Текст книги "Энергетические аспекты международной политики"

Энергетические переходы, их классификация и особенности

Как было отмечено выше, за XIX–XX вв. в мировой энергетике можно выделить три этапа развития, каждый из которых вызвал соответствующие изменения промышленной и социальной структуры, а также политических воззрений и идеологий. Смену каждого этапа новым принято называть энергетическим переходом, определяющим значительные качественные изменения мировой энергетической системы[14]14
  Grübler, A. (1991). «Diffusion: Long-term patterns and discontinuities». Technological Forecasting and Social Change. 39 (1–2): 159–180.


[Закрыть].

Термин «энергетический переход» впервые был использован в США после нефтяного кризиса 1973 г. После второго «нефтяного шока» 1979 г. содержание термина «энергопереход» стали связывать с приоритетным использованием ВИЭ[15]15
  Duccio Basosi, «The world's energy past, present and future at the 1981 United Nations Conference on New and Renewable Sources of Energy»; https://energyhistory.eu/en/special-issue/lost-transition-worlds-energy-past-present-and-future-1981-united-nations-conference.


[Закрыть]. Популяризацию термина «энергопереход» связывают с именем канадско-чешского исследователя Вацлава Смила[16]16
  Smil, V. Energy and Civilization: A History / V. Smil. Cambridge: MIT Press, 2017. – 568 p. Smil, V. Energy Transitions: History, Requirements, Prospects. Oxford: Praeger, 2010. – 178 p. Smil, V. Energy in World History / V. Smil. – Boulder: Westview Press, 1994. – 300 p.


[Закрыть].

В истории человечества выделяют четыре энергоперехода:

1. Первый энергопереход – от биомассы (дрова, древесный уголь, бытовые и сельскохозяйственные отходы, др.) к углю (доля угля в выработке первичной энергии в 1840 г. – 5 %, в 1900 г. – 50 %);

2. Второй энергопереход – увеличение доли нефти в выработке первичной энергии (1915 г. – 3 %, 1975 г. – 45 %);

3. Третий энергопереход – расширение использования газа (1930 г. – 3 %, 2017 г. – 23 %);

4. Четвертый энергопереход – переход к ВИЭ: энергии ветра, Солнца, приливов и т. д. (2017 г. – 3 %).

Предпосылки для четвертого энергоперехода были заложены еще в 1980–1990 гг. Было очевидно, что антропогенное влияние на климат из-за использования углеродных энергоресурсов в масштабах планеты становится критическим, а неравномерность распределения традиционных энергоресурсов несет в себе угрозу энергетической безопасности развитых стран. Тем не менее только в XXI в. технологии позволили достичь приемлемых и конкурентных уровней КПД ВИЭ и сделать их действительно реальной альтернативой источникам традиционным.

В свете начавшегося в 2022 г. мирового энергетического кризиса тенденции четвертого энергоперехода становятся разнонаправленными и неоднозначными. Так, МЭА отмечает к ноябрю 2022 г. многократный относительно предыдущих лет рост инвестиций в возобновляемую энергетику (до уровня в $1,15 трлн) и прогнозирует их объем к 2030 г. на уровне, превышающем $2 трлн в год (см. рис. 2).

Рис. 2.

Государственные расходы на поддержку инвестиций в экологически чистую энергию и в краткосрочные меры по обеспечению доступности энергии для потребителей, $ млрд

Источник: МЭА.

МЭА в своем отчете от декабря 2022 г.[17]17
  https://iea.blob.core.windows.net/assets/ada7af90-e280-46c4-a577-df2e4fb44254/Renewables2022.pdf.


[Закрыть] прогнозирует кардинальное изменение структуры баланса производства электроэнергии. Согласно прогнозу ВИЭ в начале 2025 г. станут основным источником электроэнергии на планете. Флагманами в данном направлении, как ожидается, будут Китай, ЕС, США и Индия, которые должным образом проводят реформы рынка и нормативного регулирования.

Следует учитывать, что 95 % указанных МЭА объемов инвестиций в возобновляемую и низкоуглеродную энергетику будут принадлежать развитым странам, в первую очередь США и странам ЕС. Таким образом, в современных условиях можно констатировать растущую дифференциацию между переходящим на безуглеродную энергетику глобальным Севером и увеличивающим объем использования традиционных энергоресурсов глобальным Югом (см. рис. 3).

Рис. 3.

Инвестиции в возобновляемую энергетику в развитых и развивающихся странах по состоянию на ноябрь 2022 г., $ млрд

Источник: МЭА.

МЭА прогнозирует увеличение абсолютных объемов использования традиционных источников энергии, таких как газ, нефть и уголь, на период до 2030 г. (при снижении их доли в общем производстве). При этом агентство прогнозирует пик потребления нефти в абсолютных значениях в 2030 г.

В целом, с учетом продолжающегося энергоперехода, в предстоящие 30 лет в энергетике ожидаются различные, в том числе крупные, технологические прорывы, но новая технологическая революция маловероятна[18]18
  Эволюция мировых энергетических рынков и ее последствия для России / под ред. А. А. Макарова, Л. М. Григорьева, Т. А. Митровой. – М.: ИНЭИ РАН – АЦ при Правительстве РФ, 2015.


[Закрыть]. Направления некоторых таких технологических прорывов уже заложены: развитие и совершенствование технологий использования ВИЭ, газификация угля, промышленная добыча газовых гидратов и др. Данный вектор развития, обеспечивающий как снижение «экологической нагрузки», так и расширение ресурсной базы (в том числе возобновляемой), сможет на долгий период сдвинуть пики добычи традиционных энергоресурсов и одновременно снизить волатильность цен на энергию и замедлить их повышение.

Отдельно стоит отметить прорывные технологии – например, накопители энергии и топливные элементы новых типов, позволяющие использовать такие виды энергоносителей, как метан и водород (в настоящее время слабо востребованные). Ожидается, что, придав импульс развитию мобильной энергетики и «зеленого» транспорта, эти технологии поспособствуют существенному смещению приоритетов между централизованным и децентрализованным энергоснабжением, повышая энергетическую мобильность и предоставляя человечеству расширенные возможности для освоения новых территорий.

Общество и энергетика переживают очередную структурную перестройку. Современный глобальный энергетический кризис существенным образом влияет на три группы факторов, характеризующих технологический, демографический и социальный тренды глобального развития.

Технологический тренд воздействует на эффективность использования энергии, начиная от добычи и использования первичных энергоресурсов до производства, поставки и потребления вторичной энергии.

Демографический тренд влияет на общий объем спроса на энергетических рынках (при этом нельзя забывать, что в последние годы наблюдается тенденция к замедлению общего прироста населения, а в развитых странах зачастую и к его убыли).

Социальный тренд воздействует на качественный рост потребности людей в новой продукции, технологиях, информации, предметах личного пользования и т. д.

Компетентный прогноз ожидаемого состава и масштабов применения новых энергетических технологий в период до 2050 г. в свое время дало МЭА[19]19
  Energy Technology Perspectives 2012. IEA. Paris. 2012.


[Закрыть]. Утверждается, что восемь классов технологий (более 120 наименований) преобразования энергии и девять классов (почти 170 видов) технологий использования энергии способны решить стоящие перед энергетикой задачи по меньшей мере до 2030 г.

Основной упор в своем докладе и перечне технологий МЭА делает на расширение использования ВИЭ, повышение их доступности и распространения с общим трендом на внедрение технологий четвертого энергоперехода.

Отдельно стоит отметить уникальную роль России в таких условиях. Помимо колоссальных запасов традиционных углеводородных источников энергии, Россия, в отличие от большинства стран Запада, имеет значительный ресурс неиспользованного гидропотенциала, что может стать ключом к обеспечению энергоперехода и снижению карбонового следа в нашей стране. Если в странах ЕС, США, Японии и других развитых государствах гидропотенциал используется на 60–80 %, то в России в настоящее время этот показатель составляет около 20 %.

Традиционные источники энергии

Под традиционными источниками энергии в большинстве исследований понимают углеводородные ресурсы, на протяжении последних 150 лет составлявшие основу топливно-энергетических балансов большинства стран мира. К ним относят уголь, нефть и природный газ.

Свойства данных энергетических ресурсов – высокая энергоотдача, невозобновляемость, технологическая развитость методов разведки, добычи, транспортировки, дальнейшей переработки и использования в энергетике, локализованность регионов добычи, наличие сопутствующих выбросов парниковых газов и других загрязняющих веществ в процессе переработки и сжигания.

Использовать уголь в качестве топлива начали еще на заре современной человеческой цивилизации. Добыча, пусть и примитивная, ископаемого каменного угля велась в Древнем Китае и античной Греции. Источники свидетельствуют, что углем отапливались многие древнеримские виллы, что подтверждают и результаты археологических раскопок на территории Помпей. Само название «антрацит» произошло от греческого слова «антракс» (anthrax), или «горящий камень», – так характеризовал уголь в 315 г. до н. э. ученик Аристотеля Теофраст.

С закатом Римской империи про каменный уголь почти забыли, используя для отопления и выплавки металла только древесный. Однако с повсеместным развитием металлургии и совершенствованием технологий запасы промышленной древесины резко сокращались, и к середине XVII в. человечество вновь обратилось к ископаемому углю как к базовому энергоресурсу.

Чуть ранее, в ХVI в. ученые впервые начали задумываться о происхождении данного минерала. Средневековый врач и алхимик Парацельс (Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, 1493–1541) рассматривал уголь как сырье минерального происхождения, называя его «камни, измененные действием вулканического огня». Немецкий ученый-минералог Георг Агрикола (1490–1555) считал, что уголь – это отвердевшая нефть.

В XVII в. на территории многих европейских государств начинается целенаправленная разведка и разработка месторождений каменного угля, использование которого в качестве топлива на протяжении XVIII–XIX вв. постоянно росло, чему способствовало распространение паровых машин, а затем – появление технологий преобразования тепловой энергии в электрическую.

Эра угля продолжалась до изобретения двигателя внутреннего сгорания, после чего уголь был вытеснен из автомобильного, водного и железнодорожного транспорта.

С середины XX в. основными потребителями угля выступали теплоэнергетика, металлургия, а в удаленных районах и некоторых развивающихся странах – жилищно-бытовой сектор.

Если рассмотреть подробно достоинства и недостатки генерации электрической и тепловой энергии на угле, то к очевидным достоинствам можно отнести следующие:

1. Огромные мировые запасы. Только разведанных запасов угля при сохранении текущего уровня потребления хватит на 300–400 лет, их суммарный объем превышает 1 трлн тонн.

2. Уголь – один из самых надежных и независимых видов топлива (наряду с газом и мазутом). Предсказуемость добычи и транспортировки, независимость от сезонности и погодных условий делают его незаменимым в качестве резервного источника энергии.

3. Сравнительная дешевизна. Генерация энергии на угле при нынешнем уровне развития технологий в полтора-два раза дешевле, чем при использовании ВИЭ.

4. Взаимозаменяемость. Современный уровень развития технологий позволяет осуществлять перевод угольных теплоэлектростанций на биотопливо, газ и другие виды топлива со сравнительно минимальными вложениями, при этом сохранив действующую локацию и основные фонды и обеспечив непрерывность поставок энергии потребителям.

5. Энергобезопасность. Уголь в силу широкого распространения позволяет многим государствам и регионам обеспечивать энергетическую независимость от поставок более дефицитных видов топлива при генерации электрической и тепловой энергии.

6. Сравнительная легкость и безопасность хранения.

7. Химический состав позволяет использовать уголь не только для генерации энергии. Сам уголь и его побочные продукты используют при производстве фенола, углеродного волокна, металлического кремния, креозотового масла, нафталина, аспирина, мыла, красителей, шампуней, зубных паст и тканей. Активированный уголь применяют для производства фильтров для воды, очистителей воздуха и аппаратов для почечного диализа.

8. Минимальное количество отходов – за исключением дыма, образующегося при сжигании, что стало возможным благодаря эффективной инфраструктуре и технологиям. Кроме того, как мы объяснили выше, побочные продукты сжигания угля используются для производства других продуктов. При этом сейчас существуют различные альтернативы в виде бездымного угля и антрацитов высокого качества, которые позволяют минимизировать дымность производства при высокой теплоотдаче и генерационных характеристиках.

9. Низкие капиталовложения при строительстве объектов генерации, так как большинство существующих технологий производства электроэнергии и топлива уже оптимизированы для использования угля.

10. Возможность управлять нагрузкой при генерации тепла и электрической энергии в зависимости от объема подаваемого топлива.

11. Возможность транспортировки угля как первичного источника энергии – в отличие от гидро-, солнечной и ветровой энергетики, которые могут существовать только на подходящих территориях, а продукт генерации (электричество) приходится транспортировать на большие расстояния с неизбежными потерями.

12. Безопасность в случае аварийных ситуаций – особенно в сравнении с атомной, гидроэнергетикой и даже газовой генерацией. При использовании угля не приходится беспокоиться о масштабных последствиях возможной аварии.

13. Сравнительно невысокие требования к уровню компетенций обслуживающего персонала угольных теплоэнергостанций в силу сравнительной простоты производственных технологий.

К очевидным недостаткам угольной генерации можно отнести такие:

1. Уголь – невозобновляемый и небесконечный источник энергии, несмотря на то что запасы его значительны и существенно превосходят запасы газа и нефти.

2. Неэкологичность или даже антиэкологичность – выбросы CO₂ от сжигания угля, по разным оценкам, составляют от 40 до 65 % антропогенного углекислого газа в атмосфере, что обеспечивает углю одну из ведущих ролей в процессах глобального потепления и изменения климата. Несмотря на то что выбросы современных теплоэлектростанций на угле значительно, на 40–50 %, ниже существовавших в XIX и XX вв., они все еще изрядны. Вдобавок загрязнение, которое вызывает сжигание угля, порой приводит к кислотным дождям в некоторых районах. Хотя причин кислотных дождей много, горящий уголь – их весомый источник, так как выделяет значительное количество диоксида серы и закиси азота. Следует отметить и определенную радиоактивность угля. Кроме того, канцерогенные выделения угольной генерации вызывают рак и иные клеточные мутации.

3. Высокая стоимость транспортировки, для которой требуется разветвленная транспортная система. Создание и использование такой инфраструктуры, помимо высоких затрат непосредственно на транспортировку угля, не только разрушает ландшафт, но и увеличивает загрязнение из-за выбросов различных транспортных средств.

4. Низкая экологичность самого процесса добычи угля. При разработке угольных пластов наносится серьезный урон природным объектам, животному и растительному миру.

5. Аварийность процесса добычи. В последнее столетие мир не раз сталкивался с крупными авариями и катастрофами на угольных шахтах, несмотря на предпринимаемые меры по обеспечению безопасности.

Рис. 4.

Доля угля в генерации электроэнергии в мире по состоянию на 2020 г., ТВт*ч

Источник: https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2022-full-report.pdf?ysclid=lor93mpvlb473711278.

Тем не менее преимущества угля определяют в современных условиях его статус доминирующего источника энергии на планете (см. рис. 4), в основном за счет вклада Китая, Индии и развивающихся стран. Если ранее специалисты предсказывали постепенное сокращение темпов прироста угольной генерации с последующим превалированием вывода мощностей над вводом после 2030 г., то сейчас эти прогнозы существенно корректируются.

Возрождение угольной электроэнергетики на фоне развивающегося энергокризиса стало одним из главных последствий 2022 г. и разочарованием для экологов и экологически ориентированных политиков. Всего лишь в ноябре 2021 г. на Конференции ООН по изменению климата в Глазго горячо обсуждали окончательную формулировку обязательства о «поэтапном отказе» или же «поэтапном сокращении» использования угля. Но ни «отказа», ни «сокращения» не произошло – второй год подряд мировая угольная энергетика устанавливает рекорд по объемам производства. Уголь по-прежнему остается крупнейшим источником электроэнергии в мире.

После выхода из пандемии потребление угля в Европе выросло, рост угольной генерации позволяет европейским странам компенсировать нехватку мощностей атомной и гидроэнергетики. Китай наращивает добычу угля и угольную электрогенерацию, чтобы оградить себя от нестабильности на мировых энергетических рынках. В США отложен ранее запланированный вывод из эксплуатации угольных электростанций, а добыча угля выросла на 3,5 %, поскольку горнодобывающие компании стремятся удовлетворить растущий спрос во всем мире и воспользоваться скачком цен.

Действительно, растущий спрос привел к ценовым рекордам, а уровни фьючерсных контрактов предполагают, что в ближайшие годы они останутся на историческом максимуме. Эталонные фьючерсы на уголь в Ньюкасле торгуются около $360 за тонну, что примерно в шесть раз выше уровня 2020 г. Форвардные контракты торгуются по цене выше $260 за тонну до 2027 г. (всего два года назад ни один форвардный контракт не превышал уровня $75 за тонну).

Рис. 5.

Местоположение китайской электростанции Tuoketuo – крупнейшей в мире угольной ТЭС

Источник изображения: © 2ГИС. Городской информационный сервис. www.2gis.ru.

На угольный рынок влияют и климатические проблемы: рост использования угля в 2022–2023 гг. связан с засухами, сократившими выработку гидроэлектроэнергии. Кроме того, низкий уровень и высокая температура воды в реках помешали многим АЭС работать на полную мощность.

Энергетические и горнодобывающие компании продолжают инвестировать в новые проекты по добыче угля и строительство угольных электростанций. Это вызывает тревогу у ученых-климатологов, настаивающих на постепенном отказе от угля к 2040 г., чтобы избежать негативных последствий изменения климата. Агентство Bloomberg в одном из своих обзоров подчеркивает: «Для угольных титанов, которые привыкли быть "боксерской грушей" для защитников окружающей среды, этот год стал не только прибыльным, но и редким и долгожданным шансом напомнить миру о ценности дешевой и надежной энергии, которую они обеспечивают»[20]20
  https://www.bloomberg.com/news/articles/2022–04–25/coal-prices-soar-as-russia-war-energy-crisis-risk-global-climate-goals?srnd=premium-europe.


[Закрыть].

Представители отрасли не отказываются от климатической повестки: по их мнению, декарбонизация необходима, но она должна осуществляться ответственным и скоординированным образом (но тогда запланированный энергопереход займет десятилетия, а не годы).

Хотя МЭА настаивает на ликвидации угольных электростанций в экономически развитых странах к 2030 г., а в остальном мире к 2040 г., во многих государствах продолжают строиться и проектироваться новые угольные электростанции. Только в Китае, Индии и Вьетнаме, которые сжигают сегодня 70 % объемов добываемого в мире угля, планируется построить в ближайшее десятилетие более 1000 угольных электростанций, работающих на принципах HELE (высокая эффективность и сравнительно пониженная эмиссия).

Таким образом, несмотря на декларируемые принципы декарбонизации, прогнозируемые объемы угольной генерации будут лишь возрастать. Дешевый в добыче, легкий в транспортировке и простой в сжигании, уголь завоевал прочное место в топливно-энергетическом балансе мира. При этом он продолжает оставаться главным источником парниковых газов в атмосфере.

В России в среднесрочной перспективе развитие угольной промышленности и энергетики базируется на утвержденной в июне 2020 г. Программе развития угольной промышленности России до 2035 г. Ключевая задача этого стратегического документа – создание российским угольным компаниям условий для стабильного обеспечения внутреннего рынка углем и продуктами его переработки, а также для укрепления их позиций на мировом рынке угля.

Последовавшее за окончанием пандемии восстановление различных отраслей промышленности и энергетики практически не затронуло угольную промышленность и угольную энергетику. Так, согласно докладу о ходе реализации в 2021 г. мероприятий Программы развития угольной промышленности России[21]21
  https://minenergo.gov.ru/node/433


[Закрыть], потребление угля в энергетическом секторе неуклонно снижалось как в 2020 г., так и в 2021 г. На угольные тепловые электростанции (ТЭС) был поставлен рекордно низкий объем топлива – 72,2 млн тонн, что на 1,8 % меньше показателя предыдущего года. Таким образом, растет разрыв между фактическим и целевым показателем Программы (87,6–96,1 млн тонн).

Потребление угля генерирующими компаниями было ограничено в связи с высоким уровнем водности и возросшим объемом производства электроэнергии на ГЭС Сибири. Свой вклад внесли и сетевые ограничения по перетоку электроэнергии из Сибири в европейскую часть России.

С учетом импорта угля из Казахстана российские угольные ТЭС использовали около 91 млн тонн твердого топлива (–2,8 % от предыдущего года). В товарной структуре импорта по-прежнему преобладает экибастузский уголь, предназначенный главным образом для нужд электростанций Урала.

Целевые значения практически всех показателей, заложенных в Программе развития угольной промышленности России на 2021 г., не были достигнуты.

По состоянию на октябрь 2021 г. в России действуют 78 угольных ТЭС. Доля угольных блоков от общей мощности электростанций по итогам 2020 г. составила 16 %, в выработке электроэнергии – 13 %.

Прогнозы развития угольной генерации существенно разнятся. Так, если вице-премьер А. В. Новак[22]22
  Новак А. В. Угольная промышленность России: история на века / Энергетическая политика. – 2020. – № 8 (150). https://minenergo.gov.ru/node/18573.


[Закрыть] в своих прогнозах оптимистичен и прогнозирует рост объемов генерации, то А. Б. Чубайс 23 сентября 2021 г. во время онлайн-брифинга Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ) по итогам отбора «зеленых» проектов с вводом в 2023–2028 гг. заявил: «Строительство новой угольной генерации стало бессмысленным, потому что возобновляемая энергетика дешевле и для покупателя [энергии], и для инвестора, обеспечивая ему необходимый уровень окупаемости. Это фундаментальный сдвиг в структуре российской электроэнергетики»[23]23
  https://www.vedomosti.ru/business/articles/2021/09/27/888275-energorinok-chubaisa.


[Закрыть].

Большинство экспертов сходятся во мнении, что дополнительное развитие внутренней угольной генерации, особенно на фоне сокращения российского газового экспорта и перенаправления части ресурсов на внутренней рынок, сейчас перспективно только в отдельных, локальных случаях – в основном на Дальнем Востоке и в Сибири. Тем не менее весомая доля угольной генерации в структуре энергобаланса сохранится в России еще долгие десятилетия.

Главным топливом мира в настоящее время остаются углеводороды – нефть и природный газ.

Начиная со второй половины XVIII в. и до сегодняшнего дня в мире идет противоборство двух ключевых концепций происхождения нефти и природного газа – органической и неорганической. Причем в последние десятилетия этот спор приобретает и геополитическое значение – с точки зрения перспектив дальнейшего развития добычи, переработки и использования данных ресурсов. Сторонники органической теории происхождения нефти и газа считают их ресурсом конечным и невозобновляемым и уверены, что роль углеводородов в энергетике будет в ближайшие 50 лет неуклонно снижаться.

Последователи неорганической теории уверены в постоянном процессе нефте– и газообразования, считая нефтегазовые ресурсы практически бесконечными и постоянно образующимися. Более того, некоторые российские сторонники неорганической теории считают, что время, необходимое для образования уникальных и крупнейших месторождений нефти и газа, исчисляется не десятками и сотнями миллионов лет, а несколькими тысячами, что процесс этот непрерывный и подавляющее большинство запасов на настоящий момент не разведано (В. П. Полеванов, В. Н. Ларин, Р. Х. Муслимов и др.)[24]24
  Доклад доктора геолого-минералогических наук, академика РАЕН В. П. Полеванова на пленарном заседании научно-практической конференции «Экологические угрозы и национальная безопасность России» (Москва, Академия МНЭПУ, 14–16 сентября 2016 г.). https://www.rgexp.ru/wp-content/uploads/2022/12/neftigaz.pdf.


[Закрыть]. Соответственно, эти специалисты уверены в сохранении роли нефтяных и газовых энергетических ресурсов в долгосрочной перспективе.

Концепция органического происхождения нефти и природного газа основывается как на практических опытах по неорганическому синтезу останков животного и растительного происхождения различных жидких и газообразных углеводородных смесей, близких по составу к природным нефти и газу (опыты К. Энглера, Г. Гёфера, Г. Потонье, Н. Д. Зелинского, К. Кобаяси, А. Д. Архангельского и др.), так и на результатах геологических изысканий.

Теории неорганического происхождения нефти базируются на концепции синтеза углеводородов, кислородо-, серо– и азотсодержащих компонентов нефти из простых исходных веществ – углерода, угарного и углекислого газов, метана, воды и радикалов при высоких температурах и взаимодействии продуктов синтеза с минеральной частью глубинных пород.

Концепция неорганического происхождения нефти впервые была предложена немецким естествоиспытателем А. Гумбольдтом в 1805 г. Опираясь на присутствие углеводородов в продуктах деятельности различных вулканов, он полагал, что нефть имеет неорганическое глубинное происхождение.

Эксперименты по неорганическому синтезу углеводородов (М. Бертло в 1866 г., Г. Биассон в 1871 г.), в ходе которых было доказано, что ацетилен при сравнительно низких температурах способен переходить в более тяжелые углеводороды, стали основанием для развития гипотезы минерального происхождения нефти и газа. Д. И. Менделеев, придерживавшийся до 1867 г. представлений об органическом происхождении нефти, в 1877 г. сформулировал гипотезу ее неорганического происхождения, согласно которой нефть образуется при высокой температуре на больших глубинах вследствие взаимодействия карбидов металлов с водой.

Интерес к минеральной гипотезе начал возрастать с середины прошлого века, а наиболее популярной стала магматическая гипотеза образования нефти, которая, впрочем, не объясняет наличия в природной нефтяной смеси сложнопостроенных углеводородных молекул, насыщенных структурных аналогов компонентов живого вещества – жирных кислот, терпенов, стиролов и т. д.

В настоящее время скорость потребления нефти и газа в 1 млн раз превышает скорость их возможного, по мнению большинства ученых, формирования в земной коре. Существует множество различных оценок объемов разведанных запасов нефти и газа в мире и сроков их истощения. Усредняя, можно сказать, что большинство гипотез и прогнозов сходятся на исчерпании мировых разведанных запасов нефти за 50–60 лет, газа – за 65–75 лет (при текущем уровне потребления). В случае учета возможности приращения разведанных извлекаемых запасов и внедрения инновационных технологий добычи текущими темпами этот период может увеличиться до 100 лет. Ряд сторонников неорганической теории происхождения нефти и природного газа критикуют эти оценки, однако даже если принять во внимание возможность открытия новых месторождений неорганического происхождения, большинство экспертов сходятся во мнении, что они будут сверхглубокого залегания и с тяжелыми углеводородами, что делает их разработку нерентабельной.

Следует учитывать, что с каждым годом запасы легкой нефти неглубокого залегания истощаются максимальными темпами за историю добычи углеводородного сырья. Вновь вводимые же месторождения в большинстве своем имеют более тяжелые, парафинистые фракции, значительно большие глубины залегания, высокую себестоимость как добычи, так и переработки.

В оценке эффективности и рентабельности добычи нефти целесообразно использовать коэффициент EROEI (energy returned on energy invested), или EROI (energy return on investment), – соотношение полученной энергии к затраченной, то есть энергетическая рентабельность. В 1960-е гг. на каждую единицу энергии, вложенную в добычу, получали более 100 единиц энергии нефти на выходе. В 1990-е гг. добываемая нефть обладала коэффициентом EROEI около 30 единиц, в 2000-м – только 20, в 2005-м – 14, в 2020-м – около (или даже менее) 10. Для большинства новых разведываемых сегодня месторождений коэффициент EROЕI колеблется между 1,5 и 2, а для некоторых и вовсе равен 1 или даже меньше этого уровня, что делает разработку нецелесообразной.

По данным, представленным в 2022 г. главой Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых И. Шпуровым[25]25
  Шпуров И. Будущее зависит от геологоразведки. – ИнфоТЭК, 05.08.2022. https://itek.ru/analytics/budushhee-zavisit-ot-geologorazvedki/.


[Закрыть], разведанных запасов нефти России хватит на 39 лет, газа – на 80. По итогам инвентаризации нефтяных запасов рентабельными для добычи являются только 65 %, которые могут быть введены в эксплуатацию достаточно быстро. Таким образом, рентабельных запасов хватит на гораздо меньший срок, порядка 25–27 лет. По газу подобная инвентаризация не проводилась, но ожидается, что и там показатели рентабельности будут схожими или чуть лучше.

В качестве обобщения можно утверждать, что эффективность добычи и использования невозобновляемых традиционных энергетических ресурсов в долгосрочной перспективе с каждым десятилетием будет лишь снижаться, рентабельность и объемы добычи – падать.

В этой связи стратегическая задача обеспечения поступательного устойчивого развития – увеличение доли возобновляемой энергетики, в первую очередь гидроэнергетики, в структуре энергетического баланса страны.

Вопрос использования энергопотенциала воды волновал человечество с древнейших времен. Первые гидротехнические сооружения были построены ранее 4000 лет до н. э. К Средним векам водяные мельницы были распространены повсеместно. Так, один из реформаторов западноевропейского монашества Бенедикт Нурсийский (480–547) предписывал каждому монастырю иметь водяную мельницу. В средневековой Англии и Франции одна водяная мельница приходилась на 250 жителей. Тем не менее отсутствие технологий долгие столетия препятствовало эффективному использованию гидропотенциала. Ситуация изменилась лишь в XIX в. с параллельным изобретением водяной турбины французом Бенуа Фурнероном (1834) и русским мастером Игнатием Сафоновым (1837). Подлинная же революция произошла в 1878 г. с разработкой англичанином Уильямом Армстронгом первой гидроэлектрической схемы электропитания, положившей начало строительству ГЭС. Эта технология распространилась очень быстро – например, к 1890 г. в США насчитывалось уже более 200 ГЭС.

Первыми российскими ГЭС стали Березовская, или Зыряновская (1892 г. – 200 кВт мощности), Ныгринская (1896 г. – 300 кВт мощности), причем электричество от этой станции подавалось на прииски по первым в России высоковольтным линиям электропередач) и Садонская (1897 г. – 550 кВт). К 1913 г. в России насчитывалось около 50 000 силовых гидроустановок общей мощностью 1 млн лошадиных сил. Впрочем, эти показатели даже отдаленно нельзя сравнивать с мощностью европейских установок того времени.

Рис. 6.

Первая в России Березовская ГЭС у Зыряновского рудника

Ситуация кардинально изменилась после революции 1917 г. с принятым в 1920 г. и реализованным Государственным планом электрификации (ГОЭЛРО), ставшим первым перспективным планом развития экономики. Он предусматривал значительное увеличение генерации электроэнергии в России за счет строительства новых электростанций, в том числе 10 ГЭС общей мощностью 640 МВт. Именно с этого момента в послереволюционной России начинается бум гидроэнергетики и закладываются теоретические основы ее развития.