Разработка альтернативных источников энергии и использование новых технологий при добыче традиционных энергоносителей привели к серьезным изменениям в мировой энергетике.
Изменения открыли новые перспективы и дали повод для надежд и новых прогнозов. Вместе с этим появились и заблуждения и мифы относительно прежних источников энергии и дальнейшего развития энергетики.
Миф №1 Нефтяные компании США хотят экспортировать нефть – значит, у США больше нефти, чем необходимо для внутренних потребностей. В действительности, речь идет о стремлении добывающих компаний продать нефть по максимально высокой цене. При продаже нефти в США доходы добывающих компаний ограничены теми ценами, по которым нефтеперерабатывающие компании готовы приобрести у них нефть.
В случае, если запрет на экспорт нефти в США будет снят – у добывающих компаний появится возможность для продажи нефти по более высоким ценам в других странах. Необходимо также учитывать, что нефтеперерабатывающие заводы оптимизированы под определенные сорта нефти. Например, если НПЗ в Европе не хватает легкой малосернистой нефти (Light Sweet) – из-за того, что нефть данного сорта, которая раньше поставлялась на эти НПЗ из Ливии, по-прежнему недоступна, отдельные европейские НПЗ могли бы заплатить более высокую цену за легкую малосернистую нефть из месторождения Баккен, чем местные компании в США. При этом, даже с учетом затрат на поставку нефти, добывающие компании могут заработать больше на экспорте нефти, чем на ее продаже внутри США.
Уровень потребления нефти в США в 2013 г. составлял 18,9 млн баррелей нефти и нефтепродуктов в сутки. При этом, объем импорта нефти составлял 6,2 млн баррелей в сутки. Это говорит о том, что США являются, и скорее всего, продолжат оставаться крупным импортером нефти.
Более того, в случае, если добыча и потребление нефти в США будут оставаться на постоянном уровне, экспорт нефти из США приведет к необходимости увеличение импорта нефти. Импортируемая нефть может быть другого сорта, чем экспортируемая – возможно, речь пойдет об импорте тяжелой высокосернистой нефти при экспорте легкой малосернистой нефти. В случае снятия запрета на экспорт нефти из США, нефтеперерабатывающим предприятиям в Америке, которые специализируются на легой малосернистой нефти, также, возможно, придется повышать закупочные цены – чтобы конкурировать с иностранными НПЗ, которые готовы покупать нефть по более высокой цене.
Так или иначе, стремление экспортировать нефть на текущем этапе само по себе не отражает общую картину по добычи нефти в США. Скорее, желание и возможность экспортировать легкосернистую нефть говорит о том, что в мире скопилось большое количество НПЗ, которые адаптированы к легкой, малосернистой нефти. Это произошло из-за того, что с годами в мировой экономике превалировали тяжелые высокосернистые сорта нефти. Возможно, если добыча нефти из сланцевых формаций продолжить расти, доля легкосернистой нефти в мире начнет повышаться.
Миф №2 Экономике не требуется много энергии. Человеку требуется пища определенного типа, чтобы обеспечивать необходимую энергию для выполнения различных задач. В этом плане мировая экономика устроена схожим образом: ей требуется энергия определенного типа для выполнения различных задач.
Одной из ключевых основных задач экономики является производство продовольствия. В развивающихся странах производство, хранение и транспортировка продовольствия занимает очень большую роль в экономике. В традиционных обществах большая часть энергии приходится на ручной труд, использование животного труда и сжигание биомассы.
В случае, если какая-либо стран с развивающейся экономикой решится заменить традиционные источники энергии на более современные энергоносители, вся структура экономики при этом изменится. Это можно проследить на примере начала XIX века, по мере того, как стало увеличиваться использование других, отличных от сжигания биомассы, источников энергии.
График №1, мировое потребление по типам источников энергии (в ГДж): Промышленная революция в Великобритании началась в конце XVIII века. Она произошла благодаря активному использованию угля, который, в свою очередь, позволил изготавливать металлы, стекло и цемент в гораздо больших объемах, чем прежде.
Без угля многие крупные города, в достаточно холодных климатических зонах, в частности, Лондон, столкнулись с проблемой обезлесения. С помощью угля стали возможными промышленные процессы, которые требовали значительного объема энергии, но при этом проблема обезлесения отпала. Кроме того, промышленные процессы с высоким уровнем затраты энергии также стали дешевле для экономики, так как больше не было необходимости вырубать деревья, изготавливать древесный уголь и транспортировать его на большие расстояния (так как большая часть лесов в непосредственной близости от городов уже были вырублены). Доступность угля позволила более активно применять новые технологии.
Первый паровой двигатель был запатентован еще в 1608 г. Первый коммерческий паровой двигатель – в 1712 г. Однако для активного применения парового двигателя понадобились поезда и вагоны из металла, которые начали двигаться по металлическим рельсам. Для производства достаточного объема металла потребовался уголь.
Также благодаря углю стало возможно использовать в промышленных объемах бетон и металл для строительства гидроэлектростанций, что позволило увеличить доступный объем электроэнергии. Также стало возможным изготовление устройств подобным обычным лампам накаливания (которые использовали металл и стекло). В большом количестве началось производство проводов для передачи электричества – что привело к увеличению рабочего дня.
Использование угля также привело к серьезным изменениям в сельском хозяйстве. Стальные плуги и косилки, которые могли тянуть лошади, стали изготавливаться в больших объемах. Снизилось количество людей, которое было необходимо для ведения сельского хозяйства. Больше людей стали работать в городах, на фабриках.
Сегодня мировая экономика очень сильно отличается от того, что она представляла из себя в 1820 г. – во многом из-за увеличения в потреблении энергии. Человечество обладает крупными городами, продовольствие и сырье транспортируется на большие расстояния – от места производства к населенным пунктам и промышленным центрам. Водопровод и канализация существенно снизили риски возникновения болезней в местах проживания людей. Транспорт, который использует нефтепродукты или электричество убрал необходимость использования гужевого транспорта (с использованием животных).
В случае если бы человечество попыталось оставить текущую модель экономики с высоким уровнем энергоемкости и перейти к системе, которая бы использовала биотопливо – этот переход потребовал бы кардинальных изменений.
Миф №3 Мировая экономика может легко перейти на возобновляемые источники энергии. На графике №1, единственными возобновляемыми источниками энергии являются гидроэлектроэнергия и биотопливо. Стоит также отметить, что по мере роста потребления энергии, заметно выросло и население.
График №2, население Земли (млрд. чел.): График №3, использование энергии на душу населения: Потребление энергии в 1820 г. можно рассматривать как начальный этап. На этом этапе энергии было достаточно только для производства продовольствия, обогрева домов, производства одежды, а также обеспечение потребностей самых простых промышленных процессов. Данный сравнительно скромный уровень развития мировой экономики требовал чуть более 20 гигаджоулей энергии на душу населения.
На текущем этапе развития мировой экономики совокупный объем биотоплива, как одного из основных источников энергии, на которые якобы возможно легко и безболезненно перевести мировую экономику, и гидроэлектроэнергии (график №3) составляет около 11 гигаджоулей энергии. Чтобы достичь уровня потребления энергии на душу населения, показанного в 1820 г., потребуется либо вводить в структуру энергопотребления дополнительный источник энергии (например, уголь), либо очень и очень долго ждать, пока объем возобновляемых источников энергии, включая гидроэнергетику, можно будет существенно увеличить.
Кроме того, если говорить о возобновляемых источниках энергии, которые можно использовать без традиционных ископаемых видов топлива, потенциальный объем энергогенерации будет еще ниже. Современные ГЭС используют уголь, так что этот вариант придется исключить. Современные виды биотоплива, как, например, биоэтанол, который производится из кукурузы, и биодизель, который производится из рапса, также придется исключить из списка возобновляемых источников энергии, переход на которые возможен при полном отказе от традиционных ископаемых видов топлива. Масштабное производство биоэтанола и биодизеля возможно только при развитом сельском хозяйстве и транспортировке топлива – что в свою очередь зависит от нефти, нефтепродуктов и возможности производства металла в достаточном количестве.
Стоит добавить, что ветряная и солнечная энергетика уже включены в состав “биотоплива” на графике №3. Объем энергогенерации с их помощью пока остается крайне незначительным. По данным BP, в 2012 г. доля ветряной энергетики в мировой энергогенерации составила 1%, солнечной энергетики – лишь 0,2%. Кроме того, их также придется вычеркнуть – так как они требуют традиционные ископаемые источники энергии для производства и транспортировки.
Необходимо учесть, что даже если объем генерации биотоплива, без его современных видов, сможет достичь показателя 1820 г. есть еще один очень серьезный фактор. Мировое населения сегодня примерно в семь раз выше показателей двухсотлетней давности. Т.е. в сегодняшних величинах населения, биотопливо могло бы обеспечить 1/7 от потребления энергии на душу населения по сравнению с 1820 г. При этом, даже этот показатель вряд ли мог быть достигнут. В начале XIX века поголовье лошадей, которые использовались в качестве транспорта, было намного выше, чем сегодня.
Миф №4 Численность населения не связана с доступностью источников энергии. Если сравнить графики №2 и №3, можно заметить, что резкий рост численности населения Земли, который произошел сразу после Второй мировой войны, совпал с периодом резкого увеличения потребления энергии на душу населения.
Энергетическое изобилие, которое началось с 1950-х гг. стало возможным благодаря низким ценам на нефть. В семьях стало больше детей. Кроме того, благодаря улучшениям в здравоохранении и таким инновациям, как антибиотики (что также стало возможным благодаря традиционным ископаемым источникам энергии), уменьшилась детская смертность, у людей стало больше шансов дожить до взрослого возраста.
В этот же период в сельском хозяйстве произошла так называемая “Зеленая революция”, которая, по ряду оценок, спасла от голода около 1 миллиарда человек. Началось более активное использование ирригационных систем, синтетических удобрений и пестицидов, гибридных семян, а также разработка сельскохозяйственных культур с повышенным уровнем урожайности. Все эти возможности открылись благодаря использованию нефти и нефтепродуктов в промышленных объемах. Более активное использование агротехники также помогло повысить объем производства продовольствия.
Если взглянуть на эту ситуацию с долгосрочной перспективы, то кривая населения Земли начала резко расти с момента Индустриальной революции и увеличения использования угля.
График № 5, население Земли (млрд чел.): Миф №5 Один источник энергии легко заменить другим.
Любой переход от одного источника энергии к другому является медленным и дорогим, если вообще возможным. Проблема заключается в том, что различные источники энергии используются для различных целей. Когда началось резкое увеличение добычи нефти во время и после Второй мировой войны, нефть добавила новые возможности для мировой экономики, по сравнению с углем.
