энергетическом балансе доля НВИЭ оценивается в 2–2,5 %, а к концу XXI в. их роль значительно возрастет, снизив тем самым зависимость человечества от нефти и газа.

    Энергия биомассы. В настоящее время основная часть – более 80 % – энергии НВИЭ производится из биомассы. При расчетах энергобаланса рассматриваются только новейшие технологии использования биомассы для производства электроэнергии и тепла на современных установках, получения биогаза, этанола и дизельного топлива. Примитивное сжигание биомассы для местных нужд оценивается лишь приблизительно (в мире потребляется около 1 млрд т у. т. в год), в то время как промышленные энергетические установки можно оценивать количественно и, соответственно, проводить статистический анализ.

    Новые технологии использования биомассы развиваются по следующим основным направлениям: брикетирование отходов лесопереработки, сжигание горючих фракций промышленных и бытовых отходов, получение биогаза, этанола и дизельного топлива.

    Солнечная и ветровая энергетика. Солнечные и ветровые установки начали сооружаться не только в Европе и Северной Америке, но и во многих других странах мира.

    Современными солнечными тепловыми коллекторами в мире оснащены крыши более 40 млн домов. В Китае сосредоточено более 70 % мирового объема солнечных тепловых установок и планируется увеличить их число к 2015 г. в 3,5–4 раза. В Израиле, Японии, США и некоторых других странах почти половина домов снабжены солнечными панелями, которые обеспечивают горячее водоснабжение. Эти достижения представляют большой интерес для всего мира.

    С каждым годом совершенствуется техническое устройство ветровых установок для производства электроэнергии и уменьшается их стоимость. По прогнозам, к 2050 г. мировое производство электроэнергии на основе ветра может увеличиться в 10 раз по сравнению с современным уровнем, а к концу XXI в. – в 30–40 раз.

    В результате научных разработок стоимость строительства солнечных и ветровых установок в среднесрочной перспективе может уменьшиться в 2–3 раза. Таким образом, они составят конкуренцию традиционным электростанциям. По прогнозам, к середине XXI в. будет производиться солнечной электроэнергии в 10 раз больше современного уровня, а к концу века доля гелиоэнергетики в мировом энергобалансе превысит 3 %.

    Геотермальная энергия. Наглядное проявление геотермальной энергии – горячие источники, гейзеры, выбросы пара. Тепло горячих источников используется очень давно, а в начале XX в. в ряде стран начали строиться электростанции, работающие на перегретом паре (ГеоЭС). В настоящее время геотермальная энергия используется в 62 странах, а лидеры по производству электроэнергии – Исландия, Япония, Новая Зеландия, США, Мексика, Филиппины. В 2004 г. в мире действовало 45 крупных ГеоЭС.

    Другой источник геотермальной энергии – грунтовые воды, залегающие на небольших глубинах. Их температура недостаточна для прямого использования в быту или промышленности, однако, используя тепловые насосы, ее можно повысить до нужных кондиций. Многие жилые дома в странах Европы снабжены такими конструкциями, что обеспечивает экономию нефти, газа и угля.

    Дальнейшие перспективы использования внутреннего тепла Земли связываются также с освоением глубоких недр (1–2 км), в которых содержатся огромные объемы воды с высокой температурой.

    По прогнозам, по сравнению с современным состоянием к 2050 г. использование геотермальной энергии возрастет в 3–4 раза, а к концу века – в 15–18 раз.

    Многообразие возобновляемых источников энергии позволяет выбрать для каждого района наиболее перспективные направления. Например, по экспертным оценкам, в странах Европы наиболее рациональный комплекс для северных регионов – ветровая, приливная энергетика и тепловые насосы, а для южных – солнечные установки. Для условий России большое значение имеет развитие технологий утилизации отходов лесозаготовок и деревообработки, поэтому в различных регионах (Республика Коми, Кировская область и др.) строятся заводы по гранулированию опилок. На Камчатке до 30 % необходимой энергии обеспечат новые геотермальные станции. Практически в каждой стране мира с использованием инновационных технологий может быть реализован потенциал той или иной энергии природных процессов.

    Энергия морской стихии многократно превосходит гидроресурсы суши. Так, течение Гольфстрим в Атлантическом океане проносит через Флоридский пролив в 20 раз больше воды, чем сток всех рек земного шара. После реализации сложнейших проектов строительства морских электростанций (пока гипотетических) будет производиться в 1000 раз больше энергии, чем производят ГЭС на суше.

    Потенциальные возможности возобновляемых источников энергии практически неограниченны. Однако для эффективного их использования требуется создание новых технологий и оборудования, международное сотрудничество и финансирование перспективных проектов.

    Охрана окружающей среды

    Экологические проблемы все больше определяют перспективы дальнейшего развития общества. Техногенная деятельность человека стала уже опасной для экосистемы Земли и инициирует механизмы деструктивного характера на региональном и глобальном уровнях.

    Основными составляющими стратегии, определяющими императивы экологической безопасности, являются:

    1) экологическое совершенствование энергетических технологий на действующих и новых производствах, обеспечивающих экологически безопасное использование энергоносителей, уменьшение объемов вредных выбросов;

    2) активное вовлечение в топливно-энергетический баланс возобновляемых, наиболее чистых источников энергии;

    3) утилизация, переработка и рециркуляция промышленных и бытовых отходов в качестве дешевого сырья для производства товаров, что снизит поступление вредных веществ в окружающую среду;

    4) создание единых унифицированных стандартов в области энергетики, определяющих нормативно-технические и правовые меры экологической защиты регионов планеты.

    Глобальная энергобезопасность

    Проблема энергобезопасности приобрела особую остроту в связи с процессами глобализации мировой экономики, негативными воздействиями систем энергетики на окружающую среду, а также истощением традиционных энергоресурсов планеты. Все эти факторы представляют угрозу устойчивому развитию цивили-зации.

    В арсенале энергетики имеется большой набор первичных природных источников энергии.

    Для предотвращения «энергетических» конфликтов и обеспечения энергобезопасности мирового сообщества в интересах настоящего и будущих поколений неизбежен переход от энергетической независимости стран к энергетической взаимозависимости и сотрудничеству.

    Основополагающими положениями международного сотрудничества в области мировой энергетики будущего являются следующие:

    1. Достоверность и прозрачность данных о запасах нефти и газа как основы долгосрочного прогноза объемов их добычи.

    В 2000 г. ведущие международные организации – Азиатско­Тихоокеанский центр энергетических исследований, Статистическое бюро ЕС, Латиноамериканская энергетическая организация, Международное энергетическое агентство, ОПЕК и Статистический департамент ООН – предложили применять единый международный механизм сбора и стандартизации данных о мировых запасах нефти. Эта программа (с апреля 2003 г. она официально называется Joint Oil Data Initiative, JODI) обеспечивает наибольшую прозрачность информации о том, какими запасами нефти располагает мировое сообщество.

    2. Обеспечение международного доступа к мировым энергетическим ресурсам – важнейшая проблема энергетической безопасности.

    Для ее решения предусматривается разработка единых международных правил участия нефтяных корпораций как в разработке нефтегазовых месторождений в разных точках земного шара, так и в крупных транснациональных инфраструктурных проектах. Расширение межгосударственных и межконтинентальных сетей транспортировки нефти, газа и электроэнергии имеет первостепенное значение в создании единого мирового энергетического пространства.

    3. Обеспечение предсказуемости международного рынка нефти и газа за счет расширения практики долгосрочных контрактов, развития диалога между потребителями и производителями энергии для установления приемлемых цен.

    4. Активизация международного сотрудничества в энергетической сфере возможна только при сближении национальных нормативно-законодательных баз в областях природопользования, охраны окружающей среды, энергосбережения и энергоэффективности.

    5. Диверсификация экспорта и максимальная защита эксплуатируемых месторождений нефти и газа, транспортных сетей и нефтехранилищ от техногенных катастроф и террористических актов.

    Последние десятилетия характеризуются расширением международного сотрудничества в нефтегазовой сфере, что является важнейшим фактором глобальной энергетической безопасности. В 1991 г. был создан Международный энергетический форум (МЭФ). Раз в 2 года МЭФ проводит сессии, на которых проходят многосторонние дискуссии и консультации по проблемам развития мировой энергетики, рынков энергоресурсов и энергетической безопасности с участием более 70 стран – крупнейших производителей и потребителей нефти. Активная роль в работе МЭФ принадлежит ОПЕК и МЭА, что позволяет сбалансировать интересы крупнейших в мире групп производителей и потребителей нефти. Так, в 2005 г. после разрушительного урагана «Катрина» МЭА обратилась к ОПЕК с рекомендацией увеличить добычу нефти, что и было выполнено.

    В конце 2005 г. по инициативе индийского министра нефти и газа Мани Шанкар Айяра в г. Нью-Дели собрался «круглый стол» с участием представителей энергетических ведомств Индии, Китая, России, Японии, Южной Кореи, Казахстана, Узбекистана, Азербайджана и Турции, на котором обсуждались проблемы создания в ближайшей перспективе единой азиатской нефтегазовой сети на базе взаимозависимости стран – потребителей и производителей углеводородного сырья.

    Расширяется международное сотрудничество стран-лидеров ядерной энергетики. В ближайшей перспективе во многих странах реализуются программы строительства АЭС нового поколения, в среднесрочной перспективе будет сформирована глобальная ядерная Программа, предотвращающая распространение ядерного оружия и сохраняющая доступ развивающихся стран к ядерным технологиям. Развитие мировой атомной отрасли будет способствовать укреплению глобальной энергобезопасности.

    Обеспечение человечества энергией в долгосрочной перспективе

    Обеспечение энергетической безопасности мирового сообщества в интересах настоящего и будущего поколений – обязательное условие развития мировой энергетики.

    Энергетический рационализм – важнейшая составляющая развития человечества в XXI в. За счет энергосбережения в середине века прогнозируется экономить в год 6 млрд т у. т, что эквивалентно современной добыче нефти и газа, а к 2100 г. – 18 млрд т у. т, то есть больше, чем весь современный мировой энергобаланс – 14 млрд т у. т. Энергосбережение позволит сохранить значительный объем природных ресурсов для будущих поколений.

    В период 2050–2100 гг. продолжится многократный рост угольной и атомной отраслей, а также возрастет значение возобновляемых источников энергии. Производство энергии с использованием нефти и газа сохранится на уровне 2050 г. Новые открытия, особенно в ядерной физике, приведут к гигантским изменениям в энергетике, но их потенциал невозможно оценить даже гипотетически. Если учесть, что при сооружении реакторов новых поколений возникают все более сложные научные и технические проблемы, становится ясно, что потребуется много десятилетий для их промышленного внедрения.

    Наиболее важными элементами глобальной энергетической безопасности являются следующие.

    – Диверсификация источников энергии, то есть экономика не должна чрезмерно зависеть от какого-либо одного энергоносителя, недопустима моноструктура энергетического баланса.

    – Экологическая приемлемость, то есть развитие энергетики не должно сопровождаться увеличением ее негативного воздействия на окружающую среду.

    – Рациональное потребление традиционных углеводородных ресурсов, то есть использование органического топлива в энергетике не должно приводить к нехватке его для химической промышленности.

    – Переход от простых поставок сырья к международному сотрудничеству в области переработки энергоресурсов, обмена новейшими технологиями, широкому взаимодействию в инвестиционной сфере, а также в разработке современных норм энергосбережения.

    – Высокие темпы освоения возобновляемых источников энергии позволят снизить зависимость мировой экономики от поставок нефти и газа и минимизировать затраты на транспортировку энергоресурсов.

    – Интенсификация международных научных исследований во всех отраслях энергетики.

    Обеспечение энергетической безопасности мирового сообщества может быть достигнуто только с учетом долговременных ориентиров и долгосрочных прогнозов и должно опираться на результаты глобального мониторинга энергоресурсов планеты и их использования.

    Дальнейшая интеграция государств при решении научных и технических задач будет способствовать успешному внедрению инновационных технологий. Во многих сферах энергетики потребуются создание и реализация крупных программ, подобных международным разработкам при создании космических аппаратов или термоядерного реактора.

    В начале XXI в. интенсивно формируется единое мировое энергетическое пространство – залог энергетической безопасности человечества. Для большей динамичности этого процесса в ближайшие годы необходимо разработать методологическую, нормативно-правовую и организационную основу мировой энергетики. Главнейшая задача второго этапа – в 2015–2030 гг. начать реализацию проектов в рамках Единой международной программы управления топливно-энергетическим комплексом.

    На третьем этапе на основе долгосрочных общественно­государственных программ должна получить развитие система «Энергетика – Экономика – Природа – Общество», базисом которой призвана стать «зеленая» энергетика. Подобная глобальная программа XXI в. может быть создана под эгидой ООН при широком участии представителей власти, бизнеса, авторитетных ученых и общественных организаций.

    В XXI в. нефть, газ и уголь останутся основными источниками мировой энергетики. Высокая эффективность этих источников энергии имеет большое значение для устойчивого развития человечества. Вместе с тем стратегия развития мировой энергетики должна учитывать перспективы использования экологически чистых источников энергии и новейших технологий их освоения, что позволит гарантировать энергобезопасность нашей цивилизации. Мировое сообщество должно совершить грандиозный научно-технический прорыв в освоении энергии земных недр, океана, солнца, космоса и мирного атома. Только тогда мы сможем удовлетворять растущий спрос на чистую, обильную, надежную и безопасную энергию – основу высокого уровня жизни, развитой экономики и культуры, международной и национальной безопасности. Этот источник жизненной силы мы обязаны многократно приумножить и передать в надежные руки наших потомков.

    актуальных проблем в энергетике | OpenMind

    Введение

    Растущий мировой спрос на энергию, а также проблемы дефицита и воздействия на окружающую среду, связанные с традиционными источниками, лежат в основе весьма вероятного энергетического кризиса в следующие два или три десятилетия. Нефть будет становиться все более дорогой и дефицитной, в то время как климатические последствия массового использования всех ископаемых видов топлива к тому времени будут четко ощущаться. В то же время существующие ядерные установки исчерпают свой срок полезного использования.И неясно, особенно в Европе, будет ли энергия, которую они больше не будут обеспечивать после остановки, будут поставлять новые атомные станции.

    В настоящее время мы не можем отказаться от существующих источников энергии. Они должны получить необходимые модификации, чтобы исключить или уменьшить их воздействие на окружающую среду, и должны быть добавлены новые источники, особенно возобновляемые. Ниже я опишу состояние доступных технологий и наиболее многообещающие разработки в каждой из них, всегда в временной шкале следующих нескольких десятилетий.

    В более длительном масштабе ядерный синтез будет частью каталога более устойчивых источников энергии, но он не будет готов в рассматриваемый здесь период времени и, таким образом, не сможет помочь в разрешении кризиса. Вот почему я не буду здесь касаться ядерного синтеза, хотя мощная и интересная программа разрабатывается в международном масштабе. Цель состоит в том, чтобы использовать реакции ядерного синтеза в качестве источника энергии, но предсказуемый прогресс выводит их за пределы временного интервала, который мы выбрали для настоящего анализа энергетических проблем.

    Энергия и цивилизация

    Энергия — фундаментальный ингредиент в жизни человека. Не существует промышленных, сельскохозяйственных, медицинских, бытовых или каких-либо других процессов, которые не требовали бы некоторой степени внешней энергии. Люди потребляют в пищу около 2500 килокалорий энергии в день. Но в промышленно развитых странах среднее ежедневное количество дополнительной (экзосоматической) энергии, потребляемой в сочетании человеческой деятельности (промышленной, бытовой, транспортной и др.), Эквивалентно 125 000 килокалорий на человека.Это в пятьдесят раз больше, а в случае США — в сто раз больше (см., Например, British Petroleum 2008). Фактически, существует сильная корреляция между индивидуальным потреблением энергии и процветанием в разных обществах.

    На рисунке 1 каждая страна представлена ​​в виде диаграммы, на которой по оси «Y» указан индекс человеческого развития (ИЧР) для этой страны, определенный ООН с использованием основных данных о благосостоянии ее жителей. Ось «X» показывает годовое потребление энергии на душу населения (в данном случае в виде электроэнергии).Здесь наблюдаются два интересных явления. В беднейших странах корреляция очень сильная, при этом потребление энергии ведет к явному улучшению ИЧР. Но в более развитых странах очень большие различия в потреблении энергии не оказывают существенного влияния на уровень благосостояния. Это указывает на то, что для последних стран экономия энергии является возможной и желательной политикой. В самых процветающих странах экономия — это самый чистый и самый распространенный источник энергии. С другой стороны, необходимое экономическое и социальное развитие сравнительно бедных стран, составляющих большую часть населения мира, неизбежно потребует увеличения потребления энергии, поэтому нереалистично думать, что глобальное потребление энергии может сократиться в будущем.Если бы это было так, это было бы абсолютной катастрофой для наименее развитых стран, которым не хватает всего, в том числе энергии. Следовательно, хотя энергосбережение должно быть центральным аспектом активной политики в странах первого мира, с глобальной точки зрения мы должны решать проблему растущего спроса на энергию.

    Текущие источники энергии

    Первичные источники энергии определены, и маловероятно, что они будут добавлены в обозримом будущем. С момента зарождения человечества до начала промышленной революции в начале девятнадцатого века единственными доступными источниками первичной энергии были древесина и другие формы естественной биомассы, вьючные животные и ветер для морского или речного транспорта.С появлением первых паровых двигателей уголь стал использоваться в качестве источника энергии, и сегодня он продолжает оставаться важным источником потребляемой первичной энергии. Позже, с широким использованием автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, требующими жидкого топлива, нефть и ее побочные продукты стали основным источником энергии. Наконец, за последние полвека природный газ стал важным компонентом производства электроэнергии и тепла для промышленных и бытовых нужд.

    Эти виды топлива — уголь, нефть и природный газ — находятся на разных глубинах земной коры. Они были сформированы в более ранние геологические эпохи в результате естественных процессов, в которых органические материалы — в основном растения и морские организмы — подвергались воздействию высокого давления и температуры. Вот почему они известны как ископаемое топливо. Их вклад в сумму первичной энергии, потребляемой во всем мире на конец 2007 г. (British Petroleum 2008), составлял 35,6% для нефти, 28,6% для угля и 23,8% для природного газа.Таким образом, вместе они составляют 88% от общего числа. Как мы увидим ниже, есть много причин, по которым это не может продолжаться даже в ближайшем будущем. Остальное приходится на ядерную энергию, которая обеспечивает 5,6% от общего объема, и возобновляемые источники энергии, в основном гидроэлектростанции. Энергия, получаемая от ветра и Солнца различными способами, является второстепенным фактором с глобальной точки зрения, но в некоторых странах, особенно в Испании, она становится все более заметной. Такова глобальная перспектива; больше нет доступных источников первичной энергии.

    Из всей этой первичной энергии значительная часть преобразуется в электричество (около 40% в такой стране, как Испания), а остальная часть идет на транспортный сектор и другие промышленные и бытовые цели.

    Ископаемое топливо

    Огромное преобладание ископаемого топлива в качестве основного источника энергии имеет несколько важных последствий:

    Во-первых, они распределены неравномерно. Две трети известных запасов нефти, которая, вероятно, является наиболее сложным для замены топливом, находится в пяти или шести странах Ближнего Востока, что подразумевает степень зависимости, которая не особенно совместима со стабильными поставками.Природный газ также очень сконцентрирован в этой области и в странах бывшего СССР, в то время как уголь более равномерно распределен во всех частях планеты.

    Во-вторых, это невозобновляемое сырье. Они формировались в течение десятков или даже сотен миллионов лет и поэтому незаменимы. Более того, это ограниченные ресурсы. В частности, использование нефти в качестве источника энергии, лежащего в основе образа жизни промышленно развитых стран, могло быть лишь кратким изменением в истории человечества, ограниченным периодом примерно в два столетия.

    В-третьих, это сырье в дефиците. Есть некоторые споры о количестве доступной нефти, но большинство геологов и нефтяников соглашаются с тем, что при нынешних темпах потребления — не менее 85 миллионов баррелей нефти в день, что означает сжигание тысячи баррелей нефти в секунду — мы хватит только на несколько десятилетий. Можно утверждать, что количество добываемой нефти зависит от цены и что, если она вырастет, практических ограничений для добычи не будет.Но этот аргумент не учитывает тот факт, что для добычи нефти из месторождений, которые становятся все более глубокими или истощенными, требуется все больше и больше энергии (на разведку, перекачку, очистку и логистику). В середине двадцатого века энергия, необходимая для добычи барреля нефти, была эквивалентна примерно 1% содержимого этого барреля. Сегодня эта стоимость выросла до 10–15%. Когда энергия, необходимая для добычи барреля сырой нефти, приближается к энергии, которую тот же баррель мог бы произвести, независимо от его цены, он исчезнет как первичный источник энергии, хотя может продолжать оставаться полезным, особенно в нефтехимическая промышленность, где он используется для синтеза множества соединений, которые являются основополагающими практически для всех отраслей промышленности и сельского хозяйства.

    При нынешних темпах потребления доказанных запасов нефти хватит еще примерно на 40 лет, а природного газа — примерно на 60 лет. Запасов угля хватит примерно на полтора века (British Petroleum 2008). Конечно, будут новые открытия, а также так называемые нетрадиционные нефтесодержащие углеводороды, диспергированные в песках, битуминозных сланцах или тяжелых смолах, но мы всегда должны помнить о росте стоимости энергии и, как следствие, их снижении. чистая доходность и более высокая цена.Во всяком случае, не будет внезапного прекращения поставок, перехода от нынешнего уровня использования к нулю. Вероятно, будет прогрессивный рост цен и, в какой-то момент, постепенное снижение потребления и производства.

    Наконец, мы знаем, что при сжигании ископаемого топлива образуется огромное количество атмосферного углекислого газа (CO2). Этот газ является одним из тех, которые вызывают парниковый эффект и тем самым способствуют глобальному потеплению. Учитывая, насколько быстро происходит это явление (с точки зрения геологии), оно может вызвать серьезные климатические нарушения, которые потенциально вредны для нашей цивилизации (не для жизни, как часто утверждается, ни для человеческой жизни, но, безусловно, для нашей сложной и требовательной социальная организация).

    В целом, наша социальная деятельность основана на использовании ископаемого топлива, которое из-за экологических проблем и ограниченных запасов должно быть ограничено в будущем. Тем не менее уголь будет оставаться огромным источником энергии в ближайшие десятилетия, но его использование будет терпимым только в том случае, если удастся уменьшить загрязнение, которое он производит.

    Следовательно, вторая энергетическая задача (первая — сокращение потребления в развитых странах) состоит в том, чтобы уменьшить приоритет ископаемых видов топлива в производстве энергии.

    Приготовление заменителей нефти

    Транспорт почти полностью зависит от жидкого топлива, получаемого из нефти. Уголь и природный газ сейчас важны для производства электроэнергии, но в долгосрочной перспективе их вполне можно заменить возобновляемой или ядерной энергией. Однако нелегко представить альтернативы использованию побочных нефтепродуктов для транспортировки. Все это связано с очень далеко идущими изменениями.

    Первой возможной альтернативой является использование биотоплива — биоэтанола и биодизеля — для хотя бы частичной замены традиционных видов топлива.Но недавно мы стали свидетелями побочных проблем, которые могут возникнуть, особенно в области производства продуктов питания, даже когда производство биотоплива только начинается. Конечно, влияние производства биоэтанола — наиболее спорного случая — на цены на продукты питания ограничено, и рост цен совпадает с другими, более глубокими причинами, некоторые из которых являются мгновенными, а другие — структурными. Единственное зерно, которое широко используется для производства этанола, — это кукуруза, в то время как пшеница и ячмень используются в незначительных количествах по отношению к общему производству.Рис вообще не используется. И все же цены на все эти зерна, особенно на рис, выросли. Более того, около половины текущего производства биоэтанола производится из бразильского сахарного тростника, а цена на сахар вообще не выросла.

    В любом случае производство этанола из зерновых — наихудшее решение не только из-за его влияния на производство продуктов питания, но в основном из-за низкого выхода энергии. Фактически, между удобрениями, семенами, сбором урожая, транспортировкой и обработкой количество энергии, содержащейся в литре этанола, едва ли превышает количество энергии, необходимое для ее получения из зерновых (см., Например: Worldwatch 2007; CIEMAT 2005).Поэтому с энергетической точки зрения использовать этот вид сырья нецелесообразно. Экологические проблемы, связанные с использованием воды и пахотных земель, также, кажется, препятствуют этому (Zah 2007). С другой стороны, выход энергии из сахарного тростника намного выше, а выход этанола из так называемой лигноцеллюлозной биомассы, присутствующей в древесных или травянистых растениях и органических остатках, еще выше. Это этанол второго поколения. Все эти выводы представлены на интересном графике на рисунке 2, взятом из Zah 2007.Он предлагает все данные о потреблении ископаемого топлива при выращивании, сборе урожая, предварительной обработке и других процессах, необходимых для получения биотоплива из различных растительных материалов, а также об общем воздействии на окружающую среду по сравнению с прямым использованием побочных продуктов нефти.

    Рисунок 2 . Воздействие на окружающую среду и потребление ископаемого топлива при производстве биотоплива по сравнению с прямым использованием топлива, полученного из нефти. (Зах 2007).

    Таким образом, третья задача — усовершенствовать уже существующую технологию производства биотоплива второго поколения на уровне, пригодном для промышленности.Это не за горами, и на некоторых пилотных предприятиях уже проводятся эксперименты с различными процессами производства этанола из биомассы, которая не влияет на пищу, требует меньших затрат энергии и имеет меньше экологических недостатков (см., Например: Ballesteros 2007; Signes 2008).

    Таким образом, тростниковый этанол и биотопливо второго поколения могут уменьшить зависимость от нефти в транспортном секторе, хотя они не могут полностью заменить его из-за ограниченного количества пахотных земель и доступной биомассы по сравнению с гигантским потреблением топлива в этом секторе.

    Легче, по крайней мере в принципе, заменить ископаемое топливо, используемое для выработки электроэнергии, прибегая к возобновляемым или ядерным источникам, чем найти замену каждому нефтепродукту. Таким образом, я думаю, что в долгосрочной перспективе мы обратимся к электромобилям, сначала в виде гибридов, а затем и чисто электрических. Проблема здесь в том, как хранить электричество. Батареи, используемые в настоящее время, неэффективны и сильно загрязняют окружающую среду, но в настоящее время ведутся интенсивные исследования новых устройств для хранения электроэнергии, которые позволят создавать электромобили с надлежащими характеристиками.

    В целом, мы должны сказать, что хранение энергии, будь то электричество, тепло, водород или любая другая форма, в настоящее время занимает центральное место в исследованиях энергетики, как из-за его важности для будущего транспортной отрасли, так и для решения проблемы, возникающие из-за непостоянства возобновляемых источников, как мы увидим ниже. Другими словами, если нам удастся улучшить технологию аккумулирования электроэнергии (см., Например, Хосе Луис Мата Виги-Эскалера, Club de la Energía 2008a), что станет серьезной проблемой, если мы хотим воспроизвести характеристики автомобиля, работающего на бензине. — тогда значительная часть автомобилей будущего будет электрическими.Поэтому ниже я сосредоточусь на производстве электроэнергии, которая становится наиболее гибкой и адаптируемой энергией даже для будущего транспортной отрасли.

    Чистый уголь?

    Схема производства электроэнергии значительно различается от страны к стране. В таблице 1 мы предлагаем некоторые данные об относительном составе источников энергии, используемых для производства электроэнергии в Испании и некоторых других странах, и среднемировом уровне (Статистика МЭА; Club Español de la Energía 2008a).

    Таблица 1. Доля общего производства электроэнергии из первичных источников энергии.

    Видно, что, за исключением Франции, которая очень сильно зависит от ядерной энергетики, и частично Испании, которая в значительной степени использует возобновляемые источники, основным источником энергии по-прежнему является уголь. И так будет еще долгое время из-за своего обилия и распространения почти на всех континентах. Особенно примечателен случай Китая.По данным Международной энергетической ассоциации, в последние годы она каждую неделю открывала новую угольную электростанцию. Но уголь, безусловно, является наиболее загрязняющим ископаемым топливом из всех, извергая почти вдвое больше углекислого газа в атмосферу на единицу произведенной энергии, чем природный газ, и примерно на 40% больше, чем бензин, используемый в двигателях внутреннего сгорания, не говоря уже о его сере. , азот и компоненты тяжелых металлов.

    Итак, если мы хотим продолжать использовать уголь в качестве источника энергии, мы должны разработать процедуры для устранения или, по крайней мере, ограничения выбросов CO2 в атмосферу (другие выбросы уже контролируются прямо на электростанциях).Это известно как системы угольных картриджей (CCS) и все еще находится на начальной стадии. В частности, улавливание CO2, выделяемого при сжигании угля, может осуществляться с помощью методов кислородного сжигания, которые изменяют состав воздуха, поступающего в котлы, так что выделяемый газ почти полностью состоит из CO2. Таким образом, никакого разделения не требуется. Это также можно сделать, применив методы разделения для сжигания на воздухе. Оба метода приводят к дополнительным затратам на энергию и потребуют новых физико-химических процессов, которые были протестированы в лабораториях, но не в необходимом промышленном масштабе.Что касается CO2, который получается в результате, мы должны найти подземные или подводные отложения, достаточно герметичные, чтобы закачанный в них CO2 оставался в ловушке на протяжении столетий.

    На самом деле месторождения такого типа существуют естественным образом. Например, залежи, в которых в течение геологических периодов времени хранился природный газ, можно использовать для хранения углекислого газа после того, как природный газ будет добыт. То же самое и с истощенными нефтяными месторождениями, осадочно-солевыми образованиями и т. Д. Фактически, большинство экспериментов по хранению СО2 во всем мире связано с нефтяными месторождениями, добыча которых падает.Двуокись углерода нагнетают под давлением, чтобы улучшить добычу и получить сырую нефть, которая не может быть получена при использовании обычных методов добычи.

    Еще один интересный эксперимент проводится в Слейпнер, лагере по добыче газа на норвежском побережье Северного моря. В этой области метан, основной ингредиент природного газа, выходит в смеси со значительным количеством CO2. Как только они разделены на экстракционной установке, CO2 закачивается обратно на морское дно на глубине около тысячи метров, в слой пористых валунов с водой и солями.Они размещают там CO2 с 1996 года, и данные о том, насколько он герметичен, будут иметь большое значение при поиске новых мест для массового использования. В любом случае, мы должны упомянуть, что процессы улавливания и хранения диоксида углерода всегда будут означать дополнительные затраты, которые должны быть добавлены к цене энергии, полученной от чистого использования углерода. По оценкам экспертов, эта стоимость составит от 30% до 100% стоимости, связанной с использованием угля без УХУ (Socolow 2005; Fundación para Estudios sobre la Energía 2008).Тем не менее, мы должны рассматривать эти дополнительные расходы в контексте роста цен как на традиционные, так и на возобновляемые источники энергии, дополнительных затрат на выбросы СО2 и помощи на экологически чистую энергию, как определено в Специальном налоговом кодексе Испании. Вывод заключается в том, что человечество не перестанет использовать такой богатый и широко распространенный источник энергии, как уголь, но его использование имеет серьезные экологические последствия, и чрезвычайно важно противодействовать таким методам, как CCS.

    Возобновляемая электроэнергия.Ветер

    Возможно, самой важной задачей для нас в ближайшие несколько десятилетий будет значительное увеличение доли возобновляемых источников энергии по сравнению с нынешними уровнями, которые являются маргинальными в планетарном масштабе. Гидроэнергетика представлена ​​наиболее широко, и ее ресурсы используются наиболее полно, но другие возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца, имеют преимущества и недостатки. Их преимущества противоположны недостаткам ископаемого топлива, упомянутым выше: они устойчивы, неограниченны и практически не загрязняют окружающую среду, даже если мы рассматриваем их полный жизненный цикл и их территориальное распределение.Их недостатки делятся на две категории: высокая стоимость и прерывистость.

    Одной из причин, по которой возобновляемая электроэнергия является такой дорогой, является ее степень рассеивания, которая является внутренней характеристикой, компенсируемой только ее неограниченным и устойчивым характером. Однако разумно полагать, что расходы на обычную энергию будут продолжать расти по мере того, как сокращаются поставки и учитываются экологические затраты. В этом случае ее стоимость в какой-то момент сойдется с затратами на возобновляемые источники энергии.Высокая стоимость возобновляемых источников энергии также частично объясняется тем, что связанные с ними технологии все еще не очень развиты. В этом смысле способ уменьшить издержки, связанные с отсутствием технологического развития, — это создание всемирного рынка. Это единственный способ снизить затраты на производство необходимых компонентов, поскольку это приведет к производству более крупных серий и появлению большего числа компаний, что положит конец олигополиям, существующим в настоящее время в некоторых ключевых областях. Более того, это позволит внедрять улучшения в эксплуатации и обслуживании установок возобновляемой энергии после определенного периода опыта эксплуатации в условиях промышленной эксплуатации.Действительно, различные системы, которые в настоящее время активируются для стимулирования распространения возобновляемых источников энергии, предназначены для расширения этого рынка за счет использования субсидий или других видов помощи, которые компенсируют первоначальные трудности.

    Как хорошо известно, в Испании и некоторых других странах, которые продвинулись в этой области, был принят специальный налоговый кодекс для возобновляемых источников энергии (и когенерации), за исключением гидроэнергетики. Он состоит из серии стимулов или субсидий на киловатт-час возобновляемой энергии, предназначенных для компенсации более высоких текущих затрат и, таким образом, стимулирования роста в этом секторе.Специальные тарифы различаются для каждой генерирующей технологии, отражая разные затраты в настоящее время, но они должны уменьшаться со временем по мере снижения затрат, пока они не сойдутся с традиционными видами энергии. Эта и любые другие существующие схемы уже доказали свою эффективность в отношении первой из возобновляемых источников энергии, которые можно считать широко распространенными на мировом рынке: энергии ветра. Фактически, в конце 2007 года глобальные показатели накопленной энергии ветра уже составляли 93 900 МВт (Global Wind Energy Council 2008), что позволило создать динамичный промышленный сектор, который растет во всем мире.

    Как видно на рисунке 4, тремя странами с наибольшей установленной мощностью являются Германия, США и Испания, хотя из-за меньшего общего потребления Испания является страной, которая получает наибольшую часть своей электроэнергии из этой энергии. источник — около 9%. Фактически, Испания занимает второе место в мире после Дании как по общему проценту электроэнергии, производимой за счет энергии ветра, так и по установленной мощности на душу населения (European Wind Energy Association 2008).

    Рисунок 4. Установленная ветровая мощность на 31 декабря 2007 года.

    При государственной поддержке создание глобального рынка ветроэнергетики продвигается вперед не только за счет создания новых промышленных предприятий и рабочих мест, но и за счет постепенного снижения стоимости произведенной таким образом энергии. В конце семидесятых годов, когда мощность аэрогенераторов составляла около 50 кВт, а диаметр ротора — около 15 метров, цена за единицу продукции составляла от 20 до 40 евроцентов за киловатт-час. Теперь у аэрогенераторов есть потенциал мощности около 2 МВт и диаметр ротора почти 100 метров, что делает стоимость производства энергии лишь немного выше, чем у традиционных источников.Тариф специального кода для энергии ветра превышает обычный примерно на 2,9 евроцента за кВтч (около 2 центов за кВтч в США).

    Конечно, они стали больше, но было также много других технологических усовершенствований, которые повлияли на их движущиеся части, материалы, из которых они сделаны, на их системы преобразования, преобразования и эвакуации, а также на то, как они производятся и устанавливаются. Задача в этой области заключается в расширении рынка и технологических усовершенствованиях, необходимых для снижения удельной стоимости электроэнергии до стоимости электроэнергии, производимой традиционным способом.Это также вызов — завоевать морскую среду с помощью так называемой прибрежной ветровой энергии, где сам ветер лучше (устойчивый ветер без турбулентности), хотя есть значительные трудности, связанные с установкой и обслуживанием аэрогенераторов, когда вода достигает определенной глубины, а также эвакуации производимого ими электричества.

    Таким образом, ветроэнергетике предстоит пройти долгий путь как с технологической точки зрения, так и с точки зрения ее территориального распространения на другие территории — конечно, море, но также и маломасштабную ветроэнергетику, как в городских условиях, так и в поселениях, находящихся за пределами электросеть, либо есть слабая.Как и в случае со всеми возобновляемыми источниками, проблема прерывистости еще не решена. Ветер прерывистый. В Испании, например, ветряные парки вырабатывают энергию в среднем около 2000 часов в год, как видно на рисунке 6. Это меньше четверти времени.

    Более того, время выработки электроэнергии не всегда совпадает с периодами максимального спроса. Тем не менее, в ветреном месяце марта 2008 года ветроэнергетика насчитывала не менее 18.7% электроэнергии, произведенной в Испании в том месяце, и около 18 часов 22 марта, было задействовано 9 900 МВт ветровой энергии, что составляет около 41% от общего объема электроэнергии, выработанной в тот момент. А за все выходные 21–23 марта ветряная электроэнергия составила 28% от общего объема производства.

    Решение проблемы прерывания требует решения проблемы хранения. Количество электричества, с которым мы имеем дело, можно накапливать, закачивая воду в двойные водохранилища, очень немногие из которых еще существуют.Другая система заключается в преобразовании электроэнергии, производимой аэрогенераторами, в водород, который впоследствии может быть преобразован обратно в электричество в топливном элементе, если это необходимо. Фактически, хранение энергии из возобновляемых источников может быть одним из применений водорода в качестве вектора энергии. И, конечно же, если будут изобретены новые устройства для непосредственного хранения энергии, такие как батареи нового поколения, о которых мы упоминали выше в нашем обсуждении транспорта, тогда энергия ветра могла бы внести свой вклад в электроснабжение управляемым и еще более значительным образом.

    Возобновляемая энергия. Солнце

    С точки зрения энергии, солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, составляет в среднем около одного кВт на квадратный метр. Если мы усредним это для всех часов в году, в солнечном месте, например, на юге Испании, это составит около 1900 кВтч на квадратный метр в год. Это эквивалентно энергии, содержащейся в 1,2 баррелей нефти или нефтяном слое глубиной 20 сантиметров. Учитывая огромные просторы очень солнечной пустынной почвы в качестве первичной энергии, солнечный свет на поверхности Земли в тысячи раз больше, чем вся энергия, потребляемая во всем мире.

    Есть два способа использования солнечной энергии. Первый — преобразовать его непосредственно в электричество с помощью фотоэлектрических элементов, изготовленных из материалов, которые преобразуют энергию фотонов Солнца в электроны в проводнике. Второй преобразует лучистую энергию в высокотемпературное тепло, которое затем превращается в электричество с помощью обычной турбины. Это известно как термоэлектрическая солнечная энергия.

    Фотоэлектрическая солнечная энергия имеет те же недостатки, что и остальные возобновляемые источники энергии: цена и непостоянство.Цена исходит из стоимости строительства фотоэлектрических элементов, что делает его самым дорогим из всех возобновляемых источников энергии в настоящее время и требует значительной общественной поддержки. Фактически, в системах, основанных на специальных тарифах, фотоэлектрическая энергия получает самые высокие субсидии. С другой стороны, фотоэлектрическая технология является одной из наиболее универсальных и адаптируемых к городским условиям из-за ее распределенного характера и того факта, что она не требует больших систем преобразования, в отличие от термоэлектрических устройств.Что касается его распространения, то общая установленная мощность, генерируемая этим методом во всем мире, в последнее время увеличивается с головокружительной скоростью, как видно на диаграмме 7.

    Германия является страной с наибольшей установленной мощностью — 3800 МВт, хотя Испания претерпела очень значительное расширение фотоэлектрических установок за последние два года, с 630 МВт в конце 2007 года. Это расширение, которое со временем не будет устойчивым. , связано с бонусом в размере более 40 евроцентов за кВтч в Специальном налоговом кодексе, а также с объявлением о том, что сумма этого бонуса будет уменьшена в сентябре 2008 года.Действительно, уровень фотоэлектрического бонуса является хорошим примером важности разумного определения стимулов. Если они будут слишком низкими по сравнению с реальными, прогнозируемыми затратами, они не будут способствовать развитию этой технологии, учитывая, что, как мы видели выше, создание широкого рынка является необходимым условием. Но если бонус будет слишком высоким, это не будет стимулировать технический прогресс, необходимый для снижения затрат, что, в свою очередь, снизит суммы бонусных денег, связанных с такими затратами.

    В настоящее время большинство установленных панелей состоит из ячеек из кремния, кристаллических или поликристаллических пластин. Средний выход таких устройств в полевых условиях, то есть доля солнечной энергии, депонированной на поверхности материала, которая фактически становится электричеством, составляет где-то между 10% и 15%. Есть и другие альтернативы для улучшения этих характеристик или снижения стоимости фотоэлектрических элементов. Один из способов — изучить другие типы материалов и методы осаждения.Они известны как тонкопленочные системы, и в них также используется кремний — хотя и реже, чем в обычных системах — или другие более экзотические и менее распространенные материалы, улучшающие фотоэлектрическое преобразование. Существуют также многослойные системы, которые позволяют перекрывать материалы, чувствительные к различным частотам солнечного спектра, что увеличивает общую производительность. Там цели заключаются в том, чтобы найти материалы и процедуры производства ячеек, которые используют наименьшее количество материалов, а также найти материалы, которые являются дешевыми, не загрязняющими, хорошо работают в различных приложениях — например, в строительстве — и кажутся лучше всего адаптированными к ним. это своего рода технология.Тем не менее ожидается, что традиционные солнечные панели на основе кремниевых пластин в течение многих лет будут преобладать.

    Тем не менее, ожидается, что фотоэлектрические системы вскоре станут более эффективными благодаря методам концентрации, основанным на оптических устройствах, которые направляют солнечное излучение с большой площади на гораздо меньшую фотоэлектрическую поверхность, увеличивая ее выход. В любом случае, фундаментальная цель фотоэлектрических технологий — снизить затраты, которые все еще очень высоки по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии.

    Еще одним способом использования солнечного излучения для производства электроэнергии является термоэлектрическая технология. Там солнечный свет концентрируется на приемнике, содержащем жидкость, которая нагревается, а затем передает это тепло обычной турбине, генерируя электричество. Эта технология известна годами, проста и надежна. И в последние годы он претерпел значительное развитие, особенно в Испании и США. Исследование формы солнечных коллекторов и приемников привело к разработке множества устройств, но здесь мы рассмотрим только две наиболее распространенные технологии: цилиндрическо-параболические коллекторы и башню или центральный приемник.

    В первом случае тепло концентрируется в трубчатом ресивере, содержащем жидкость (обычно минеральное масло с соответствующими тепловыми свойствами), температура которой достигает 400 ° C, а затем проходит через теплообменник, образуя высокотемпературный пар высокого давления, который приводит в движение турбину. В восьмидесятых годах прошлого века, после второго крупного нефтяного кризиса, в пустыне Мохаве в Калифорнии была построена группа станций (комплекс SECS) с общей мощностью 350 МВт. Он продолжает работать сегодня без каких-либо проблем, предоставляя не только электричество, но и ценную информацию о том, как работает такая технология.После того, как они были введены в эксплуатацию и закончился кризис, их больше не строили. Между тем, в тот же период была построена Солнечная платформа Альмерии (PSA). Сейчас он является частью Центра энергетических, экологических и технологических исследований (CIEMAT), лаборатории мирового класса, которая исследует все виды термоэлектрических технологий, обучает персонал и тестирует все виды компонентов и устройств. Наличие СРП — один из факторов, объясняющих лидирующую роль нашей страны в этой сфере.

    Второй коммерческий завод в мире, использующий цилиндрическо-параболические коллекторы, находится в пустыне Невада.Он был построен и управляется Acciona. В настоящее время существуют проекты по строительству этого типа электростанции в Испании, с достижением вероятного потенциала мощности около 2500 МВт в ближайшие четыре-пять лет. Значительное их количество будет построено в Соединенных Штатах, большинство с участием Испании. Например, так называемый проект «Солана» был недавно передан компании Abengoa, где в Аризоне будут построены две большие термосолнечные электростанции общей мощностью 240 МВт. Рисунки 8 и 9 дают представление о том, как выглядит этот вид растений, и о том, в каких помещениях его можно установить.

    В Испании среди многочисленных проектов, находящихся в стадии реализации, находится Andasol I. Почти завершена, это первая станция мощностью 50 МВт из комплекса, спроектированного консорциумом, основным членом которого является Cobra, ACS, и немецкой фирмой Solar Millennium. Завод Andasol, расположенный недалеко от Гуадикс в Гранаде, решает одну из основных проблем, упомянутых выше в отношении оптимального использования возобновляемых источников энергии: хранение. Там накапливается тепло, что имеет ряд преимуществ по сравнению с накоплением электроэнергии. В установке с накопителем, когда светит солнце, часть солнечного поля питает накопительное устройство, а остальная часть вырабатывает тепло для выработки электроэнергии в турбине.Таким образом, когда спрос на электроэнергию остается высоким после захода Солнца, можно продолжать вырабатывать электроэнергию с использованием накопленной энергии. В случае Andasol I хранилище может продолжать вырабатывать электроэнергию с максимальной мощностью в течение 7,5 часов, что делает установку идеально управляемой и способной адаптировать свои поставки электроэнергии для удовлетворения спроса.

    Накопление тепла, используемое в установках этого типа, основано на большом количестве расплавленных солей (нитратов), которые накапливают тепло, становясь более горячим, а затем снова выделяют его по мере охлаждения.Это простая и безопасная система, хотя требуемые уровни мощности требуют значительного количества солей. В частности, Andasol I использует 28 500 тонн нитратов. Существуют и другие способы хранения тепла, включая скрытое тепло в материалах, которые меняют фазу, а не тепло, которое можно почувствовать и связанное с разницей температур, или устройства, основанные на твердых телах. Эти альтернативы будут более четко определены и улучшены по мере накопления нами большего опыта в этой области.

    Этот вид солнечной энергии более дорогостоящий, чем традиционная энергия, хотя и дешевле, чем солнечная энергия фотоэлектрического происхождения.Его бонус в Специальном налоговом кодексе составляет около 20 евроцентов за кВтч, и, как и в случае со всеми возобновляемыми источниками энергии, ожидается, что затраты снизятся по мере расширения рынка. Согласно исследованиям SolarPaces, его стоимость сравняется со стоимостью обычной энергии, когда будет установлено около 15 000 МВт, как показано на рисунке 10.

    Для того, чтобы это произошло, необходимо будет добиться определенных технологических достижений, особенно в производстве абсорбционных трубок, и необходимо будет диверсифицировать рынок поставок.Его нынешняя узость препятствует развитию механизмов коммерческой конкуренции, которые необходимы для улучшения производственных процессов. Ожидается также улучшение теплоносителей. Как упоминалось выше, в настоящее время используется термоминеральное масло, но у него есть проблема, заключающаяся в том, что при температуре выше определенной (около 450 ° C) оно разлагается. Это делает невозможным повышение рабочей температуры, что, в свою очередь, увеличивает производительность при преобразовании тепла в электричество.Кроме того, с этими маслами трудно обращаться и они загрязняют. В этом смысле уже существуют продвинутые программы по исследованию замены нефти другой жидкостью, такой как вода или газ, которые позволили бы повысить рабочую температуру и упростить конструкцию установки, снизив ее стоимость. В этих программах участвуют немецкие и испанские исследовательские группы, работающие в PSA, а также наиболее важные фирмы в этом секторе (см., Например, Zarza 2008). В целом, проблемы, связанные с использованием этих технологий, включают оптимизацию труб, теплоносителя, систем хранения и коллекторов, а также расширение глобальных рынков на основе общественных стимулов.

    Другая технология, разрабатываемая в области термоэлектрической солнечной энергии, основана на центральном приемнике на вершине башни. Поле прямоугольных гелиостатов фокусирует солнечное излучение на приемнике, из которого выделяемое тепло отбирается жидкой или газообразной средой. Первые такие станции, работающие в промышленных масштабах, были построены компанией Abengoa в Санлукар-ла-Майор (Севилья): PS-10 и PS-20 мощностью 11 МВт и 20 МВт соответственно. Пока их стоимость выше, чем у установок на цилиндро-параболических коллекторах, и степень их развития несколько ниже.Но они обладают определенными преимуществами, такими как способность работать при более высоких температурах и адаптация к более неровной местности. Процесс улучшения и оптимизации — все еще на начальных этапах — аналогичен тому, что было описано выше, включая устройства хранения тепла, которые концептуально аналогичны.

    Ядерное деление

    Наряду с ископаемым топливом и возобновляемыми источниками энергии деление ядер в настоящее время является важным источником энергии в наиболее развитых странах. В Европе 30% электроэнергии составляет атомная энергия, а в Испании — 20%.Ядерная энергия имеет ряд преимуществ, которые делают ее привлекательной как часть энергетического меню будущего. Основными из них являются его полная независимость от любых климатических или экологических условий, что позволяет станции работать в течение очень большого количества часов в году, как показано на рисунке 6. Это объясняет, как ядерный сектор в Испании с установленной мощностью 7700 МВт, вырабатывает почти вдвое больше электроэнергии, чем ветряная энергия, когда последняя имеет общую установленную мощность 15 100 МВт.Еще один положительный фактор, который следует принимать во внимание, — это его относительная независимость от колебаний цены на уран, поскольку в течение срока полезного использования станции топливо составляет лишь 6% от общих затрат на строительство и эксплуатацию. На рисунке 11 стоимость сырья для атомных станций сравнивается со стоимостью других традиционных источников энергии.

    Более того, это промышленный сектор со значительным опытом в области безопасности, несмотря на широко распространенное мнение об обратном. Фактически, самые передовые и требовательные протоколы безопасности исходят именно от ядерной отрасли.

    Его недостатки хорошо известны: с экономической точки зрения огромные капиталовложения, необходимые для строительства электростанций, с очень длительным периодом износа, являются эквивалентом низкой стоимости топлива; с точки зрения окружающей среды и безопасности, потенциальная серьезность аварий во время работы станции — хотя их очень мало — и, самое главное, образование радиоактивных остатков, с которыми трудно справиться и хранить. Проблема остатков, безусловно, является самым серьезным недостатком, и, по мнению общественности, она, несомненно, преобладает над более положительными аспектами этой энергетической технологии.Поэтому он заслуживает особого рассмотрения.

    Вообще говоря, существует два типа остатков — кратковременные и длительные. Как правило, первые имеют период полураспада 30 лет (период полураспада — это время, которое должно пройти, чтобы радиоактивность материала снизилась вдвое). Большинство остатков попадает в эту категорию, и общепринятое решение — хранить их в хранилище до тех пор, пока их активность не упадет до уровня естественной фоновой радиоактивности.Эль-Кабрил в Кордове является типичным примером хранилища такого типа, и при правильном управлении его воздействие на окружающую среду незаметно.

    Серьезная проблема — это остатки с очень долгим сроком хранения, измеряемым десятками или сотнями тысяч лет. Это случай израсходованных топливных стержней. Некоторые страны решили построить глубокие геологические отложения (DGD), достаточно герметичные, чтобы гарантировать стабильность отложений в них в течение геологических периодов времени. Ясно, что трудность заключается не только в том, чтобы найти места, отвечающие необходимым физическим условиям, но и в том, чтобы заставить часть общественного мнения принять это.Другие страны, такие как Испания, предпочитают строить временный централизованный депозитарий (TCD) на поверхностном уровне, позволяя надежно хранить эти остатки в течение гораздо более коротких периодов времени — около столетия, — пока усовершенствованы методы их устранения или превращения в инертные. иметь значение. Действительно, обращение с остатками или их удаление — одна из проблем, решение которой является наиболее неотложной, если мы хотим, чтобы у ядерной энергетики было будущее. Принципы такой трансформации известны — техники разделения и трансмутации, — но их развитие только начинается.Это связано со сложностью технологии, а также со сложностью экспериментов с ядерной технологией перед лицом столь сильного общественного сопротивления.

    Фактически, разработка технологии нейтрализации наиболее опасных остатков связана с так называемыми реакторами четвертого поколения. В настоящее время в мире насчитывается 439 действующих коммерческих реакторов — 104 в США и 59 во Франции — мощностью 373 000 МВт. Еще тридцать восемь строятся в Финляндии, Франции, Восточной Европе и Азии (World Nuclear Association 2008).Все они второго или третьего поколения, работают на (медленных) тепловых нейтронах и используют изотоп 235U в качестве топлива. Этот изотоп очень редок в природе и составляет всего 0,7% природного урана. Наиболее многообещающие линии четвертого поколения работают с быстрыми нейтронами и могут использовать большинство существующих остатков в качестве топлива, таких как 238U, который является наиболее распространенным изотопом урана (остальные 99,3%). Они могут даже использовать торий, которого еще больше, и эта альтернатива серьезно изучалась в Индии.Реакторы и устройства четвертого поколения, использующие технологию быстрых нейтронов, например, системы, управляемые ускорителем (ADP), потенциально могли бы решить многие проблемы, связанные с остатками, и были бы невосприимчивы к возможной долгосрочной нехватке обычного топлива (если бы мы могли Если использовать оба типа урана, а не только дефицитный делящийся изотоп, запасы автоматически увеличиваются более чем на сто).

    Таким образом, бесспорными проблемами в ядерном секторе являются обработка остатков и реакторы четвертого поколения, которые связаны друг с другом с технологической точки зрения.Но для достижения прогресса в этой области требуется время, и на уровне, который можно использовать в коммерческих целях, они не будут доступны в ближайшие двадцать-тридцать лет. Таким образом, большинство западных стран, за отмеченным исключением Франции и Финляндии, столкнулись с трудностью невероятного возрождения в течение всего этого периода, что может привести к потере знаний и технических возможностей. Напротив, во многих других частях мира, особенно в Азии, будут и дальше строиться и эксплуатироваться ядерные реакторы второго и третьего поколения.

    Выводы

    Учитывая ситуацию, описанную в предыдущих параграфах, не представляется ни реалистичным, ни разумным предлагать отказаться от любого из доступных источников энергии с надлежащими мерами предосторожности и в сроки, разрешенные каждой технологией. В краткосрочной перспективе существует острая необходимость в подготовке заменителей побочных нефтепродуктов в транспортном секторе, где мы не можем не рассматривать биотопливо второго поколения. Уголь по-прежнему будет изобильным, хотя и потенциально опасным источником, и необходимо добиться прогресса в его использовании для улавливания и хранения СО2.

    Но в настоящее время самой важной задачей может быть поощрение возобновляемых источников энергии, чтобы они составляли значительный процент от общего предложения. Это еще далеко не так, но Испания играет ведущую роль. Ветер доказал свой потенциал в качестве огромного источника энергии и должен продолжать расширять свое присутствие на мировом рынке. Солнечной энергии больше, но есть проблема рассеивания, о которой говорилось выше. В какой-то момент в ближайшем будущем он должен стать доминирующим и действительно массовым, устойчивым и неограниченным возобновляемым источником энергии.Это потребует решения технологических проблем, которые ограничивают его распространение и влияют на его текущую высокую цену, и потребуют решительной общественной поддержки. Для управления возобновляемыми источниками энергии и удовлетворения будущих потребностей транспортного сектора технологии хранения энергии уже занимают выдающееся место в программах исследований в области энергетики. Настолько, что ни одна устойчивая схема немыслима без достаточного владения технологиями такого рода.

    К сожалению, ядерный синтез появится позже, и вряд ли он поможет облегчить ситуацию в ближайшие десятилетия.Но реакторы деления существуют. Они прошли испытания и эволюционировали в направлении все более безопасных конструкций, в которых топливо используется более эффективно. Я не считаю, что в период энергетического кризиса было бы разумно отказываться от этого источника энергии, даже если его выживание во многом зависит от его общественного имиджа. В краткосрочной перспективе основная проблема заключается в том, как продлить срок эксплуатации существующих реакторов и заменить их технологиями третьего поколения. Но фундаментальная задача в этой области состоит в том, чтобы продвигаться к быстрым реакторам четвертого поколения, которые позволяют рециркулировать остатки и оптимальным образом использовать топливо.

    Не произошло никакого чуда, чтобы мгновенно решить проблему снабжения человечества энергией. К нему необходимо подходить со всех возможных направлений, а не только с технологической точки зрения, поскольку политические и финансовые соображения также важны для каждого из доступных источников энергии. Мы также не должны забывать об образовательных и информационных аспектах, которые так важны в ситуации, когда большая часть населения считает энергетическую проблему решенной и принимает ее непрерывное снабжение как должное, но отказывается принимать жертвы, неизбежно связанные с производством энергии из источников. с точки зрения экономики и землепользования.

    Библиография

    Ballesteros, M. «Estado del desarrollo tecnológico de los biocarburantes». Энергия, т. 202, 2007, 24–28.

    Бритиш Петролеум. Статистический обзор мировой энергетики ВР, июнь 2008 г.

    CIEMAT. Análisis del Ciclo de Vida de Combustibles Alternativos para el Transporte, 2005.

    Club Español de la Energía. Balance Energético de 2007 y Perspectivas para 2008, Madrid, 2008a.

    -, Энергия: Las tecnologías del Futuro, 2008b.

    Европейская комиссия. Платформа устойчивых ядерно-энергетических технологий, 2007 г.

    Европейская ассоциация фотоэлектрической промышленности. Solar Generation V, сентябрь 2008 г.

    Европейская ассоциация ветроэнергетики. www.ewea.org, 2008.

    Fundación para estudios sobre la energía. Эль-футуро-дель-карбон в испанской энергетической политике, Мадрид, 2008 г.

    Глобальный совет по ветроэнергетике. Отчет Global Wind 2007, 2008.

    Международное энергетическое агентство. Обзор мировой энергетики, 2006 г.

    -, Ключевая статистика мировой энергетики, 2008.

    Signes, V. et al. Rulesimiento para la revalorización energética de la fracción orgánica de restuos orgánicos e instalación. Международная заявка на патент ES2008 / 000077, 2008.

    Соколов Р. Х. «Можем ли мы похоронить глобальное потепление?» Scientific American, июль 2005 г., стр. 39–45.

    Solar Paces. Глобальная рыночная инициатива CSP, 2004 г.

    Организация Объединенных Наций. Отчет о человеческом развитии, 2006.

    Всемирная ядерная ассоциация.www.world-nuclear.org, сентябрь 2008 г.

    Институт Мирового Наблюдения. «Биотопливо для транспорта». Earthscan, 2007.

    .

    Zah, R. et al. Ökobilanz von Energieprodukten: Ökologische Bewertung von Biotreibstoffen. Санкт-Галлен, Швейцария: Empa, 2007.

    .

    Zarza, E. et al. Almería GDV: первая солнечная электростанция с прямым производством пара, 2008 г.

    Самая большая энергетическая проблема в мире: доступ

    НАИРОБИ, КЕНИЯ — 2020/06/05: Молодые девушки возвращаются домой, неся среди них канистры с водой… [+] кризис коронавируса. Всемирный день окружающей среды — один из самых важных дней для разных людей во всем мире. Ожидается, что многие будут практиковать и выполнять различные действия, отражающие рост населения, изменение климата и глобальное потепление. (Фото Донвильсона Одхиамбо / SOPA Images / LightRocket через Getty Images)

    SOPA Images / LightRocket через Getty Images

    Недавний заголовок Министерства энергетики США напоминает нам о том, насколько нам повезло: «США. в 2018 году в среднем клиенты испытывали перебои в подаче электроэнергии почти на шесть часов.”

    Для сравнения, это означает, что у нас, американцев, электричество отключено на менее 6 часов из 8 760 часов в год.

    Итак, мои колеса снова закрутились.

    И я пришел к мысли о том, что для меня самая большая энергетическая проблема в мире.

    Это проблема определения самой важной в мире энергетической организации — Международного энергетического агентства (МЭА) — советника по вопросам энергетики для 38 стран, в которых проживают самые богатые, здоровые и долгожители, которые используют уголь, нефть и природные ресурсы. газ для более 80% их энергоснабжения.

    И это определение считается «доступом к электричеству».

    Рассмотрим следующее из МЭА:

    • «По нашим прогнозам, средняя семья, получившая доступ, имеет достаточно электроэнергии для питания четырех лампочек, работающих пять часов в день, одного холодильника, вентилятора, работающего 6 часов в день, зарядного устройства для мобильного телефона и телевизора, работающего 4 часа. в день, что соответствует годовому потреблению электроэнергии в размере 1250 кВтч на одно домохозяйство со стандартными приборами », Международное энергетическое агентство, 13 ноября 2019 г.

    Итак, запустим числа.

    Это означает, что дом, который потребляет 1 250 кВтч в год, считается имеющим «доступ» к электричеству.

    По данным ООН, во все еще развивающемся мире в среднем 4-5 человек на один дом.

    Это означает, что доступ к электричеству «приобретается», когда норма потребления на человека становится 280 кВтч в год.

    К сожалению, это крайне недостаточная интерпретация.

    Например, по данным Всемирного банка, потребление электроэнергии в США на человека составляет почти 13000 кВтч в год.

    Другими словами, у нас есть глобальное определение «получения» доступа к электричеству, когда человек использует только 2% (1/50 или ) электроэнергии, которую мы, американцы, используем.

    Представьте, что это значит в реальном смысле в контексте вашей собственной жизни.

    У вас, мистер и миссис Американ, «есть электричество», если у вас есть электричество на одну неделю в году — 7 дней (2% от 365 дней).

    Другими словами, представьте, что у вас НЕТ электричества 358 из 365 дней в году, но вы все равно классифицируетесь как «имеющие электричество».”

    На самом деле это означает, что слишком часто повторяющееся «1 миллиард человек не имеет электричества» — это слишком мало.

    Истинные числа намного выше — я имею в виду гораздо хуже.

    1,2 миллиарда человек в Африке к югу от Сахары пострадали больше всего, и 1,4 миллиарда человек в Индии не сильно отстают.

    Эти забытые души не читают лекций о климате и прекращении использования ископаемого топлива в башнях из слоновой кости в Йеле, Пенсильвании и Стэнфорде, а проводят свои дни, собирая топливо и выполняя мирские задачи, чтобы выжить, которые мы победили более века назад.

    Например, не имея каких-либо реальных шансов для социальной мобильности, «вместе южноафриканские женщины и дети проходят ежедневное расстояние, эквивалентное 16 поездкам на Луну и обратно за водой».

    Я 15 лет изучаю этого слона в комнате и считаю, что где-то около 4 миллиардов человек испытывают недостаток электричества, чтобы наслаждаться современной жизнью; который, как я полагаю, составляет около годового уровня в ЕС, равного 6000 кВтч на человека .

    Энергетическая бедность — самый большой фактор, ограничивающий экономический рост: около 3 миллиардов людей полагаются на биомассу, такую ​​как древесина, навоз и древесный уголь, для приготовления пищи и обогрева.

    Электричество — это не мелочь: это sine qua non современности, а электрификация считается «величайшим научным достижением 20 -го века».

    Во всех наших глобальных целях человеческого развития электричество является основной движущей силой, абсолютно необходимой для повышения индекса человеческого развития.

    Без шуток: «Невозможно бороться с пандемиями без электроэнергии — электроэнергии».

    Действительно, по мере того как революция информационных технологий, которая стала «незаменимой для современной экономики, лежащей в основе экономики развитых стран», постоянно продолжается, цифровой разрыв продолжает ужасающе расширяться, поскольку около половины населения мира не имеет надлежащего доступа к электричеству.

    По-прежнему самая важная вещь, которую я когда-либо писал: «Освещение мира: почему электричество — это хорошо — и чем больше, тем лучше».

    Все это, конечно, эффективно игнорировалось, слишком часто богатые жители Запада, у которых есть вся необходимая энергия под рукой, но теперь они стремятся заблокировать доступ бедных людей к тому же источнику энергии: нефти, углю, газу. .

    Все варианты энергии должны оставаться на столе в нашем стремлении к человеческому развитию и сокращению выбросов, потому что технологический прогресс является постоянным, и все энергетические системы становятся более чистыми, и их будущее неизвестно: «Ответ ископаемого топлива на изменение климата стал менее дорогостоящим.”

    Искоренение миллиардов бедности игнорируется, потому что это влечет за собой простую, но неоспоримую истину, которую трудно принять.

    Сегодня шесть из семи человек живут в развивающихся странах, поэтому миру завтрашнего дня потребуется гораздо больше энергии, чем миру сегодня.

    Но в этом нет ничего удивительного: к 2050 году мир увеличится более чем на 2 миллиарда человек и составит 85 триллионов долларов ВВП.

    Столь же очевидно, что этот барабанный бой «все больше и больше энергии» означает больше ископаемого топлива, на которое уже приходится более 80% мировых поставок.

    В самом деле, идея «только ветер, только солнце» удовлетворяет эти огромные и растущие потребности в энергии настолько же несерьезна и несправедлива, как это звучит.

    Хорошая новость заключается в том, что лидеры бедных стран не будут сидеть сложа руки, пока процветающие аутсайдеры пытаются ограничить критические возможности роста, которые их борющиеся массы заставляют использовать.

    Даже при самых благоприятных обстоятельствах требуется гораздо больше.

    МЭА, например, в соответствии со сценарием универсального доступа к электричеству использует только электроэнергию на душу населения, достигающую 700 кВтч в странах Африки к югу от Сахары в 2040 году, что составляет менее четверти сегодняшнего среднемирового показателя и примерно столько же, сколько мы, американцы, использовали в 1930-х годах.

    В конце концов, я должен отдать должное МЭА, похоже, что это единственное агентство, которое даже сообщает о гигантской проблеме энергетической бедности, которая не находится в облаках «только возобновляемых источников энергии», как большинство академических кругов, заинтересованных групп и международных организаций. требуйте, чтобы мы все жили.

    Мы потерялись бы еще больше без МЭА.

    В самом деле, демонстрация энергетической добродетели и явное лицемерие привилегированного Запада должны постоянно подвергаться разоблачению.

    От этого буквально зависит человеческое развитие.

    Ссылки по теме:

    · « Мой старый холодильник потреблял больше электроэнергии, чем 3,3 миллиарда человек ».

    · « Эти дети нуждаются в нефти и природном газе: 325 миллионов детей живут менее чем на 2 доллара в день ».

    · « Для энергии, бедные люди заслуживают богатства ».

    · Нефтяные и газовые компании могут стать героями в Африке .”

    · « Глобальное потепление, больше кондиционирования воздуха и больше энергии ».

    Решение энергетической проблемы

    Решение энергетической проблемы

    Уильям Шрайбер

    Глобальное потепление в настоящее время почти повсеместно признается серьезной проблемой, вызванной деятельностью человека — в основном сжиганием ископаемого топлива, — которая требует принятия решительных мер как можно скорее.Прошедшие события, такие как временный бойкот некоторыми крупными производителями нефти в 70-х годах, показали, что у США также есть проблема национальной безопасности, связанная как с ценой, так и с доступностью одного из наших основных источников энергии. Эта записка предназначена как вклад в усилия по разработке комплексного решения всех аспектов энергетической проблемы.

    Многие другие также признали различные аспекты проблемы и необходимость быстрого реагирования. Я обнаружил, что большинство специалистов в этой области не полностью определили проблему, но, тем не менее, у них есть несколько любимых решений, к которым нужно стремиться.

    Когда я давно начал свое инженерное образование, мне повезло, что меня опекали не ученые, а опытные инженеры. Все они говорили (фактически проповедовали), что первым необходимым шагом в разработке решения в реальном мире было определение проблемы.

    В чем проблема с энергией? Он состоит из нескольких частей.

    В начале 70-х временный бойкот мирового рынка со стороны ОПЕК привел к резкому росту цен на нефть, поскольку нефть является наиболее распространенным источником энергии, используемой в производстве тепла, производстве, торговле, транспорте и жилищном строительстве. (1) Способность крупных производителей нефти отказываться от поставок свидетельствует о важности энергетической независимости и цен.

    (2) В последнее время глобальное потепление стало безошибочно важным в связи с повсеместным таянием льда, заметными изменениями климата и повышением уровня моря. Сейчас почти все признают, что это вызвано парниковыми газами, в основном двуокисью углерода, которые образуются при сжигании ископаемых видов топлива, таких как нефть, уголь и природный газ.Хотя некоторые выступают за атомные электростанции, обращение с отработавшим ядерным топливом так же проблематично, как и парниковые газы, и для производства ядерного топлива необходимо использовать энергию. Отметим, что сейчас во всем мире наблюдается нехватка ядерного топлива.

    Другие продвигают этанол, что является настолько плохой идеей, что трудно понять, как его использование стало таким широко распространенным.

    Производство этанола потребляет почти столько же энергии, сколько дает, а его использование приводит к образованию парниковых газов.Теперь, когда только около 1% бензина заменено этанолом, некоторые производители кукурузы разбогатели, но многие производители домашних животных для производства продуктов питания находятся в тяжелом положении из-за непредвиденного роста цен на фуражную кукурузу.

    Некоторые выступают за солнечную энергию, энергию ветра, гидроэлектростанцию, ядерную энергию, водородную энергию, метан из захороненных органических материалов и другие возобновляемые источники энергии, , но до сих пор не было предложено ни одного решения, которое было бы одновременно доступным и полным.Цель этой статьи — предложить такое комплексное решение, для разработки которого требуются только ресурсы, которые у нас уже есть в изобилии.

    Если каким-то чудом мы не найдем заменитель нефтяного топлива, который можно было бы использовать с той же технологией, которую мы используем сегодня, не требует энергии для производства, не имеет вредных остатков и не имеет неожиданных последствий (например, повышения цен на кукурузу) его принятие потребует перестройки всей нашей энергетической инфраструктуры. Это будет нелегко и дешево, но если мы надеемся сохранить Землю для наших потомков, у нас нет другого выбора, кроме как действовать сейчас.Это потребует отвлечения рабочей силы и средств от текущих целей. Если мы посмотрим, как сейчас используются эти ресурсы, военные приложения окажутся в самом верху списка. Многие из нас считают, что такие развлечения сделают наш мир лучше для жизни. Решения, конечно же, будут политическими, что выходит за рамки этой небольшой статьи.

    Несмотря на дороговизну строительства, предлагаемая система, в которой не используются ископаемые виды топлива, должна быть дешевой в эксплуатации, поскольку топливо, которым является солнечный свет, не требует эксплуатационных затрат.

    Некоторые предварительные мероприятия

    Вся энергия, накопленная Землей, и почти вся энергия, которую она получает каждый день, исходит от Солнца. Около 89 000 тераватт (1 ТВт = миллион миллионов (квадриллионов) ватт) приходится на Землю, в то время как общее потребление (в 2004 году) составляло всего 15 тераватт, из которых 87% приходилось на ископаемое топливо. Их использование вызывает большую часть глобального потепления, которое стало настолько очевидным. Если бы мы получали большую часть полезной энергии от Солнца, мы бы решили многие из наиболее важных проблем, включая цену и доступность нефти, а также (3) вредных побочных продуктов, связанных с использованием ядерной энергии и ископаемое топливо . (4) Опора на Солнце, а не на нефть, также позволит нам гораздо меньше участвовать в событиях на Ближнем Востоке. (Всем, кто не осознает, насколько это было бы выгодно, рекомендуется прочитать «Анналы национальной безопасности» Сеймура Херша в The New Yorker от 5 марта 2007 г.)

    Очистка нынешней атмосферы Земли от углекислого газа (и других парниковых газов, таких как водяной пар) — не одна из областей моей компетенции, но значительное снижение скорости, с которой мы увеличиваем ее, явно хорошая идея.(Возможно, мы обнаружим, что если мы перестанем добавлять эти газы в атмосферу, существующие нежелательные газы будут медленно рассеиваться.) Способ сделать это — перейти к электрической экономике, производя электричество из солнечного света, а затем заменяя столько же других газов. топливо по возможности электричеством. Это связано с расходами, но в большинстве случаев новые технологии не требуются. Единственная область, в которой это еще не полностью возможно, — это транспортировка, где необходимы более качественные батареи (или их функциональные эквиваленты).К счастью, у нас все еще есть большой опыт в разработке новых технологий, несмотря на то, что мы теряем значительную часть наших производственных навыков. (В Массачусетском технологическом институте реализуется очень многообещающий проект батарей.)

    В настоящее время солнечная энергия обвиняется в том, что она доступна только в ясные дни, в том, что для нее требуются дорогие солнечные элементы с ограниченной эффективностью и сроком службы, а также из-за того, что в густонаселенных районах, таких как города, недостаточно места для приемников. Это предложение сосредоточено на решении этих вопросов.

    Основная идея

    Когда я преподавал в Индии в 60-х годах, я узнал, что некоторые ирригационные насосы работали на солнечной энергии без использования каких-либо электрических компонентов.Небольшие коллекторы концентрировали солнечный свет в достаточной степени, чтобы производить пар достаточно высокой температуры и давления для работы водяных насосов. (Мотивация заключалась в том, что хищение электрических компонентов, даже медного провода, было тогда проблемой в отдаленных районах, где часто располагалось оборудование.) Эта идея является одним из элементов предложения.

    Другая [идея] состоит в том, чтобы собирать солнечный свет на больших управляемых фокусируемых зеркалах на геостационарной орбите, которые будут направлять отраженный свет на гораздо более мелкие рецепторы на земле.

    (Орбиты будут наклонены так, чтобы зеркала никогда не были в тени Земли.) Первоначально рецепторы будут расположены рядом с существующими гидроэлектростанциями, где насосы на солнечной энергии будут использоваться для перекачивания воды в озеро ( s) за плотиной (ами) для хранения энергии. В НАСА у нас есть навыки для разработки таких устройств, как зеркала, и, возможно, даже есть деньги, если мы откажемся от таких проектов, как космическая станция, которые не приносят заметной пользы человечеству.Если первоначальные установки окажутся работоспособными, новые заводы можно будет построить в более удаленных местах.

    Солнечная энергия, подобная той, что я видел в Индии, до сих пор до некоторой степени используется в США. Нагрев плавательных бассейнов, кажется, является самым большим применением. Некоторые из них используются для горячего водоснабжения, а некоторые — для отопления помещений. Многочисленные небольшие компании занимаются производством и продажей коллекторов и рецепторов для различных применений. То же самое и сегодня в Индии.

    Детали

    Орбитальные зеркала были бы, наверное, милей в диаметре.Они будут сконструированы в виде прозрачных надувных тонких шаров, одна из внутренних поверхностей которых будет алюминирована, чтобы обеспечить отражающую поверхность для требуемого вогнутого зеркала. Зеркала будут подниматься на орбиту в сложенном состоянии, а форма в надутом состоянии определяется толщиной пластика или другого материала и давлением. Вполне вероятно, что сферических отражателей будет достаточно, а фокусное расстояние можно будет регулировать давлением, что позволит избежать высокой точности при их изготовлении.Спутники связи уже используют наклонные орбиты и имеют достаточно точные механизмы управления.

    Обратите внимание: поскольку Солнце явно движется по небу, в то время как зеркало, по-видимому, остается зафиксированным для наблюдателей на Земле, угол падения солнечного света на зеркало изменяется. Таким образом, зеркало необходимо постоянно перенаправлять. Это предпочтительно осуществляется путем использования обратной связи от небольших датчиков, расположенных по краю зеркала, к механизму управления спутником, несущим зеркало.Эти же датчики также можно использовать для регулировки фокусного расстояния вогнутого отражателя, регулируя давление воздуха внутри пластикового баллона так, чтобы падающий луч просто заполнял поверхность приемника.

    На поверхность Земли приходящая солнечная радиация в ясную погоду в среднем составляет около 300 Вт / кв. метр, но он намного выше и почти постоянно над атмосферой. Измерения показывают, что «солнечная постоянная» составляет около 1366 Вт / кв. метр.

    Отражатель диаметром около 5000 футов, таким образом, собирает около 3000 мегаватт, что сопоставимо с мощностью типичной наземной электростанции.

    Я предполагаю, что коллекторы могут иметь диаметр 500 футов, но это необходимо проверить. Доля собранной энергии, которую могли бы получить коллекторы, зависит от погоды, а часть той, которая становится полезным теплом для производства пара и приводных насосов, еще предстоит выяснить.

    Вблизи населенных пунктов, возможно, потребуется остановить передачу в ночное время. По этим причинам важно хранить собранную энергию, что делает использование плотин, содержащих откачиваемую воду, жизненно важной частью этих систем.Также важна возможность расфокусировать зеркала.

    Одна из причин использования солнечной энергии непосредственно для производства пара и приводных насосов заключается в том, что солнечные электрические элементы не только дороги, но и не очень эффективны в преобразовании света в электричество и время от времени нуждаются в замене. В лучшем случае эффективность составляет около 20%, остальная часть световой энергии проявляется в виде тепла, что ограничивает интенсивность света, с которым можно справиться. При преобразовании поступающей энергии в пар такого ограничения нет, но, вероятно, есть некоторые ограничения по соображениям безопасности.Однако эффективность наверняка выше, чем у солнечных батарей.

    Космический мусор

    В течение некоторого времени было известно, что тысячи обломков, некоторые из которых очень большие, но большинство очень маленькие, оставленные после предыдущих запусков, находятся на орбите вокруг Земли. Было обнаружено, что некоторые возвращенные объекты, такие как шаттлы, получили незначительные повреждения в результате столкновения с мелкими частями. Это вызывает у нас беспокойство, поскольку зеркала, которые мы предлагаем разместить на орбите, на самом деле довольно хрупкие.К счастью, почти весь космический мусор находится на гораздо более низкой орбите, где он в конечном итоге сгорит при входе в атмосферу Земли.

    Есть два возможных подхода к решению этой проблемы. Один состоит в том, чтобы сделать зеркала менее хрупкими, отказавшись от использования воздушного шара и обеспечив конструкцию для поддержки зеркала правильной формы с одной поверхностью. Другой — обеспечить резервирование путем размещения двух или более зеркал на орбите для каждого места приема на земле. Подход с воздушным шаром очень привлекателен, потому что он позволяет управлять фокусировкой с помощью давления, а не создавать и затем размещать на орбите очень точное зеркало.

    Хотя мне кажется, что подход с избыточностью лучше, я предпочитаю оставить окончательные решения инженерам, которые будут делать фактический дизайн, надеюсь, от НАСА.

    Другие мысли

    Это предложение не обязательно должно быть единственной используемой схемой. Более высокая эффективность систем, сжигающих углеродсодержащее топливо, уменьшит, но не устранит загрязнение атмосферы. Также могут быть использованы энергосберегающие, ветряные, приливные и любые другие схемы, не использующие ископаемое или углеродсодержащее топливо.У меня нет специальных знаний о водородных топливных элементах, за исключением того, что водяной пар также является парниковым газом. Кажется, что связывание углерода связано с новыми важными технологиями и не освобождает нас от хватки ОПЕК.

    Список литературы

    Многие из используемых здесь чисел взяты из Википедии «Мировые энергетические ресурсы и потребление». en.wikipedia.org/wiki/Energy:_world_resources_and_consuming

    Эта статья также имеет очень хороший список дополнительных ссылок.Он хорошо написан и, по-видимому, точен. Однако он использует слова «энергия» и «сила» как синонимы во многих случаях, к большому неудобству технически подготовленных людей, таких как я. В этой статье я использовал эти два термина только в их техническом смысле. Мощность (типичная единица — ватт) — это скорость передачи энергии (типичными единицами являются британские тепловые единицы — британские тепловые единицы или джоули).

    Energy Problem — обзор

    ЦЕЛЬ ДАННОЙ КНИГИ

    Когда в начале 1960-х годов впервые стали очевидны проблемы с энергией, вызванные быстрым увеличением спроса на фоне сокращающихся поставок топлива, немедленным ответом стал поиск новых источников поставок и альтернативных видов топлива.Позже пользователю было уделено внимание как средству экономии топлива и капитала: за счет повышения эффективности конечного использования автоматически решались проблемы с поставками. Нефтяное эмбарго 1973 г. дало пользователям — как в промышленно развитых странах, так и в странах третьего мира — дополнительный стимул к наиболее эффективному использованию топлива и энергии.

    Подход к энергетическим проблемам со стороны пользователя, а не со стороны источника питания, ставит новые задачи. Во-первых, количество пользователей намного больше, чем количество поставщиков, что усложняет проблему.Во-вторых, общение с пользователями затруднено из-за их количества и разнообразия. В-третьих, из-за своего разнообразия, конечное использование не является объектом законодательного или нормативного контроля. В-четвертых, техническая сложность конечных пользователей сильно различается, как и их капитальные ресурсы, что ограничивает технические улучшения, которые возможны. Наконец, почти бесконечное разнообразие применений вызывает потребность в большом количестве различных технологий, материалов и оборудования.

    С другой стороны, изменения, внесенные конечными пользователями, могут иметь немедленное (дни) или краткосрочное (месяцы) влияние на потребление энергии по сравнению с пятью-десятью годами, необходимыми для увеличения мощности энергоснабжения.Существовавшая ранее доступность энергии в сочетании с ее низкой стоимостью приводила к ситуациям, в которых не было особых стимулов для более эффективного использования энергии. Оба эти условия меняются, поэтому пользователи теперь воспринимают экономические сигналы (рост цен), которые являются положительным стимулом для сокращения или устранения всех ненужных видов использования энергии. Наконец, несмотря на значительное разнообразие технологий конечного использования, похоже, что существуют определенные базовые подходы или «общие принципы», которые применяются в самых разных приложениях.

    Цель этой книги — изложить некоторые из этих основных принципов, привести примеры и предоставить общую методологию и инструменты для ее реализации и достижения более эффективного конечного использования энергии. Стремясь подчеркнуть практичность, акцент делается на тематических исследованиях, подобных тем, с которых начинается эта глава.

    Управление энергопотреблением в этой книге включает аспекты управления нагрузкой, эффективного конечного использования, экономии топлива, рекуперации тепла и более эффективных процессов и оборудования.Термины «энергосбережение» и «потребление энергии» не рекомендуется использовать, поскольку они технически неточны. Энергия всегда сохраняется, поэтому такое использование противоречит терминам. Что важно в большинстве практических приложений, так это сохранение качества формы энергии. В строгом термодинамическом смысле это требует учета второго начала термодинамики, а также первого закона. Точно так же энергия не потребляется, хотя топливо потребляется, а также качество формы энергии потребляется.Опять же, обращаясь к термодинамической терминологии, мы можем измерить качество источника энергии с точки зрения его доступных работ. Доступная работа потребляется в процессе использования энергии, и поэтому сохранение доступной работы является важной целью политики управления энергопотреблением.

    Управление нагрузкой относится к стороне снабжения системы и включает в себя действия, предпринимаемые коммунальными предприятиями для управления нагрузкой, наблюдаемой их генерирующими системами, таким образом, чтобы достичь наиболее благоприятных и экономичных условий эксплуатации.Как правило, основные задачи коммунальных предприятий будут заключаться в улучшении коэффициента загрузки и снижении пиковых нагрузок везде, где это возможно, поскольку высокий пиковый спрос требует, чтобы коммунальное предприятие поддерживало генерирующие мощности, которые используются нечасто и являются дорогостоящими как с точки зрения начальных капитальных затрат, так и с точки зрения эксплуатационных расходов. В качестве примера практики управления нагрузкой коммунальное предприятие может использовать радиоуправление для отключения бытовых электрических водонагревателей в условиях пиковой нагрузки. Эта стратегия полагается на тепловую мощность водонагревателя для переноса и снабжения во время отключения нагревательного элемента.

    Практика управления энергопотреблением со стороны пользователя может относиться к сокращению и контролю использования энергии (киловатт-часов электроэнергии или джоулей [БТЕ] топлива). Или пользователь может также попытаться уменьшить необходимую мощность, чтобы получить более выгодную цену на энергию. Таким образом, пользователь может также выключить электрический водонагреватель просто для того, чтобы сэкономить деньги на киловатт-часах или потреблении платы. Это может быть сделано для удобства пользователя — например, в вечерние часы, когда потребность в горячей воде низкая.Или коммунальное предприятие могло бы оказать поддержку, предложив выгодный тариф на использование электроэнергии в вечернее время. Таким образом, обеспечивая соответствующую емкость и средства управления, пользователь может удовлетворить потребности в горячей воде за счет внепикового потребления электроэнергии. Возможна ситуация, когда стратегия будет одинаковой независимо от того, кто ее реализовал, но конечные результаты могут быть совершенно разными в зависимости от того, было ли действие предпринято коммунальным предприятием или потребителем.

    Понятие «эффективность» также требует осмотрительности в интерпретации.Наиболее часто встречающееся значение — это отношение выходной энергии к вложенной энергии. Это определение имеет значение в смысле того, что практически достижимо, но является скорее относительным, чем абсолютным стандартом. Концепция доступной работы обеспечивает абсолютную меру, основанную на втором законе термодинамического анализа. Хотя у этого подхода есть сторонники, понимание требует некоторой технической сложности, и часто нет прямой связи между тем, что теоретически возможно, и тем, что практически достижимо.Другими часто используемыми показателями эффективности являются либо связанные с задачей, либо коэффициенты производительности, ни один из которых не является строгим показателем ввода и вывода энергии. Очевидно, что забота об эффективности не может быть сосредоточена исключительно на энергии, исключая экономические и социальные соображения. В конечном счете, желательна мера, которая связывает общее использование ресурса с удовлетворением потребностей человека.

    Но самым важным моментом является ограниченность энергетических ресурсов.Очевидно, что даже в тех областях, где топливо недорогое, эффективное и разумное использование ресурсов принесет пользу пользователю, его нации и всему человечеству.

    Энергетические вопросы — Eniscuola

    Проблемы с энергией

    Развитие нашего общества зависит от потребления энергии. Без энергии человек не смог бы достичь нынешнего уровня благополучия и качества жизни. Без наличия достаточных энергетических ресурсов будущее экономическое развитие окажется под угрозой.Несмотря на недавнее повышение цен, энергия по-прежнему «дешевая». Поэтому все мы привыкли использовать большое количество энергии, не задумываясь об этом, потому что мы не осознаем наших реальных потребностей. Мировая энергетическая панорама показывает постоянные запасы энергии, относительно стабильные цены, которые, однако, имеют тенденцию к росту, а также сильное увеличение спроса, особенно в развивающихся странах. Однако у ископаемого топлива, являющегося источником энергии, который используется в основном до настоящего времени, есть обратная сторона.Во-первых, они рано или поздно обречены на истощение. Несомненно, установленные запасы ископаемого топлива постепенно увеличивались в течение последних 25 лет с открытием новых месторождений и более полной эксплуатацией существующих месторождений, что стало возможным благодаря современным технологиям. В отличие от того, что считалось в конце семидесятых, физическое истощение этих «ископаемых» ресурсов не является неизбежным, мы все еще можем рассчитывать на несколько лет (около 110 для угля, 58 для природного газа, 51 для нефти) для разработки альтернативы. источники энергии.Таким образом, проблема только отложена, но ненадолго! Другая фундаментальная проблема заключается в том, что ископаемое топливо во многих случаях является источником загрязнения окружающей среды, в частности воздуха.
    Эта проблема также связана с различиями между странами в отношении достигнутого уровня благосостояния. Распределение потребления энергии очень аномально: 20% населения мира (в более богатых странах) использует 80% производимой энергии. Эта ситуация сильно контрастирует с основополагающими принципами равенства между людьми, устойчивого развития и, следовательно, глобального качества жизни.
    Такие страны, как Африка или Индия, в настоящее время очень бедны (доход на душу населения в некоторых районах значительно ниже прожиточного минимума), и они стремятся повысить свой уровень благосостояния. Однако для этого им необходимо использовать энергию в большем количестве (для работы большего числа фабрик, чтобы гарантировать достаточное количество света и тепла для семей).
    Откуда будет взяться эта дополнительная энергия? Вероятно, если они будут следовать нашей модели развития, в которой используется в основном ископаемое топливо, это окажет заметное воздействие на окружающую среду, и, как полагают многие эксперты, в будущем могут произойти серьезные изменения климата (так называемый «парниковый эффект»). последствия, которые чрезвычайно вредны для человека.Следствием этого является «неустойчивое» развитие с точки зрения окружающей среды. С другой стороны, мы не можем помешать бедным странам достичь адекватного экономического и социального развития, в том числе потому, что экономический и социальный дисбаланс, существующий между странами, является потенциальным источником политической нестабильности, войн и сильных миграционных потоков. В этом случае сохранение нынешней ситуации или лишь частичное улучшение приведет к неустойчивому развитию с экономической и социальной точки зрения.
    Как решить эти проблемы? Поскольку их масштабы являются международными, страны мира пытаются достичь соглашения через все международные институты, которые могут играть фундаментальную роль.

    Барьеры для технологий возобновляемой энергии

    Капитальные затраты

    Наиболее очевидным и широко разрекламированным препятствием на пути к возобновляемым источникам энергии является стоимость — в частности, капитальные затраты , или первоначальные затраты на строительство и установку солнечных и ветряных электростанций.Как и большинство возобновляемых источников энергии, солнечная и ветровая энергия чрезвычайно дешевы в эксплуатации — их «топливо» бесплатное, а обслуживание минимально, поэтому основная часть расходов приходится на создание технологии.

    Средняя стоимость установки солнечных систем в 2017 году варьировалась от чуть более 2000 долларов за киловатт (киловатты — это мера мощности) для крупномасштабных систем до почти 3700 долларов для жилых систем. Новый газовый завод может стоить около 1000 долларов за киловатт. Стоимость Wind составляет от 1200 до 1700 долларов за кВт.

    Более высокие затраты на строительство могут заставить финансовые учреждения с большей вероятностью воспринимать возобновляемые источники энергии как рискованные, ссужая деньги по более высоким ставкам и затрудняя коммунальным предприятиям или застройщикам оправдание инвестиций. Для электростанций, работающих на природном газе и других ископаемых видах топлива, стоимость топлива может быть переложена на потребителя, что снижает риск, связанный с первоначальными инвестициями (хотя и увеличивает риск ошибочных счетов за электроэнергию).

    Однако, если принять во внимание затраты на энергетических проектов, ветер и солнечная энергия для коммунальных предприятий могут быть наименее дорогими источниками выработки энергии, согласно Lazard, управляющей активами.По состоянию на 2017 год стоимость ветроэнергетики (до налоговых льгот, которые еще больше снизили бы стоимость) составляла 30-60 долларов за мегаватт-час (мера энергии), а крупномасштабная солнечная энергия стоила 43-53 доллара за МВтч. Для сравнения: энергия от наиболее эффективных типов газовых станций стоит 42-78 долларов за МВтч; стоимость угольной электроэнергии не менее 60 долларов за МВтч.

    Что еще более обнадеживает, капитальные затраты на возобновляемые источники энергии резко упали с начала 2000-х годов и, вероятно, будут продолжать падать. Например: в период с 2006 по 2016 год средняя стоимость самих фотоэлектрических модулей упала с 3 долларов.50 долл. США за ватт 0,72 доллара за ватт — снижение на 80 процентов всего за 10 лет.

    Узнайте об энергии и ее влиянии на окружающую среду | Энергия и окружающая среда

    Что такое чистая энергия?

    Чистая энергия включает возобновляемые источники энергии, энергоэффективность и эффективное комбинированное производство тепла и электроэнергии.

    Как потребление энергии влияет на окружающую среду?

    Все формы производства электроэнергии оказывают влияние на окружающую среду, воздух, воду и землю, но оно варьируется. Из общего количества энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, около 40% используется для выработки электроэнергии, что делает электроэнергию важной частью воздействия на окружающую среду каждого человека.

    Более эффективное производство и использование электроэнергии сокращает как количество топлива, необходимое для выработки электроэнергии, так и количество парниковых газов и других загрязняющих атмосферу выбросов в атмосферу. Электроэнергия из возобновляемых источников, таких как солнечная, геотермальная и ветровая, как правило, не способствует изменению климата или локальному загрязнению воздуха, поскольку топливо не сжигается.

    Топливный баланс для производства электроэнергии в США

    На диаграмме ниже показано, что большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается с использованием ископаемых видов топлива, таких как уголь и природный газ.Небольшой, но растущий процент генерируется с использованием возобновляемых ресурсов, таких как солнце и ветер.

    Каково мое личное влияние?

    Выбросы, вызванные производством электроэнергии, различаются по стране из-за многих факторов, в том числе:

    • Сколько вырабатывается электроэнергии,
    • Используемые технологии производства электроэнергии, и
    • Используемые приборы для контроля загрязнения воздуха

    Используйте калькулятор выбросов углекислого газа в домохозяйстве EPA, чтобы оценить годовые выбросы в вашем доме и найти способы их сокращения.

    Используйте Power Profiler для создания отчета о воздействии производства электроэнергии на окружающую среду в вашем районе США. Все, что вам нужно, это ваш почтовый индекс. Использование Power Profiler занимает около пяти минут.

    Для получения более подробной информации посетите Интегрированную базу данных о выбросах и генерирующих ресурсах (eGRID), исчерпывающий источник данных об экологических характеристиках почти всей электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах.

    Как я могу уменьшить свое влияние?

    Есть много способов уменьшить воздействие на окружающую среду при использовании энергии.Посетите страницу снижения вашего воздействия, чтобы узнать больше.

    .