Лисиенко Ресурсы и факторы управления в енергосбережении 2011

полнительно 95 млн. т у.т., что эквивалентно 190 млрд. кВт·ч электроэнергии. Этой энергии достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией весь агрокомплекс России. Кроме того, в биореакторах можно получить более 100 млн. т высокоэффективных удобрений (без следов нитритов и нитратов, болезнетворной микрофлоры и семян сорняков).

Однако темпы освоения возобновляемых источников энергии в нашей стране пока идет низкими темпами.

2.3. Структура топливно-энергетического комплекса

Понятие топливно-энергетического комплекса (ТЭК) включает в себя получение, переработку, преобразование, транспортировку, хранение и использование энергоресурсов и энергоносителей всех видов. Следовательно, энергетика обладает широкими и глубокими внешними и внутренними связями и ее развитие неотделимо от всех направлений деятельности человека, связанных с использованием энергии (в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, коммунальном хозяйстве, на транспорте).

Темпы научно-технического прогресса и интенсификация производства находятся в прямой зависимости от состояния энергетики. Она оказывает весьма существенное влияние на природную среду, являясь источником различных видов загрязнения воздуха, воды, земной поверхности и недр, а также основным потребителем минерального топлива, определяющим уровень его добычи.

Таким образом, топливно-энергетический комплекс – это со-

вокупность всех видов предприятий по добыче, производству, транспортировке, преобразованию, распределению и использованию энергетических ресурсов всех видов.

ТЭК тесно связан со всей промышленностью страны. На его развитие расходуется более 20 % денежных средств. На него приходится 30 % основных фондов и 30 % стоимости промышленной продукции России. Он использует 10 % продукции машиностроительного комплекса, 1 2% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта Российской Федерации и значительное количество сырья для химической промыш-

31

ленности. Доля ТЭК в перевозках составляет 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам.

ТЭК имеет большое значение в развитии всех районов страны, с ним напрямую связано благосостояние всех граждан России.

Рассмотрим наиболее важные области ТЭК России (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Структура ТЭК

Электроэнергетика. Производственный потенциал электроэнергетики объединяет тепловые и атомные электростанции, гидроэлектростанции, электрические сети, магистральные тепловые сети, котельные и нетрадиционную энергетику. Производство электроэнергии в 2008 г. составило в России 1037 млрд. кВт·ч.

Электростанции России в целом обеспечивают потребность страны в электроэнергии, а также экспорт электроэнергии в страны СНГ и дальнего зарубежья.

32

Нефтяная промышленность – это базовая отрасль ТЭК России. В нефтяной промышленности страны функционирует целый ряд вертикально-интегрированных компаний, объединяющих разведку, добычу, переработку и распределение нефти и нефтепродуктов.

Эксплуатационный фонд нефтяных скважин составляет около 154 тыс. ед. Добыча нефти в 2008 г. составила около 487 млн. т. На нефтеперерабатывающих заводах России было переработано около 200 млн. т; 127 млн. т нефти было экспортировано в страны дальнего и ближнего зарубежья.

Газовая промышленность. Газовая отрасль – это одна из достаточно стабильно работающих отраслей ТЭК. Стабилизация добычи газа в краткосрочном плане определяется в основном объемами внутреннего спроса на газ, а также возможностями поставки его на экспорт. В перспективе увеличение добычи газа в стране в решающей мере будет зависеть от темпов освоения газовых месторождений полуострова Ямал, региона Тюменской области и на шельфе морей.

Эксплуатационный фонд газовых скважин составляет более 6,5 тыс. шт. Добыча газа около 664 млрд. куб. м в 2008 г.

Сейчас магистральные газопроводы только по России протянулись на 144 тыс. км. Транспортировку газа обеспечивают 236 компрессорных станций, на которых установлено более 4 тыс. газоперекачивающих агрегатов, имеется 16 подземных хранилищ газа с активной емкостью свыше 40 млрд. куб. м.

Для бытовых нужд газом пользуется население более 2700 городов и поселков городского типа и более 90 тыс. сельских населенных пунктов. Российский газ поставляется на экспорт через Украину и Беларусь в 13 стран Европы. Экспортные поставки составили в 2008 г. 247 млрд. куб. м в год.

Угольная промышленность. Российская угольная промышленность как отрасль народного хозяйства формировалась в основном в предвоенные годы. Наибольший объем добычи угля в России был обеспечен в 1988 г. в объеме 425,4 млн. т. В настоящее время объем добычи значительно снижен и в 2008 г. составил 326 млн.т.

По геологическим ресурсам угля Россия занимает первое место в мире, а по производству угля шестое место. Доля России в миро-

33

вой добыче составляет 5 %, по экспорту угля Россия находится на восьмом месте.

Для вхождения в рыночную экономику отрасль нуждается в коренной реструктуризации, основными целями которой является формирование конкурентоспособных угольных компаний, последовательное снижение государственной поддержки предприятиями отрасли, а также социальная защищенность работников отрасли.

Перспектива наращивания добычи угля связана с освоением новых перспективных месторождений в Кузбассе (Ерунаковский район), Восточной Сибири (Канско-Ачинский бассейн) и на Дальнем Востоке (Приморский и Хабаровский края), преимущественно обрабатываемых наиболее эффективным открытым способом.

2.4. Оценка ситуации по добыче и использованию нефти, газа и других источников энергии. Рост энергопотребления

Запасы и добыча ТЭР. Запасы топлива в недрах в основном складываются из угля, нефти, газа и урановых руд. Большая часть извлекаемых запасов органического топлива сосредоточена в странах Северной Америки (40%) и Азии (35%), меньше запасов – в Западной Европе (12%), Африке (7%), Южной Америке и Океании

(по 3%) (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Извлекаемые запасы органического топлива

34

Нефть. Нефть представляет собой в основном жидкие углеводороды – органические соединения, состоящие только из водорода и углерода. Около 90−95 % нефти по массе составляют водород и углерод, причем 80 % или более по массе – это углерод. Содержание серы и кислорода в нефти может достигать 5 % по массе для каждого элемента.

Мировые запасы нефти оцениваются в 840 млрд. т у.т., из них 10 % достоверные и 90 % вероятные запасы. Извлекаемые запасы нефти оцениваются в 250−375 млрд. т у.т. Прогнозируется рост спроса на нефть – 1,5 % в год.

За 100 с лишним лет эксплуатации нефтяных месторождений было добыто более 20 млрд. т нефти. Во всем мире добывается более 3 млрд. т нефти в год, причем 1,5 млрд. т приходится на бывший СССР, США, Венесуэлу и более 1 млрд. т – на страны Ближнего Востока и Африку. Разрабатывается более 25000 месторождений, в 250 из которых сосредоточено около 80 % запасов нефти. По мнению ряда зарубежных ученых, разведанные запасы нефти в мире составляют около 100 млрд. т.

По запасам нефти (20 млрд. т) Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Основные нефтяные базы РФ – Западно-Сибирская, Волго-Уральская, а также перспективные Ба- ренцево-Печорская, о. Сахалин и район Прикаспия с большими ресурсами на морском шельфе.

Природный газ – это смесь углеводородов, но в отличие от нефти природный газ может содержать лишь до 65 % углерода по массе: содержание водорода – переменно. Содержание серы, как правило, невелико, а доля азота может быть гораздо выше, достигая 15 %.

Запасы природного газа оцениваются в 300−500 трлн. м3. Наибольшие запасы располагаются в России, Ираке, Саудовской Аравии, Алжире, Ливии, Нигерии, Венесуэле, Мексике, США, Канаде, Австралии, Великобритании, Норвегии, Голландии.

В России находится более 40 % мировых запасов природного газа (более 160 трлн. м3). Наиболее крупные месторождения в Уренгое, Заполярье. Ежегодно в России добывается около 600 млрд. м3 природного газа, что составляет более 80 % газа, добываемого в СНГ, и около четверти мировой добычи. Перспективны-

35

ми для увеличения добычи газа считаются районы европейского Севера, в том числе район шельфовой зоны Баренцева моря.

Более 25 % российских разведанных запасов газа приходится на технологический газ, в котором, кроме метана, содержаться также этан, пропан, бутаны, конденсат, гелий. Эти компоненты являются ценнейшим сырьем для химического производства, поэтому использовать такой газ в качестве топлива без предварительной переработки нерационально. В частности, природные газы месторождений Восточной Сибири и Дальнего Востока являются преимущественно технологическими.

Дополнительным компонентом добычи природного газа в последнее время становится так называемый «сланцевый газ», который извлекается при горизонтальном бурении сланцевых пород и в настоящее время уже используется в США.

Внимание также уделяется запасам метана в морских гидратосодержащих отложениях. Освоение этих запасов позволит получить дополнительный источник добычи природного газа, особенно в этом заинтересованы страны, которые не имеют обычных источников природного газа, в частности Япония. Разведанные запасы газогидратов, например, у побережья Японии (на удалении 20−150 км от берега и на глубине 600−2500 м) содержат не менее 6 трлн. куб. м метана, что делает эту ресурсную базу достаточно благоприятной для добычи газа. По данным академика И. С. Грамберга, крупнейшая газоносная провинция находится у берегов России на дне Северного Ледовитого океана, примыкая к Баренцеву морю; с запасами около 20−30 млрд. т у.т., и разведанными запасами газа около 8 трлн. м3.

Вместе с тем большое значение имеет получение газа при газификации различных углеводородов, содержащихся в угле, биомассе, в последнее время – в сланцах.

Большие перспективы у водородной энергетики, особенно в связи с возможностью его извлечения из газифицированных топлив.

Уголь. Существуют следующие типы угля: торф, бурый, каменный, битуминозный угли и антрацит. Все они образовались в ходе естественных процессов из различного вида растений и применяются в качестве топлива. Природный уголь не является химически

36

чистым углеродом и различия между типами определяются разным содержанием углерода. В угле также содержатся неорганические вещества, которые остаются после сгорания в виде золы, еще может содержаться сера, иногда в составе сульфида железа, иногда в составе органических компонентов угля.

Запасы угля на территории России оцениваются в 6 трлн. т (50 % мировых), в том числе каменные угли – 4,7 и бурые угли 2,1 трлн. т. Теплота сгорания изменяется от 14,7 МДж/кг (3,5 тыс. ккал/кг) (канско-ачинские) до 29,33 МДж/кг (7 тыс. ккал/кг) (кузбасские). Ежегодная добыча угля – более 700 млн. т, из них 40% открытым способом. Мировые запасы угля оцениваются в 9−11 трлн. т условного топлива при добыче более 4,2 млрд. т/год. Разведанные запасы составляют 1,2 трлн. т.

Наибольшие разведанные запасы приходятся на следующие страны, млрд. т: США – 430; СНГ – 290; ФРГ – 100; Австралия – 90, Англия – 50; Канада – 50; Индия – 29.

Каменный и бурый уголь. В мире добывается более 4 млрд. т угля в год, причем свыше 1 млрд. т приходится на долю трех стран

– СНГ, США, Китай. Прогнозируемые запасы каменного и бурого угля в мире оцениваются в 14,8 трлн. т, а в России и США в 6 и 1,5 трлн. т соответственно. Ресурсы коксующихся углей в мире составляют 10 % от общих запасов (1,5 трлн. т).

В России запасы угля, которые могут добываться открытым способом, превышают 200 млрд. т, они в основном сосредоточены на востоке страны. Основные угольные бассейны России – Кузнецкий, Канско-Ачинский, Печорский. Ресурсы коксующихся углей в России составляют 9 % (от 3 % в Ростовской области до 18 % в Печорском бассейне, 33 % − Кузнецк, 60 % − Южно-Якутск).

Торф. Мировые запасы торфа составляют около 5 млрд. т у.т., Россия в этом смысле достаточно богатая страна. Общие запасы торфа на территории Российской Федерации оцениваются в размере 162,7 млрд. т (при влажности 40%). Наиболее обеспечены торфяными ресурсами северные районы европейской части страны, Западной Сибири, Урала и Северо-Запада страны.

Торф является природным ресурсом, запасы которого могут при соответствующих условиях возобновляться. Ежегодный прирост торфа на болотах России составляет 250 млн. т (при влажности

37

40%). Благодаря низкой трудоёмкости и энергоёмкости добычи топливного торфа, простоте транспортных схем и коротким расстояниям вывозки торф сохраняет конкурентоспособность (в ряде регионов) с другими видами ввозимого твёрдого топлива. Кроме того, торф характеризуется низким содержанием серы и золы, что обеспечивает невысокий уровень вредных выбросов при его сжигании.

Атомная энергия. Освобождение и использование ядерной (у нас в стране сложилось понятие «атомной») энергии является одним из крупнейших достижений науки в XX в.

Современная атомная энергетика зиждется на экспериментально установленном факте деления тяжелых ядер элементов (урана, плутония, тория) в результате попадания в ядро нейтрона, благодаря чему развивается цепная реакция с выделением огромного количества энергии (тепла).

В настоящее время в качестве ядерного топлива в реакции деления ядер используются обогащенный уран и искусственно полученный плутоний. Что касается тория, то пока он не получил применения в ядерной энергетике, хотя его запасы, по-видимому, больше, чем урана, и многие специалисты рассматривают торий как перспективное ядерное топливо.

Базовым документом, открывшим новую атомную эру, стала утвержденная Президентом России в июне 2006 г. программам развития отрасли. Она определила основные позиции по всем главным компонентам развития атомной энергетики: мирный сектор, ядерный оружейный комплекс, ядерная и радиационная безопасность и наука. Этот документ послужил основой для целого ряда законодательных и других нормативных актов, призванных стать организующим началом на ближайшие годы и перспективу.

Федеральная целевая программа, посвященная «мирному» атому: «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007–2010 гг. и на перспективу до 2015 г». Объем ее финансирования составляет без малого 1,5 триллиона рублей. ФЦП предусматривает строительство новых энергоблоков на новых площадках. Полностью определена «дорожная карта», т.е. их географическое расположение. До 2015 г. планируется ввести десять энерго-

38

блоков мощностью от 1000 до 1150 МВт каждый. За ближайшие 12 лет в стране необходимо построить 26 блоков, причем на основе самых современных технологий. Общая дополнительная мощность возрастет до 29–30 ГВт.

Помимо сооружений новых объектов программа предусматривает серьезную модернизацию и развитие предприятий ядерного топливного цикла и горнорудных предприятий по добыче урана. Должна быть продлена жизнь действующих энергоблоков, сроки эксплуатации которых подошли к своему проектному рубежу, и одновременно произведен форсаж, т.е. увеличение номинальной мощности. Такая практика существует не только в нашей стране. Кроме того, будут внедряться новые ядерные технологии, в частности, реакторы нового поколения, создание замкнутого ядерного топливного цикла на основе реакторов на быстрых нейтронах. Например, блок № 4 Белоярской АЭС, предназначенный для обработки этой технологии, будет иметь реакторную установку БН-800 именно такого типа. Срок ввода этого уникального энергоблока в эксплуатацию – 2012 г.

Возобновляемые источники энергии. Интерес к использова-

нию возобновляемых источников энергии (ВИЭ) во всем мире непрерывно возрастает. В некоторых странах планируется довести их уровень в энергетике до 20 %.

До недавнего времени по целому ряду причин, прежде всего, изза огромных запасов традиционного энергетического сырья, вопросам развития использования ВИЭ в энергетической политике России уделялось сравнительно мало внимания. В последние годы ситуация стала заметно меняться.

Объем технически доступных ресурсов ВИЭ в Российской Федерации составляет не менее 24 млрд. т. у.т. Доля электроэнергии, вырабатываемой в России с их использованием, в 2008 г. составила около 1 % без учета ГЭС мощностью свыше 25 МВт, а с учетом последних – свыше 17 %. Удельный вес производства тепловой энергии, полученной на базе ВИЭ, был около 3 %, или около 2000 млн. Гкал.

В России стала быстро создаваться нормативно-правовая база развития ВИЭ. За принятыми в конце 2007 г. поправками к Федеральному закону «Об электроэнергетике», заложившим рамочные

39

основы развития ВИЭ, последовал ряд конкретизирующих документов, например, Постановление Правительства Российской Федерации, утвердившим правила квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования ВИЭ.

В области совершенствования инфраструктурного обеспечения развития производства электрической энергии с использованием ВИЭ предусматривается обеспечить:

повышение эффективности научного и технологического обслуживания развития возобновляемой энергетики;

рациональное использование потенциала отечественной промышленности;

создание и развитие доступной информационной среды;

подготовку специалистов, а также разработку системы нор- мативно-технической и методической документации по проектированию, строительству и эксплуатации генерирующих объектов;

содействие созданию системы стимулирования потребителей электрической энергии.

Принципиально важным документом стал Указ Президента РФ "О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики", который предусматривает выделение бюджетных ассигнований на реализацию пилотных проектов в области использования ВИЭ и экологически чистых технологий.

Распоряжение Правительства РФ (январь 2009 г.) определило основные направления государственной политики в области развития электроэнергетики на основе использования ВИЭ на период до 2020 г. и установлены целевые показатели их использования в сфере электроэнергетики.

Эти показатели предусматривают увеличение доли использования ВИЭ (кроме ГЭС мощностью свыше 25 МВт) с 0,9 % в 2008 г.

до 1,5 % к 2010 г., до 2,5 % – к 2015 г. и до 4,5 % к 2020 г., что со-

ставляет около 80 млрд. кВт ч выработки электроэнергии с использованием ВИЭ в 2020 г. при 8,5 млрд. кВт ч в настоящее время. К 2020 г. планируется увеличить долю возобновляемых источников в производстве электроэнергии до 4,5 % без учета крупных ГЭС, и до 19–20 % с учетом последних.

40