Выступления по этой статье:
Выступление от 31.07.2009, доктор геол.-минер. наук, международный консультант по разведке нефти Соколин Хаим, ИзраильИзобретение паровой машины и двигателя внутреннего сгорания, возможность превращения энергии пара в электрическую – в тысячи раз увеличили количество сжигаемых углеводородов, а также продуктов сжигания, выбрасывания в атмосферу. Рост потребления энергии опережает рост народонаселения. Только за 1975-2005 гг. было использовано столько же энергоресурсов, сколько за все предшествующее время цивилизации. Создаются экологические проблемы, угрожающие выживанию человечества. Выход видится в переходе в 21 веке к новой парадигме мирового развития с приоритетом энергосбережения, инновационных технологий и экологии. В статье очень кратко представлены основные результаты работ автора по проблеме энергосбережения Электрон Добрускин. редактор
В статье излагаются основные результаты работ автора, опубликованных в 2008-2009 гг.
Введение: Глобальная энергетическая проблема.
Парадигма развития мировой экономики в 21 веке.
Проблема энергии – наиболее актуальная, ключевая проблема будущего развития и мировой стабильности. Мировое потребление энергии постоянно растет, опережая темпы роста народонаселения. Только за 1975-2005 гг. было использовано столько же энергоресурсов, сколько за все предшествующее время цивилизации. С 1960 г. по 2006 г. в составе источников потребления энергии возросла доля наиболее эффективных видов ископаемого органического топлива, которое дает примерно 80% мировой энергии. 70% его составляют нефть и газ. Экспоненциальный рост потребления энергии создает экологические проблемы, представляющие реальные угрозы выживанию человечества. Модель количественного развития энергетики за счет невозобновляемых ресурсов к настоящему времени исчерпала себя. Выход видится в переходе в 21 веке к новой парадигме мирового развития с приоритетом энергосбережения, инновационных технологий и экологии. Все возобновляемые источники энергии – солнечная, гидроэнергия, биомасса, энергия ветра – существуют благодаря деятельности солнца. Только геотермальная энергия представляет собой тепло Земли. Суммарные запасы традиционных видов ископаемого топлива, а также мировое потребление энергии составляют ничтожную часть солнечной энергии, попадающей на Землю в год. Звеном, связующим все источники энергии и позволяющим наиболее эффективно ее использовать, служит энергосбережение – приоритетное направление в развитии мирового сообщества. Энергосбережение – важная составляющая более общей проблемы рационального использования всех видов ресурсов, используемых человечеством. Мощным импульсом к осознанию приоритетной роли энергосбережения как ключевого звена комплексной глобальной проблемы «энергетика – экология – экономика - энергосбережение» (проблема «4Э») явился мировой нефтяной (энергетический) кризис 70-х гг. В последние десятилетия динамика потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в мире отставала от темпов роста экономики, что свидетельствует о возрастающей роли энергосбережения как фактора экономического развития. Оно охватывает новые страны и сферы деятельности и одновременно использует новые эффективные научно-технические достижения и инструменты воздействия на поведение потребителей.
Потенциал энергосбережения – возможная экономия ТЭР за счет использования различных факторов по сравнению с анализируемым (существующим) уровнем. Различают:
Теоретический потенциал – возможная экономия при условии полного исключения потерь энергии на всех стадиях выполняемой общественной функции.
Технический потенциал – возможная при данном уровне развития техники экономия в планируемом периоде от внедрения мероприятия
Экономический потенциал – часть технического потенциала, могущая быть реализованной в плановом периоде за счет выделяемых инвестиций. Это – наиболее динамичный во времени показатель, зависящий главным образом от уровня цен и тарифов.
Анализ эффективности использования энергии в Израиле
По плотности населения Израиль занимает пятое место в мире, при этом, 60% населения проживает на узкой полосе побережья Средиземного моря. Значительная часть территории – кряжистая пустыня. На небольшой территории страны выделены 8 климатических зон.
Преобладание импорта топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), высокая концентрация населения в отдельных регионах, враждебное окружение и отсутствие взаимосвязей с энергосистемами окружающих стран делают Израиль особенно уязвимым в аспекте энергетической безопасности. Уровень зависимости страны от импорта – один из самых высоких в мире.
Собственные запасы ТЭР. С 2006 г.страна использует собственные оффшорные запасы природного газа (примерно 32-35 млрд. куб.м.), которые могут исчерпаться к 2015г. В последнее время разведаны крупные запасы на новых месторождениях месторождении которые оцениваются в 180 млрд. куб.м..Если прогнозы подтвердятся, это позволит стране в недалекой перспективе снизить зависимость от импорта энергоресурсов и улучшить экологическую обстановку.
Страна обладает разведанными стратегическими запасами горючих сланцев, примерно 12 млрд. т, которых хватило бы при нынешнем уровне годового потребления на 50-60 лет. Но их применение остается на протяжении ряда лет пренебрежительно низким: в 2006 г. – всего лишь доли процента в общем балансе, ввиду низкой энергетической ценности (в 9 раз ниже, чем угля). Их использование как топлива связано со значительными вредными выделениями.
Общее число солнечных бойлеров составляет примерно 1,3 млн. шт. В расчете на одного жителя Израиль, наряду с Кипром, достиг рекордно высокого показателя их применения в мире. На этот возобновляемый экологически чистый источник энергии приходится 3,3% потребления первичной энергии в стране.
Динамика энергоэффективности. За более, чем четверть века потребление первичной энергии на единицу ВВП в Китае снизилось в 2,6 раза, в США на 41,6%, в некоторых европейских странах на 30-40%, в т.ч. в Ирландии на 44%.
В Израиле этот показатель существенно не изменился, и экономический рост обеспечивался преимущественно за счет пропорционального роста потребления углеводородного топлива.
Радикальным геополитическим ответом Израиля на мировой энергетический кризис 70-х гг. XX столетия стала замена в электроэнергетике природного газа и нефтепродуктов относительно дешевым импортным углем – доля его в топливно-энергетическом балансе (ТЭБ) страны выросла с нуля в 1980 г. до почти 40% в 2006 г. (в структуре топлива электростанций – до 70 %). Это позволяет на протяжении нескольких десятков лет поддерживать относительно низкий уровень тарифов на электроэнергию. В то же время почти в 4 раза возрос объем вредных выбросов, несмотря на значительные затраты в общественном секторе на охрану окружающей среды (в 2005 г. 7,5 млрд. шек.).
Кризисный рост мировых цен явился основным фактором резкого увеличения расходов на импорт топлива: с 3,5 млрд. долл. в 2000г. до 7,5 млрд. в 2006 г.
При сохранении такой модели развития экономики к 2025 г. потребность страны в ТЭР по разным оценкам возрастет в 1,5 – 3,3 раза, спрос на электроэнергию возрастет за 20 лет в 2-2,7 раза. Это потребует увеличения ежегодных затрат на импорт ТЭР до 20 млрд. долл. в год, и не менее 30 млрд. долл. инвестиций в развитие генерирующих мощностей на протяжении всего периода.
За анализируемый период население страны выросло почти на 80%, на долю этого фактора приходится примерно половина общего прироста конечного потребления энергии.
Произошли глубокие изменения структуры потребления ТЭР. Почти втрое (с 32,2 до 10,9%) снизилась доля производственного сектора, на 1/3 (с 40,5 до 31,3%) - транспортного. Соответственно резко (с 12,6 до 31,2%) возросла доля жилищного сектора, торговли и общественного обслуживания – вследствие роста благосостояния населения, а также недостаточного использования инструментов воздействия на изменение поведения потребителей.
Основные направления энергосбережения. Оценки потенциала на среднесрочную перспективу.
По имеющимся официальным оценкам потенциал энергосбережения «за счет технологических нововведений и аудита» по основным секторам-потребителям оценивается следующими величинами, в процентах к существующему уровню потребления ТЭР:
- промышленность 20-25,
- транспорт 25-35,
- торговля и обслуживание 25-35,
- жилье 30-35,
- гостиницы 25-35.
Далее в сжатом виде приведены оценки по наиболее весомым направлениям повышения эффективности использования ТЭР в стране.
В электроэнергетике современные технологии, при доведении доли газа в составе топлива до 50%, позволяют за счет повышения кпд электростанций снизить удельный расход топлива на 21-23%. За счет расширения когенерации (совместной выработки электрической и тепловой энергии) потенциал составит до 25% существующих мощностей электростанций, из них 2/3 в промышленности.
Внедрение современных накопителей энергии у крупных потребителей позволит снизить пиковые нагрузки электростанций, что равноценно вводу дополнительно 500-1000 МВт мощностей..
В транспортном секторе примерно 80% потребляемого жидкого топлива приходится на наземный транспорт, из них. лишь 1% - на железнодорожный. В пассажирских перевозках перенаправление каждых 10% потока пассажиров с частного на общественный транспорт позволяет снизить расход энергии примерно на 15%, при этом парк маршрутных автобусов потребуется увеличить лишь на 1 %. Важную роль играют развитие транспортной инфраструктуры, а также стимулирование использования экономичных и экологически чистых видов автотранспорта. Дальнейшее расширение использование современных средств информатики и телемеханики может существенно снизить потребность в перевозках пассажиров.
На освещение расходуется, по разным оценкам, 20-30% электроэнергии. Первоочередное радикальное мероприятие здесь – полная замена ламп накаливания высокочастотными люминесцентными, а в перспективе – использование источников света на основе светодиодов. Теоретический потенциал энергосбережения при полном внедрении светодиодов составляет до 3% экономии электроэнергии в стране. Существенные резервы экономии заключены в рациональной организации освещения. В том числе, в оптимальном размещении источников света по отношению к рабочей зоне.
Замена физически и морально устаревшей электробытовой техники и средств коммуникации современными изделиями, экономящими 20-40% электроэнергии, позволит снизить потребление электроэнергии в стране на 7-8%.
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Бюджетное финансирование «зеленого» строительства» – комплексного направления повышения эффективности использования энергии в зданиях (повышение теплостойкости, оснащение установками производства возобновляемой энергии) может сэкономить до 12% общего потребления энергии в стране.
На процессы низкотемпературного нагрева в производственном секторе и торговле приходится до 30% потребляемой ими энергии, или 6% всего потребления конечной энергии в стране. Перспективно использование для этой цели солнечных коллекторов.
С учетом реальных возможностей централизованного финансирования, МНИ планирует довести к 2020 г. долю возобновляемых источников энергии (преимущественно, солнечной и ветровой) до 10% общего производства электроэнергии в стране. Согласно оптимистичным оценкам, этот потенциал составляет 20% и более.
Использование отходов позволяет: получать тепловую и/или электрическую энергию (из отходов древесины, животноводства, канализационных стоков, и др.), а в части негорючих материалов – возвращать в технологический цикл ценное сырье. В обоих случаях достигается снижение затрат сырья и энергии на производство изделий. В 2006 г. в стране общий объем только муниципальных отходов составил 4,2 млн. т, утилизировано лишь 1,2 млн. т твердых отходов. В 2006 г. из отходов было получено всего лишь 0,04 % общего потребления ТЭР. Лучшие мировые показатели: в Дании 13%, в Финляндии 20,3%.
Биотопливо для автотранспорта. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на спирту, на 20% эффективнее бензиновых, а созданные специально для работы на спирту, могут быть эффективнее на 30%. Они имеют также многочисленные экологические преимущества. Для условий Израиля наиболее приемлемым представляется выращивание водорослей и получение из них спирта. Первые удачные опыты по выращиванию водорослей, которые превращают в биотопливо, проводятся в киббуце Ктора в Негеве
Изменение поведения потребителей. В США за 1972-84гг. этот фактор обеспечил до трети общего энергосбережения, а в быту – примерно 80%.
Многочисленные примеры бесцельной растраты всех видов энергии в нашей стране – у всех на виду, но устранение этих потерь, особенно в быту, сфере торговли и обслуживания происходит крайне медленно.
Таким образом, потенциал энергосбережения в нашей стране составляет не менее 30-35% от нынешнего уровня потребления ТЭР.
Пути ускорения реализации потенциала энергосбережения
Мировой опыт свидетельствует: радикальное повышение эффективности использования ТЭР достигается на основе последовательной и всесторонней приоритетной государственной политики управления энергопотреблением, охватывающей единым планированием и механизмами системного воздействия все уровни хозяйства – предприятия (учреждения, домохозяйства) – отрасли; регионы (муниципалитеты) – макроуровень.
Осуществляемые в нашей стран в последние годы отдельные важные общегосударственные меры (такие, как принятие Закона о чистом воздухе, стимулирование децентрализованного производства электроэнергии, расширение использования принципа Performance contracting для выявления и реализации резервов энергосбережения на предприятиях, краткосрочные пропагандистские кампании, и др.) такую системную политику заменить не могут.
Спустя 20 лет после принятия Закона об энергоресурсах (1989 г.) в нашей стране не решены ключевые вопросы эффективного управления потреблением энергии, воздействия на поведение потребителей, создания благоприятного правового и экономического климата:
- отсутствует полноценный Закон об энергосбережении; многие важные стандарты и нормативы не носят обязательного характера;
- не создан внебюджетный фонд энергосбережения,
- не разработаны долгосрочные комплексные общегосударственные, отраслевые, местные программы, а также механизмы согласования интересов участников рынка энергии;
- отсутствует система широкой информированности потребителей о возможностях и эффективности энергосбережения и его воздействия на экологию страны и семейный бюджет;
- недостаточно развиты комплексные энергоэкономические исследования и энергетическая статистика.
- 5 лет назад группой ученых-разработчиков проекта Генплана развития энергохозяйства на период до 2925 г. была рекомендована давно назревшая радикальная институционная мера – создание самоокупаемого (в течение двух лет) общегосударственного Управления по энергосбережению, наделенного необходимыми властными полномочиями и финансовыми ресурсами, призванного руководить в полном объеме весь комплекс таких работ. В 2008 г. предложение было поддержано руководством МНИ, но в бюджете 2009-2010 гг. соответствующие затраты не предусмотрены. По нашему мнению, это свидетельствует о низком уровне понимания актуальности проблемы энергосбережения субъектами рынка энергосбережения, принимающими соответствующие решения на высшем уровне управления страной.
Остановимся на некоторых первоочередных шагах государственной политики энергосбережения и рационального природопользования.
Выявление и реализация общегосударственных резервов, разработка научно обоснованных долгосрочных программ развития энергохозяйства на основе его эффективности сдерживается недостаточной развитостью энергетической статистики и комплексных энергоэкономических исследований.
Здесь выделяется вопрос оптимальных темпов и уровня электрификации страны. Эти показатели в нашей стране – одни из самых высоких среди стран, не имеющих собственных ресурсов возобновляемой энергии. Опережающее развитие электроэнергетики на протяжении четверти века (примерно в полтора раза быстрее, чем темпы роста экономики) обусловило примерно половину прироста потребления первичной энергии и способствовало значительному росту объема вредных выбросов, а также потерям первичной энергии на преобразование. В 2006 г. уровень электрификации (доля электроэнергии в составе конечного потребления ТЭР) в Израиле составил 30,6%, потери первичной энергии – 39,9%; в Италии соответственно - 18,4 и 21.5%. Сравнение со странами, близкими по климатическим условиям, показывает, что исключительно этим фактором сложившееся положение не может быть объяснено. Представляется, что важным фактором, стимулирующим преобладание электроэнергии во всех сферах потребления энергии (например, в торговле и общественном обслуживании – 100%, для сравнения, в Италии 45,2%; в том числе, в медучреждениях соответственно 100 и 18%) являются тарифы, не отражающие общественно необходимые затраты на производство различных видов энергии. Тариф на электроэнергию в нашей стране в 2,4 раза ниже, чем в Италии; доля электроэнергии в общих затратах на содержание жилья почти вдвое ниже, чем на телефон и другие средства информации. Такое положение искусственно занижает экономический потенциал энергосбережения и альтернативных источников энергии и тормозит их использование. Вопрос явно заслуживает углубленной проработки и решения.
В Законе об энергосбережении, по нашему мнению, должно быть отражено принципиальное положение о приоритете энергосбережения при решении любых экономических вопросов в стране. Вопросы энергопотребления затрагивают практически все сферы экономики, и принятие такого закона, а также долгосрочных планов энергосбережения могло бы явиться основой системы долгосрочного планирования в стране взамен существующей преимущественной практики текущего планирования на основе годовых бюджетов.
Необходимо устранить имеющиеся преграды на пути энергосбережения: необоснованно высокие сборы за регистрацию счетчиков, получение разрешений на изменение электрической схемы, на перестройку помещений с целью снижения потерь энергии, и т.п.
Создание у коллективов учреждений бюджетного финансирования мотивации к энергосбережению возможно при реализации принципиальной идеи законо-проекта «Об экономии энергии в общественных организациях» (принят Кнессетом в первом чтении в 2004 г.): создание фонда энергосбережения и одновременно установление обязательных годовых заданий по экономии энергии.
Совершенствование механизма экономического стимулирования должно дополняться мерами воспитания потребителей, т.е. практически всего населения, понимаемыми в широком смысле, как это имеет место в большинстве передовых стран. Необходима цельная система, которая должна гармонично включать в себя как обучение персонала предприятий и учреждений энергосберегающим техно-логиям, так и обучение населения, начиная с дошкольных учреждений, общим положениям экономии энергии в повседневной жизни.
Внимание:
Издательским домом АВС (Израиль) изданы книги д-ра Я.Сосновского:
Энергосбережение: мировой опыт и практика Израиля. 2008 г. 48 с., библиография 54 наименования, 16 табл.
Основы энергосбережения. 2008 г. (на иврите + сокращенный вариант на англ.). 85 с. Предисловие д-ра Ф. Левича. Библиография 68 наим. 10 табл., 15 цветных диагр.
Желающие приобрести эти книги могут обратиться к автору:
Тел. 0722340951, моб.0523841669
E-mail: [email protected]
Передано автором для обсуждения на семинаре 31 июля 2009г.