К вопросу реструктуризации производства и потребления энергии в Беларуси



Скачать 191.39 Kb.
Дата27.04.2016
Размер191.39 Kb.
К вопросу реструктуризации производства и потребления энергии в Беларуси (Как выйти из энергетического кризиса?)
История цивилизации тесно связана с развитием производства и потребления энергии. С технологической точки освоение энергии обеспечило человечеству фундамент для превращения в доминирующую популяцию Земли. Но, к великому сожалению, наша планета очень мала. И научно-техническая революция, которая вызвала стремительный рост промышленного производства и, как следствие, потребления энергии, в течение всего лишь нескольких десятилетий стала грозить необратимой порчей нашей среды обитания. Причем далеко не в последнюю очередь ввиду, с одной стороны, слишком больших объемов энергопотребления и, с другой стороны, доминирования экологически грязных способов ее производства.
 Древний человек рационально использовал энергию, затрачивая ее прежде всего на отопление жилища, приготовление пищи и производство орудий труда, в количестве примерно 3 кВтч в сутки, или, с округлением, 1 тыс. кВтч в год, а с учетом потерь 10 тыс. кВтч в год [1]. Численность населения планеты постоянно росла. 10 тыс. лет назад она составляла около 0,005 млрд человек, 2 тыс. лет назад – около 0,2 млрд, в середине XVII века – более 0,5 млрд, в XIX веке – 1,6 млрд, в 1950 г. – 2,4 млрд. А в 2005 г., по данным Отдела народонаселения ООН, численность населения Земли составила 6,5 млрд человек и будет продолжать возрастать приблизительно на 76 млн человек в год по меньшей мере до 2015 г. десятилетия. А с ростом народонаселения повышался и расход энергии, приходящийся на одного среднестатистического жителя земного шара. В результате современный человек расходует энергии более чем в 100 раз больше, чем его древний предок, – с учетом потерь более 1 млн кВтч в год.

В том же источнике [1] приводится величина физиологически активной солнечной радиации, ежегодно падающей на земную поверхность, – приблизительно 7851014 кВтч. А 6,5 млрд жителей Земли за год расходуют, с учетом потерь, ориентировочно 701014 кВтч техногенной энергии, т.е. около 9% объема указанной радиации. Причем львиная доля этого гигантского, по земным меркам, объема энергии производится человечеством за счет традиционных, ископаемых, видов топлива. Здесь следует отметить и ограниченность общемировых запасов природных ресурсов: по данным ООН, при существующих темпах экономического развития угля хватит примерно на 150 лет, природного газа – на 55 лет, нефти – на 40 лет. Что касается Беларуси, то за последние полвека она израсходовала 85% своих запасов нефти.


 Как бездумное энергопотребление скажется на будущем Земли, человечеству недавно сообщили с самой высокой международной трибуны. 2 февраля в Париже был обнародован доклад о будущем климата нашей планеты, подготовленный Межправительственной группой экспертов по изменению климата. Показательно, что над этим документом в течение шести лет работали 2500 ученых из 130 стран мира. Главный вывод доклада суров: глобальное потепление связано с деятельностью человека и будет продолжаться нарастающими темпами. В частности, к концу XXI века средняя температура воздуха на Земле может подняться на 2–4 С, а это, помимо прочего, крайне опасное повышение уровня мирового океана на 0,3–0,4 м.

Судьбоносны слова исполнительного директора Программы ООН по окружающей среде Ахима Штейнера: «Доклад заставляет перейти от сомнений к действиям. Даже если у нас еще нет стопроцентной уверенности, я считаю, что каждый, кто по-прежнему будет бездействовать перед лицом доказательств, которые были представлены здесь сегодня, рискует попасть в учебники истории как безответственная личность». В практическом плане это означает, что человечеству необходимо срочно и радикально – пока не поздно – менять структуру производства и потребления энергии. Менять и в Беларуси, которая наряду со всеми остальными странами мира несет свою долю ответственности перед будущими поколениями землян за состояние нашей планеты.



Имеющим же узкие цели прагматикам не мешает дополнительно учесть положения доклада выдающегося специалиста по вопросам экономического развития и бывшего главного экономиста Всемирного банка сэра Николаса Стерна, оценившего по поручению британского правительства экономическую составляющую проблемы изменения климата. Он считает его самым серьезным и крупномасштабным рыночным провалом в истории. И говорит, что «наши действия в ближайшие несколько десятилетий могут привести в конце этого века и в следующем столетии к серьезному кризису в экономической и общественной деятельности, сравнимому по масштабам с последствиями двух мировых войн и Великой депрессии первой половины ХХ века». Н. Стерн предлагает меры для снижения последствий подобного кризиса и, в первую очередь, подчеркивает то, что, делая крупные вложения в мероприятия по снижению выброса углекислого газа в атмосферу, можно получать значительные дивиденды.
 Основные направления реструктуризации производства и использования энергии, вытекающие из знания возможностей планеты, помогает увидеть анализ динамики освоения запасов топливно-энергетических ресурсов, начиная от древнейших времен. Соответствующая структурная схема приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура преобразования топливных ресурсов в энергию пользования;

отопление – печное; отопление____ – нерациональное;

подчеркнутоконечный продукт преобразования и использования топлива
Древние люди не могли и мечтать о том, что когда-нибудь благодаря известным им видам топлива появятся промышленные производства сначала с механическим, а затем и с электрическим приводом, паровое отопление производственных и жилых помещений, освещение светильным (генераторным) газом. К примеру, этот газ образуется в результате нагрева дров, отходов древесины, торфа или каменного угля в специальных камерах без доступа воздуха или с малым доступом воздуха. А указанные производства появились во второй половине второго тысячелетия. Причем появившиеся на топливном рынке в конце XVIII века неограниченные ресурсы каменного угля полностью решили проблемы энергоснабжения стремительно развивающейся промышленности. Лучшие удельные весовые показатели и теплотворная способность каменного угля по сравнению с дровами [2, 5] оставили за лесоматериалами в основном рынок деревянных изделий и конструкций.
Таблица 1. Теплотворная способность

различных видов топлива

Вид топлива

Низшая теплота сгорания, МДж/кг

Условное топливо

29,3

Дрова сухие

18,8

Горючие сланцы

5,4?

Торфобрикеты

16,7

Уголь

25,1

Нефть

41,9

Пропан

46,1 МДж/м3?

Водород (Н2)

120,6 МДж/м3?

Каменный уголь не только воспроизвел все энергетические функции древесины, но и послужил энергетической основой создания построенной на использовании электроэнергии машиностроительной отрасли.


 Теперь следует обратить внимание на Беларусь. Необходимость ликвидации последствий Великой Отечественной войны и развития обслуживающей в первую очередь военно-промышленные нужды экономики обусловили рост крупных городов республики. И в них появились мощные теплоэлектрические станции, которые затем были преобразованы в теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Разумеется, такая система энергообеспечения привела к прокладке тепловых сетей гигантской протяженности, большая часть которых, к сожалению, до сих пор теряет в атмосферу и грунт более половины транспортируемого тепла. Впрочем, в результате энергетической централизации удалось добиться и определенного экологического позитива – было организовано накопление отходов сжигания каменного угля, т.е. шлаков, прямо в зонах производства энергии и их переработка с захоронением в одном месте.

Что касается потерь на теплосетях, то за них до начала 1990-х годов расплачивалась промышленные предприятия. Они же брали на свой баланс часть расходов по теплоснабжению жилищно-коммунального хозяйства. Иначе при невысоких доходах граждан в советскую эпоху и быть не могло. Естественно, при отсутствии рыночной оплаты централизованного тепла у его пользователей, т.е. жильцов подключенных к ТЭЦ домов, не было особенной нужды в контроле энергетической отрасли. Такой порядок вещей во многом способствовал ее монополизации, и государственный монополист – топливно-энергетический комплекс республики получил полную свободу в своих действиях. Причем энергосети – основная организация, приобретающая, распределяющая и поставляющая энергию, попали в прямое подчинение ее производителям, а именно – топливным энергетикам. Перевод ТЭЦ на мазут, а затем на природный газ практически не изменил положения дел с отечественной централизацией отопления и, соответственно, с потерями тепла.

Привычное для нас энергетическое производство трансформирует энергетический потенциал твердого, жидкого и газообразного ископаемого топлива в товарный вид – тепло и электричество. Причем, вследствие значительных величин своего материального и энергетического обмена с окружающей средой, насыщает ее вредными выбросами недопустимой с современной точки зрения концентрации, а также отдает ей отнюдь не безвредное избыточное тепло. При этом в Беларуси внедрение экологически чистых технологий производства, поставок и потребления энергии находится в зачаточном состоянии, поскольку помимо прочего поддержка этого направления со стороны государства носит по большей части формальный и не подкрепленный волевыми усилиями и достаточными финансовыми вливаниями характер.
 Теперь обратим взоры на Западную Европу. Там сравнительно успешно минимизировали энергопотребление через оптимизацию производственных процессов, а в жилищно-коммунальной сфере сохранили и дополнительно организовали отопление зданий за счет автономных, расположенных на чердаках или технических этажах, паровых котельных на газе и электричестве. Децентрализация отопления зданий к тому же позволяет безболезненно осуществлять прямые рыночные расчеты поставщиков энергии с ее потребителями (например, жильцами конкретного жилого дома). Промышленность же ограничилась созданием узловых электростанций с попутной выработкой генераторного газа в случае энергоносителей в виде твердого топлива: дров, торфа, каменного угля или твердых бытовых и производственных отходов. При подобном раскладе в экономии энергии заинтересованы в первую очередь конкретные потребители, а не те или иные посредники, в том числе государственные.

Многие видят решение энергетических проблем в ядерной сфере. Но строительство новых атомных электростанций представляется весьма негативным по целому ряду причин. Одна из главных – прямая зависимость энергетической успешности АЭС от военных нужд. Ведь, кроме выработки энергии, они предназначены и для производства обогащенной составляющей для зарядов к атомному оружию. И если исключить из торгового оборота военные продукты атомных станций, то цена выработанной на них электроэнергии возрастет с 0,0025 до 0,02 евро (таблица 2, [3]).


Таблица 2. Технико-экономические показатели различных электростанций

Электростанция

Строительство

Эксплуатация

Вывод из

эксплуатации

Общие затраты, млрд евро

Стоимость

1 кВт×ч энергии, 10-2 евро

Срок

окупаемости капвложений, годы

Срок, годы

Затраты,

млрд евро

Срок, годы

Затраты,

млрд евро

Срок, годы

Затраты,

млрд евро

Атомная

13

5,0–8,0

29

1,2

50–

130(3)



3,0–5,0

9,2–

14,2


16,0–

20,0


15,0–

20,0(4)



Парогазовая

2

0,7

30

2,0

0,8

0,4

3,1

7,1

4,8

Газомазутная

2

1,1

30

2,8

0,8

0,4

4,3

8,5

5,7

Угольная

2

1,3

30

3,2

1,0

0,9

5,4

10,5

7,3

Комплекс ветроэлектрических станций(1)

2

3,6

20

0,2

1,0

0,3

4,1

7,7–

9,7


3,5(5); 6,5(6)

Комплекс солнечных тепловых станций(2)

2

4,5

10

0,4

0,1

0,4

5,1

8,10

5,2

Комплекс солнечных электрических станций

2

30,0

10

0,2

0,1

0,5

15,0

35,0

25,0

Комплекс дизельных электростанций

1

1,4

10

3,0

0,3

0,3

3,8

9,2

8,0

Комплекс малых гидроэлектростанций

3

3,5

50

0,5

1,0

1,0

4,8

7,0–10,0

5,0

(1) – 1000 МВт соответствует 6500 ВЭУ мощностью 500 кВт каждая

(2) – 1000 МВт соответствует выработке энергии 22 400 м2 солнечных батарей

(3) – плюс 300 лет хранения

(4) – по срокам эксплуатации без консервации АЭС

(5) – при поставке в централизованные сети

(6) – при автономном использовании ветроэнергетических установок от сети


 Завершение XX и начало XXI века ознаменовалось для Беларуси топливно-энергетическим кризисом. Причем несмотря на то что общее потребление электроэнергии в республике снизилось по сравнению с 1986 годом где-то с 50 до 34 млрд кВт×ч в связи с остановкой многих производств военно-промышленного комплекса. Очевидно, проблемы белорусской энергетики возникли не по причине нехватки энергии и топливно-энергетических ресурсов, а вследствие общего состояния хозяйства страны. Несколько лет назад в республике на производство единицы валового внутреннего продукта затрачивалось энергии почти в 6–15 раз больше, чем в промышленно развитых странах. А энергоемкость единицы ВВП в 1 тыс. долларов США, измеренная в нефтяном эквиваленте, составляла в Беларуси 1700 кг, в то время как, например, в Дании – 90 кг, а в США – 200 кг.

В настоящее время энергоемкость ВВП (GDP – gross domestic product) рассчитывают как частное от деления общего потребления первичной энергии (TPES – total primary energy supply) на GDP с учетом паритета покупательной способности (РРР – purchasing power parity).

По данным Международного энергетического агентства, за 2004 год энергоемкость ВВП (TPES/GDP(PPP)) составила, в тоннах нефтяного эквивалента на 1 тыс. долларов США по курсу 2000 года: в Беларуси – 0,43; в Казахстане – 0,53; в Украине – 0,50; в России – 0,49; в Эстонии – 0,29; в Чешской Республике – 0,27; в Литве – 0,22; в Польше и Швеции – 0,21; в Латвии – 0,19; в Венгрии – 0,18; в Германии и Франции – 0,16; в Австрии – 0,14; в Дании – 0,13; в Канаде – 0,28; в США – 0,22.

На этом фоне интересны данные по удельному потреблению электроэнергии, являющемуся одним из важнейших показателей экономического развития любой страны. По данным МЭА, в 2004 году оно составило, в кВтч на душу населения: в Беларуси – 3144; в Казахстане – 3626; в Украине – 3151; в России – 5642; в Эстонии – 5484; в Чешской Республике – 6224; в Литве – 3145; в Польше – 3418; в Швеции – 15420; в Латвии – 2549; в Венгрии – 3680; в Германии – 7030; во Франции – 7689; в Австрии – 7850; в Дании – 6629; в Канаде – 17179; в США – 13338.



И, наконец, чтобы приведенные цифры не были слишком отвлеченными, следует привести величины ВВП на душу населения. По данным того же источника, за 2004 год они с учетом паритета покупательной способности таковы, в долларах США по курсу 2000 года: в Беларуси – 6408; в Казахстане – 6840; в Украине – 5877; в России – 9101; в Эстонии – 13370; в Чешской Республике – 16488; в Литве – 12032; в Польше – 11662; в Швеции – 29162; в Латвии – 10723; в Венгрии – 14320; в Германии – 26182; во Франции – 26991; в Австрии – 29733; в Дании – 29594; в Канаде – 29637; в США – 36414.
 Следует заметить, что промышленных технологий, требующих значительного расхода энергии, на предприятиях Беларуси в сравнении с развитыми экономиками мира немного. Что касается топливно-энергетического комплекса страны, то на его долю, тем не менее, приходится более четверти всех капвложений в промышленность, почти пятая часть основных производственных фондов и примерно седьмая часть валового выпуска продукции. Объем топливных ресурсов, ежегодно добываемых на территории Беларуси, находится на уровне 4–6 млн т у. т., что составляет около 10–15% их общей потребности. При этом в структуре белорусской энергосистемы более 90% занимает природный газ. На протяжении последнего десятилетия отечественные электростанции вырабатывают ежегодно около 33 млрд кВтч электроэнергии. Около 7 млрд кВтч в дополнение к этому количеству импортируется из Литвы и России. Причем из России электроэнергия поставляется в Беларусь по цене 0,025 доллара США, тариф же внутри республики составляет 0,083 доллара. Собственные источники энергосистемы загружены приблизительно на 50% и даже при отсутствии импорта их загрузка с учетом роста потребления не превысила бы 75%. Суммарная мощность отпускаемого белорусской энергосистемой тепла составляет примерно 33,5 млн Гкал. Как видно, выгоднее импортировать электроэнергию из соседних стран. Но, с другой стороны, затраты на содержание незагруженных электростанций приводят к их закрытию или к увеличению тарифов. Вывод очевиден – суммарные установленные мощности производителей энергии в Беларуси значительно превышают ее потребности, причем в условиях существенного недостатка собственных запасов горючих полезных ископаемых.
 Остаточные ресурсы нефти в Беларуси оценены примерно в 355 млн т, из которых более 45% отнесены к промышленной добыче. Примерно 96% нефти добывается из так называемых активных остаточных запасов. Их обеспеченность при нынешних темпах добычи – около 20 лет. Неразведанные же запасы нефти требуют настолько интенсивного бурения, что их освоение может оказаться нерентабельной. Разведанные запасы добываемого попутно с нефтью природного газа оцениваются более чем в 8 млрд м3, а его годовая добыча составляет около 250 млн м3.
 На территории республики обозначено более 9 тыс. месторождений торфа общей площадью 2,54 млн га с первоначальными запасами 5,65 млрд т. К настоящему времени оставшиеся запасы оцениваются в 4,3 млрд т. Но их 39% расположены на территориях, относящихся к сельскохозяйственной отрасли, и в основном используются как компонент органических удобрений. Поэтому при существующем состоянии почвенного покрова (средняя глубина плодородного пахотного слоя 15 см против минимально необходимой в 45 см) использование неразработанных запасов торфа для энергетических целей практически нереально.
 Белорусские запасы горючих сланцев оцениваются в 11 млрд т, из них 3 млрд т – это сланцы, которые возможно применять в промышленности. Ввиду высокой зольности (75%) и низкой теплоты сгорания (таблица 1) это топливо считается неэффективным. К тому же сланцы нуждаются в предварительной термической переработке с выходом жидкого и газообразного топлива, стоимость которого значительно выше мировой стоимости нефти. Учитывая и тот факт, что в отвалах сланцевой золы содержатся канцерогенные вещества, добычу сланцев следует признать бесперспективной.
 Запасы бурого угля в республике оценены более чем в 1,3 млрд т. Однако, как и в ситуации со сланцами, качество белорусского бурого угля крайне низкое. Вдобавок разработка его месторождений не рекомендована республиканской экологической комиссией, т.к. возможный экологический ущерб значительно перекроет предполагаемые выгоды.
 Существуют также возможности широкого применения таких возобновляемых источников энергии, как дрова, биогаз из отходов животноводства, твердые бытовые отходы, отходы растениеводства.

В Беларуси насчитывается около 300 животноводческих комплексов и более 60 птицефабрик, из отходов которых ежегодно можно получать 1,7 млрд м3 биогаза. Между тем биогазовыми установками оснащено только около 3% сельскохозяйственных предприятий, хотя они перспективны по ряду причин. Во-первых, их использование будет способствовать развитию, прежде всего, собственных технологий производства высококачественных органических удобрений. Многие же специалисты-энергетики видят в этих установках лишь источник добычи биогаза, являющегося результатом метантенковой (анаэробной) переработки растительных и органических отходов и технологически представляющего собой вторичный энергоресурс. Во-вторых, биогазовые установки, как правило, экологически чистые. В-третьих, развитие данных технологий повышает экономическую независимость сельскохозяйственных предприятий в плане повышения урожайности и способствует экономии моторного топлива ввиду снижения площадей пахотных земель, а также бытового топлива. При этом административного принуждения к выработке биогаза не требуется. Достаточно обеспечивать целевое финансирование применения европейских агротехнологий повышения качества почвы и урожайности. Ведь это само по себе требует высокой дисциплины и грамотности на всех уровнях, а значит, побуждает внедрять биогазовые системы. Богатый практический опыт применения агротехнологий на биогазе и генераторном газе накоплен в Бельгии и Скандинавии [5].

Общий белорусский потенциал отходов растениеводства оценивается почти в 1,5 млн т у. т. в год. Согласно государственной программе «Многоцелевое использование лесов на период до 2015 года» [4], прогнозируемые среднегодовые объемы заготовки древесины при проведении всех видов рубок таковы, в млн м3: до 2005 года – 13,3 (в том числе дров 5,2); с 2006 по 2010 год – 16,3 (5,9); с 2011 по 2015 год – 19 (6,4). В целом по Беларуси годовой объем использования дров и отходов лесопиления – около 1,0–1,1 млн т у. т. , объем самозаготовок дров населением – около 0,3–0,4 млн т у. т. Естественный годовой прирост древесины в Беларуси составляет 25 млн. м3, или 6,6 млн т у. т. С учетом планируемого к 2015 году роста заготовок древесины в 2 раза и увеличения объемов использования отходов лесозаготовки и деревопереработки, прогнозируемый годовой объем древесного топлива к 2005 году может возрасти до 1,6 млн т у. т. Из древесины можно получать и жидкое топливо, которое не совсем правомерно относят к моторному топливу. Однако затраты на преобразование древесины в жидкое топливо слишком велики. Целесообразнее всего из древесины получать генераторный газ. Сырьем для получения жидкого и газообразного топлива может служить и быстрорастущие растения и деревья. С 1 га энергетических плантаций в Беларуси возможен сбор до 10 т сухого вещества растений (4 т у. т.). Впрочем, такую урожайность реально в 2–3 раза повысить, если использовать подходящие выработанные торфяники. Их площадь в республике – около 180 тыс. га, и они к 2020 году способны дать 300–350 тыс. т у. т. [5].

Ежегодно в Беларуси накапливается около 2,4 млн т твердых бытовых отходов (ТБО), которые направляются на свалки и на минский и могилевский мусороперерабатывающие заводы. Потенциальная энергия ТБО в республике равноценна 470 тыс. т у. т. При метантенковой переработке в биогумус исходное производство биогаза (метана) от общей массы ТБО составляет 100–120 тыс. т у. т [5]. Необходимо также учитывать многолетние запасы ТБО во всех крупных городах. Поэтому эффективность данного направления следует оценивать и по экологической составляющей.


 Своеобразный энергоисточник – уменьшение потерь в централизованных сетях теплоснабжения и горячего водоснабжения, составляющих от 40 до 60%. Не самое высокое качество строительства зданий увеличивает эти потери еще на 10–15%. Выходит, что потребители платят за централизацию теплоснабжения в 2–4 раза больше по сравнению с идеальной ситуацией.

 Оценивая энергетическое состояние Беларуси, нельзя не учитывать, что износ оборудования большей части ее тепловых электростанций достиг – 65–80%. Причем резервов для его восстановления при сложившемся подходе к энергетике страны не просматривается.


 После распада СССР львиная доля его ископаемых топливных ресурсов стали достоянием России, а Беларуси пришлось выбирать: или искать другие источники энергии, или покупать энергетические ресурсы на условиях, диктуемых монополистами. Стоимость нефти по сравнению с 1980-ми годами возросла на порядок. Природный газ и ядерное топливо также дорожают. Причем запасы данного топлива могут быть исчерпаны также в течение полувека.
Приведенный анализ показывает различные стороны серьезного кризиса белорусской энергетики. Для его разрешения требуются нетривиальные решения. При этом необходимо уходить от сложившихся стереотипов, основанных на узковедомственных подходах к экономическим аспектам энергоснабжения и энергопотребления. О том, какими видятся пути решения энергетических проблем Беларуси авторам настоящей статьи, во второй ее части.
Литература

1. Баландин Р.К. Область деятельности человека: Техносфера. – Минск: Вышэйшая школа, 1982.

2. Основы энергосбережения: Учеб. Пособие / И.А. Лохницкий. – Минск: РИПО, 2004.

3. Лаврентьев Н.А. Об АЭС есть только одна правда! (Обзор докладов Международной научно-практической конференции «Беларусь и атомная энергетика», Минский международный образовательный центр, 17–18 апреля 2000 г.) // Белорусский строительный рынок. – 2000. – № 9.

4. Ермашкевич В.Н., Мещерякова Е.В. Биомасса – топливно-энергетические ресурсы Беларуси. Механизм реализации потенциала. – Минск: ИООО «Право и экономика», 2001.

5. Ермашкевич В.Н., Румянцева Ю.Н. Возобновляемые источники энергии Беларуси: прогноз, механизмы реализации. – Минск: НО ООО «БИП-С», 2004.


Николай ЛАВРЕНТЬЕВ,

канд. техн. наук,

член-корреспондент Международной академии экологии,

Дмитрий ЖУКОВ, канд. техн. наук,

профессор Российской академии естествознания








База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал