Картина энергопотребления в мире

Введение

Электрическая энергия занимает особое положение среди других видов  энергии. Ее отличают ряд свойств, обусловивших ее повсеместное распространение и широкое применение в промышленности, транспорте, строительстве, коммунальном и сельском хозяйстве, быту.

Электрическая энергия может передаваться с  небольшими потерями на дальние расстояния. Пожалуй, одним из самых замечательных свойств ее является легкая превращаемость в другие виды энергии, применяющиеся в промышленности и быту: механическую, световую, тепловую, химическую, что и обусловило ее широкое внедрение во все отрасли народного хозяйства и быт.

Кроме того, к преимуществам электрической  энергии относятся простота и  удобство регулирования электрических  процессов, легкость и удобство управления такими процессами, их автоматизация и дистанционное управление, хорошие условия труда персонала, обслуживающего электроустановки.

Электрические станции используют различные виды природной энергии. Промышленное значение имеет тепловая химически связанная  энергия органического топлива, гидравлическая энергия рек, энергия деления атома (ядерное топливо). Основными энергетическими установками, преобразующими природную энергию в электрическую, являются тепловые электрические станции (ТЭС), на которых вырабатывается порядка 70 % электроэнергии в России, а в мире - 62 %.

На  тепловых электростанциях используют топливо: твердое (уголь, торф, сланцы, лигниты), жидкое (мазут), газообразное (в основном природный газ).

Быстрое развитие тепловые электрические станции получили с начала прошлого века, а в России с 20-х годов XX века по плану ГОЭЛРО. В августе 2003 г. после почти трехлетних обсуждений Правительство РФ приняло наконец энергетическую стратегию Российской Федерации на период до 2020 г. - концептуальный документ [1], определяющий количественные ориентиры и, главное, механизмы энергетической политики страны при ее восстановлении после кризиса последнего десятилетия ХХ века. Следуя действующей в стране социально-политической доктрине, энергетическая стратегия провозглашает в качестве основополагающих установок, во-первых, окончательный переход на рыночные принципы хозяйственных отношений в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) и, во-вторых, его глубокую интеграцию в мировую энергетику при соблюдении национальных интересов России.

 

 Не обсуждая первую установку как  выходящую за рамки энергетики, рассмотрим, насколько рекомендуемое стратегией развитие российского ТЭК соответствует мировым тенденциям и как оно может сказаться на интеграционных процессах. Для этого сопоставим главные тенденции современного этапа развития мировой энергетики с фактическим и прогнозируемым ходом аналогичных процессов в энергетике России. 
    За последние 50 лет при удвоении населения планеты производство зерна утроилось, почти в четыре раза выросло потребление энергии и в пять раз - общая экономическая активность. Уже четверть века назад было показано, что продолжение развития по такому типу ввергнет мир в экологическую катастрофу: экосистема Земли просто не выдержит очередного ресурсного натиска человечества. Осознание этого факта обществом или действие объективных законов его развития способствовали появлению в последнее время качественно новых тенденций развития мировой энергетики, дающих некоторые основания для оптимизма.

1 Картина энергопотребления в мире

 

    Главной и, безусловно, положительной новостью современного этапа развития мировой энергетики стал отход от энергоинтенсивного типа развития. Действительно, в последние 100-120 лет рост энергетических потребностей человечества имел явно выраженный экспоненциальный характер  и вдвое опережал экспоненту роста народонаселения. Более внимательное рассмотрение этого процесса позволило выделить в нем два 50-летних цикла. Первый начался в 1880-х гг. (когда появилась возможность оценки энергопотребления на базе пусть разрозненной, но регулярной статистики) и закончился примерно десятилетней стабилизацией мирового потребления энергии в 1930-е гг. из-за <великой депрессии> и мировой войны.  
    Второй цикл начался послевоенным восстановлением в конце 1940-х гг., дал еще более бурный взлет энергопотребления и завершился в конце 1980-х - начале 1990-х гг. Одной из причин его окончания стал глубокий кризис большинства стран плановой экономики, на долю которых до этого приходилась четверть мирового расхода энергии. Но существуют и более фундаментальные причины, проявившиеся в прекращении роста среднего по миру расхода энергии на душу населения. 
   За первые три четверти ХХ века среднедушевое энергопотребление в мире увеличилось почти вчетверо, а со второй половины 1970-х гг. вплоть до последнего отчетного года колеблется без явно выраженных тенденций в диапазоне 2,3-2,35 т у. т. на человека в год. 
    Стабилизация душевого потребления энергии - чрезвычайно знаменательный факт, который, впрочем, в долгосрочной ретроспективе является скорее правилом, чем исключением. Действительно, по данным в период II тысячелетия до н. э. и по VIII век н. э. государства Средиземноморья (включая греческие полисы и Римскую империю), Ближнего Востока, Индии и Китая имели душевой расход энергии 0,15-0,18 т у. т. И только промышленная революция ХVII-XVIII веков дала в Европе старт экспоненте энергопотребления, которая с конца XIX века переросла в мировую тенденцию удвоения душевого энергопотребления примерно каждые 40 лет. Слом этой угрожающей тенденции наступил в последней четверти ХХ века. Он начался в промышленно развитых странах, которые после нефтяного кризиса 1970-х гг. получили мощный экономический стимул к энергосбережению и, главное, в значительной мере насытили наиболее энергоемкие жизненные потребности населения: в еде, жилье, одежде и средствах перемещения. Россия (СССР) проигнорировала эту тенденцию и отчасти потому поплатилась, пережив беспрецедентный в мирное время экономический спад. Удивительно, но в последние годы стабилизацию душевого расхода энергии демонстрирует и новый энергетический гигант - Китай. 
    Произошедшее в последние два десятилетия снижение реальных цен на нефть и другие виды топлива ослабило экономические стимулы энергосбережения, но им на смену пришли экологические мотивации, включая потепление климата Земли из-за антропогенной эмиссии парниковых газов. Однако сомнительно, чтобы еще не доказанная угроза климату обеспечила длительную стабилизацию (и тем более снижение) душевого энергопотребления. Надежно обеспечить это сможет только принципиальное изменение жизненных потребностей населения, прежде всего так называемого золотого миллиарда с его почти двумя третями мирового расхода энергии. Начавшийся переход к постиндустриальному обществу, где в основном удовлетворены названные выше первичные жизненные нужды людей, позволит сдерживать развитие и даже свертывать энергоемкие отрасли (металлургия, производство строительных материалов и др.), бывшие основой индустриального общества. На смену им придут высокотехнологичные производства, для которых основными ресурсами служат не энергия и сырье, а знания. Наряду с этим повышение эффективности преобразования и конечного использования энергии благодаря новым технологическим и управленческим решениям уже внесло серьезный вклад в замедление роста энергопотребления и еще сильнее повлияет на него в будущем. 
    Реализация описанных возможностей создает новое качество взаимодействия экономики и энергетики, когда рост потребления энергии все больше отстает от темпов экономического развития. Вплоть до начала 1970-х гг. каждый процент роста валового внутреннего продукта (ВВП) в среднем по миру требовал примерно такого же прироста потребления и производства энергии. Однако в течение двух последних десятилетий 1%-ный прирост мирового ВВП достигается при 0,5% прироста энергопотребления, а в перспективе этот главный индикатор энергетической эффективности экономики может снизиться до 0,25 - 0,3%.

 

 
2Энергопотребление в России

 

Вся энергетика Алтайского края базируется на тепловых электростанциях. Всего в крае работают 10 предприятий большой энергетики и свыше 5 тыс. котельных, которые потребляют порядка 5,5 млн. т.у.т., в основном в виде угля. С поступлением в край в 90-х годах прошлого столетия газа ведется интенсивный перевод, особенно отопительных котельных, на сжигание газа. С 1996 г. газ поступил и в большую энергетику – сначала на Барнаульскую теплоцентраль, затем на энергетические котлы ТЭЦ-1, водогрейную котельную ТЭЦ-3, и в первый год нового столетия на газ переведен один энергетический котел ТЭЦ-2.

Уголь и газ поступают  из соседних регионов. В то же время  геологи дают прогнозные оценки наличия  в крае угля и газа в количествах  соответственно порядка 3 млрд. т. и 50 млрд. м³. Добыча своего угля организована пока примитивным способом на Солтонском разрезе в количестве нескольких десятков тысяч тонн в год.

В Алтайском крае практически не используются возобновляемые источники  энергии – гидроэнергетические  ресурсы, энергия ветра, биологическое  топливо, которое можно получить за счет переработки отходов сельскохозяйственного производства около 3 млн. т.у.т. Очевидно, решение этих вопросов может в значительной мере повысить энергетическую обеспеченность края.

Электрическая мощность всех энергоисточников края составляет 1676,7 МВт, тепловая - 6567,5 Гкал.

Алтайский край потребляет около 13,5 млрд. кВт·ч электроэнергии, собственное производство может обеспечить 50 % потребности, оставшуюся половину приходится покупать на федеральном оптовом рынке электроэнергии и мощности (ФОРЭМ).

Структура электропотребления на Алтае за 1998–2000 гг. выглядит следующим образом: промышленность – 22 %; сельское хозяйство – 19 %; население – 24 %; электротранспорт – 3 %; прочие – 32 %.

Таблица 2.1 – Структура энергоисточников Алтая

 

Энергоисточники	Установленная мощность
	Электрическая, МВт	Тепловая, Гкал
Энергоисточники ОАО  «Алтайэнерго»
Барнаульская ТЭЦ-1	15,2	170
Барнаульская ТЭЦ-2	364	1436
Барнаульская ТЭЦ-3, пиковая водогрейная котельная (ПВК)	430/500	720/742
Барнаульская теплоцентраль	-	500
Энергоисточники других ведомств
Бийская ТЭЦ-1, ПВК	535	1613,5
ТЭЦ ОАО «Алтайкокс», ПВК	212	496
ТЭЦ ОАО «Алттрак»	70	365
ТЭЦ Славгородского химкомбината	32,5	227
ТЭЦ Кучукского сульфатного комбината	18	201
Бийские тепловые сети	-	97
Всего по Алтайскому краю	1676,7	6567,5

 

Таблица 2.2 – Выработка электроэнергии предприятиями ОАО «Алтайэнерго»

в млн. кВт·ч в год

 

Энергоисточники	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001
БТЭЦ-1	30	33	30	35	41	52	47	38	43	41	39,4	39,9
БТЭЦ-2	2038	1323	1403	1520	1973	1290	1288	838	1166	1039	1196,2	1264
БТЭЦ-3	2144	1825	1819	1909	1712	1532	1480	1488	1455	1613	1816	1853,6
ОАО «АЭ»	6002	4678	4751	3470	2828	2874	2814	2461	2864	2693	3051,6	3057,5

 

 

Таблица2.3 – Отпуск тепловой энергии предприятиями ОАО «Алтайэнерго» в тыс. Гкал в год

 

Энергоисточники	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001
БТЭЦ-1	789	782	724	673	625	587	518	415	396	381	416,9	439,4
БТЭЦ-2	5559	4791	4710	4675	4030	3789	3187	3132	3696	3495	2984,7	2886
БТЭЦ-3	3009	2992	2952	3063	2825	2712	2499	2463	2610	2709	2859,6	2848,1
БТЦ	950	927	883	758	452	144	219	399	420	176	204,9	240,7
ОАО «АЭ»	15195	14487	13870	9577	8038	7306	6468	6432	7134	6761	6466,2	6414,3

 

 

Рисунок 2.1 – Выработка электроэнергии в ОАО «Алтайэнерго» за 1989-2000 гг.

Рисунок 2.2 – Удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии в ОАО «Алтайэнерго» за 1989-2000 гг.

Рисунок 2.3 – Отпуск тепловой энергии в ОАО «Алтайэнерго» за 1989-2000 гг.

 

 

 

Рисунок 2.5 – Коэффициент эффективности использования установленной мощности в ОАО «Алтайэнерго» за 1989-2000 гг.

Длительное время тепловые электростанции и отопительные котельные  Алтая потребляли кузнецкий каменный уголь и мазут. Расход мазута в 80-е годы ХХ века только по ПВК ТЭЦ-3 превышал 100 тыс.т. Впервые в энергетике края с пуском ТЭЦ-3 в 1981 г. стал применяться бурый уголь Канско-Ачинского бассейна. Как уже отмечалось, на Алтае идет интенсивный процесс газификации с использованием природного газа. Ситуация с топливом меняется буквально ежемесячно. В настоящее время топливный баланс на ТЭС ОАО «Алтайэнерго» выглядит следующим образом (таблица 1.7):

 

Таблица 2.4

 

Вид топлива	2000 г.	2001 г.
Уголь кузнецкий в  т.у.т.	1031430	982472
то же в %;	51,21	48,89
Угли Канско-Ачинского бассейна в т.у.т.	835038	884543
то же в %;	41,47	44,03
Природный газ в т.у.т.	139956	113904
то же в %;	6,5	5,66
Мазут в т.у.т.	16393	28812
то же в %;	0,81	1,43
Всего в т.у.т.	2013817	2009731

 

Необходимо отметить, что традиционно основу топливного баланса ТЭС Сибири составляет уголь, что соответствует требованиям  энергетической политики государства, предусматривающей снижение доли газа в энергетике (таблица 2.4, рисунок 2.5).

 

Таблица 2.5 – Топливный баланс ТЭС «Сибирьэнерго»

Вид топлива	1990 г	1995 г	1999 г
Уголь в %	86,8	90,6	92,1
Газ в %	6,3	3,2	6,3
Мазут в %	6,9	6,2	1,6