Прожорливость – не порок

Жителю европейской части России, где в большинстве домов обеспечены центральным или индивидуальным отоплением и бесперебойным электричеством, а улицы и дороги освещены, трудно поверить, что 1,3 миллиарда человек на Земле (16,7 процентов мирового населения) не имеют доступа к электричеству. Таковы данные Международного энергетического агентства (МЭА). Между уровнем потребления энергии на душу населения и бедностью региона есть зависимость, но она не прямая: например, в Бангладеш половина населения не пользуется электричеством, но и благополучной Исландии прочат дефицит электроэнергии уже в ближайшие годы. На теме обеспечения населения Земли энергией спекулируют политики, экоактивисты, представители бизнеса и шоу-бизнеса. N + 1 вместе с экспертами из ГК «Росатом» собрали самые распространенные мифы об энергетическом голоде на планете.

Если каждый будет экономить, электроэнергии хватит всем

Это неправда. Запросы у людей, домовладений и стран разные, как и понимание таких вещей, как «много» или «мало». Экономят не электроэнергию, чтобы она досталась тому, кому не хватает, а прежде всего деньги. Стоимость киловатта отличается по миру в десятки раз и зависит от стоимости генерации и дополнительных платежей, потребностей, образа жизни, климата и времени года.

В этом контексте уместнее говорить не об энергетическом голоде, а об энергетической бедности. И тогда проблема доступа превращается в проблему доступности. Наличие рядом энергообъекта не означает реальную возможность воспользоваться им для удовлетворения всех нужд. Это актуально даже для стран с развитой энергетикой и экономикой.

В России принята условная норма потребления – 75 кВт*ч. Это усредненная цифра. Потребление зависит от типа жилья (квартира, дача, частный дом), проведен ли к дому газ и региона. В Ростовской, Нижегородской областях и Красноярском крае введена социальная норма потребления, при превышении которой даже на киловатт тариф возрастает чуть ли не в два раза. Это больше напоминает штраф за неумеренное энергопотребление, чем тариф. Например, в Ростове обычная стоимость кВт*ч – 2,88 рублей, но при превышении социальной нормы цена возрастает до 4,03 рубля.

Стоимость российской электроэнергии варьируется в регионах от 1 рубля (Иркутская область) до 8 рублей (Дальний Восток). Экономить электроэнергию, скорее всего, будут на Камчатке и Чукотке и без акции «Час Земли». При этом проблемы с генерацией на Чукотке нет: энергетический голод региону не грозит благодаря атомной энергетике. Действующая Билибинская АЭС никогда не работала на полную мощность. В регионе избыток электроэнергии, однако потребителям она обходится очень дорого.

Другой пример – Бангладеш. Это одна из наименее обеспеченных с точки зрения энергетики стран. На небольшой территории, сопоставимой со средним российским регионом, проживают более 170 миллионов человек. Это больше, чем все население России. Более половины бенгальцев не имеют доступа к электричеству, а существующая инфраструктура легко ломается под ударом стихийных бедствий. Однако ситуация вскоре изменится с приходом «Росатома» и освоением альтернативной энергетики. На 2023 год намечен запуск атомной станции Руппур, которую строит российский «Росатом». Кроме того, до 2041 года страна планирует увеличить долю ВИЭ до 17 процентов за счет солнца, ветра и сжигания отходов. Так доступ к электричеству получит больше бенгальцев.

Проблема энергетической бедности характерна и для развитых стран. По оценкам Еврокомиссии, как минимум каждый пятнадцатый житель ЕС не имеет достаточно средств для поддержания комфортной температуры в доме зимой. В странах Южной и Восточной Европы это ощущается еще острее: в Болгарии с такими проблемами сталкивается каждый третий житель, в Литве – каждый четвертый, а в Греции – каждый пятый.

Неожиданный пример – Исландия. Энергетически и экономически благополучная страна лидирует по душевому потреблению электроэнергии – 51,5 тыс. кВт*ч на человека (в России – 6,6 тыс. кВт*ч). Самая дешевая в Европе электроэнергия, добываемая с помощью геотермальной генерации, приманила на остров майнинговые компании. Сейчас на майнинг криптовалюты приходится 840 ГВт*ч в год. Гораздо меньше – 700 ГВт*ч в год – распределены по домовладениям страны. Электроэнергии вырабатывается много, но при таком распределении потребления рядовым исландцам грозит энергетический дискомфорт. Кроме того, майнинговые фермы могут нанести вред экологии региона. Ситуация уже вызывает опасение властей.

Идея выработать и распределить электроэнергию по всему миру равномерно утопична. Согласно последнему Статистическому обзору мировой электроэнергии, который ежегодно публикует BP, потребление энергии в мире в 2019 году составило 583.9 эксаджоулей, или 5.84*1014 мегаватт, из них на страны G20 приходится 80 процентов. Остальные 170 стран потребили всего 20 процентов мирового объема электроэнергии. Для равномерного распределения на уровне развитых государств потребовалось бы в несколько раз больше существующего энергопроизводства. Но этого и не требуется: достаточно поставить объекты генерации там, где ими смогут воспользоваться больше всего людей. Такую миссию по решению проблемы энергетического голода взял на себя российский «Росатом»: в данный момент АЭС строятся в Турции, Египте, Индии, Республике Беларусь, Венгрии, Финляндии и Китае. Это важный задел на будущее: несмотря на снижение потребления на 1,3 процента и общее замедление экономики в «коронакризис», тенденция наращивания объемов производства, а значит и потребления, сохраняется.

Будущее – за…

Жаркие споры по поводу традиционных и нетрадиционных источников энергии идут давно. Углеводородные месторождения иссякают, компаниям труднее их добывать. В странах Европы осознанное потребление энергии и стремление к экологичности – хороший тон. Например, только в Германии ежегодно продается свыше 80 тысяч тепловых насосов. Их общее число в эксплуатации приближается к 1 миллиону единиц. Однако на уголь приходится 40 процентов мировой энергетики: страны АТР закупают самый дешевый из энергоресурсов и наращивают массовое производство. Поэтому угольное топливо сохранит лидирующие позиции еще долго.

Самые разные технологии получения электроэнергии патентуются ежегодно. Среди них – проект по передаче энергии со спутников, идея опоясать экватор солнечными батареями и построить энергостанцию на Луне.

Популярны отдельные частные инициативы. Например, кампания «Литр света», которая создает лампы из пластиковых бутылок с водой, успешно показала себя в странах третьего мира.

Наиболее реальная альтернатива традиционным генерирующим предприятиям – возобновляемая энергетика, или ВИЭ. Существует концепция «зеленого квадрата», согласно которой развитие энергетики должно определяться четырьмя направлениями: ветер, солнце, вода и атом. Перечисленные ниши не конкурируют между собой: применение того или иного способа зависит от условий и географического положения района. Там, где много солнечных безветренных дней, незачем ставить ветряки. Какой из источников ВИЭ лучше подходит в том или ином месте, помогают выяснить научные исследования.

В качестве интегратора современных технологий ВИЭ в России выступил «Росатом». Компания запустила ветроэлектростанцию в Адыгее, разработала концепцию малых ГЭС, а сейчас занимается реакторами четвертого поколения, в которых топливо будет возвращаться в реактор, тем самым минимизируя вред окружающей среде.

Ядерная энергетика развивается очень быстро. По словам академика РАН Николая Пономарева-Степного, обязательным условием энергетики будущего является замкнутый ядерный топливный цикл. Это выгодно экономически, практически не наносит вреда окружающей среде, снижает уровень необходимой добычи урана. При промышленном применении исчезнет необходимость в хранении отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Повторение циклов с применением ядерных отходов – основной принцип работы реакторов на быстрых нейтронах.

Ученые научились заново использовать ядерные отходы – уран и плутоний. Появилось два вида топлива: МОКС-топливо, сырьем для которого являются оксиды этих элементов, и СНУП-топливо, в основе которого – их нитриды.

В 2019 году первое МОКС-топливо загрузили в реактор БН-800 четвертого энергоблока Белоярской АЭС. Сейчас опытно-промышленная установка работает на смеси обычного и МОКС. Это универсальное топливо, которое можно использовать в тепловых и быстрых реакторах.

СНУП-топливо разработано только для быстрых реакторов. По характеристикам СНУП отличается большей плотностью, теплопроводимостью, а также совместим с жидкометаллическим теплоносителем. Испытания продолжаются на базе Белоярской АЭС, в реакторе БН-600. СНУП-топливо применят в новом реакторе БРЕСТ-ОД-300, это прообраз быстрых свинцовых реакторов будущего.

Быстрый натриевый реактор БН-1200, который находится в стадии проектирования, будет работать на СНУП или МОКС-топливе. В данный момент рассчитывается его экономическая целесообразность.

Ни один быстрый реактор пока не перешел на регенерированное топливо, но это только вопрос времени, необходимых исследований и процедур. Ожидается, что к 2030 году энергореактор БН-800 на безотходном топливе с опытно-промышленной работы перейдет на промышленную.

Акция «Час Земли» нужна человечеству, чтобы задуматься о проблемах перерасхода энергии

Ежегодно 27 марта проходит акция «Час Земли». Её суть заключается в том, чтобы, выключив свет на час и погрузившись во мрак, задуматься над глобальной проблемой нехватки электроэнергии. Сэкономленные таким образом киловатты должны помочь тем, кто испытывает энергетический голод. Это настолько же красивое и эффектное событие, насколько... бессмысленное.

Разберем на примере России, почему это так.

Во-первых, в стране – переизбыток электроэнергии в сетях. По данным Системного оператора Единой энергетической системы, только за 2019 год неиспользованными остались 21193,8 миллионов кВт*ч. Это попусту выработанные и никем не востребованные киловатты. К борьбе с этим явлением подключилось Министерство энергетики РФ. Зарезервированную, но не используемую производствами электроэнергию предлагают оплатить промышленным предприятиям – крупным потребителям энергии. По мнению авторов инициативы, нововведение станет стимулом для заводов резервировать мощности, адекватные реальному производству, и не просить лишнего. Инициатива ожидаемо встретила мощную критику со стороны бизнеса.

Во-вторых, ущерб от потерь в электросетях гораздо больше, чем от не выключенного в течение часа света. Средние потери в российской энергосистеме – 4-6 процентов, а в Иркутской области, одном из лидеров по выработке энергии, – 7 процентов. Это гигаватты энергии. Причины – в изношенных линиях электропередач (ЛЭП) и трансформаторах, в передаче на большие расстояния между населенными пунктами и просто кражах, особенно в южных регионах РФ.

В-третьих, в России существует механизм перераспределения электроэнергии, связанный с протяженностью страны и часовыми поясами. В Москве и близлежащих регионах не хватает собственной генерации. Дефицит компенсируется за счет прочих регионов, где в это время суток наблюдается спад потребления.

Подобная система действует и на международном уровне – к примеру, перераспределение электроэнергии обеспечивает Соглашение о параллельной работе энергосистем Беларуси, России, Эстонии, Латвии, Литвы, или БРЭЛЛ. Возможность систем этих стран обмениваться энергией – наследие СССР, когда энергосеть была общей. О выходе стран Прибалтики из БРЭЛЛ говорят давно, однако эти обсуждения носят популистский характер и политический окрас. В реальности ни одна энергосистема ЕС (ENTSO-E, NORDELL, UCTE) не готова принять прибалтов. Европейские киловатты дороже российских, собственной генерации недостаточно, а все оборудование «заточено» под российскую энергосистему.

Современные технологии позволяют возвести объект генерации практически в любой точке мира. Однако существенной остается проблема платежеспособности населения, которое не всегда может позволить желаемый объем электроэнергии. Необходимо найти баланс между удовлетворением потребности в электричестве и платежеспособностью пользователей. Строительство АЭС и подходящих региону объектах ВИЭ позволяет соблюсти этот баланс.

Проблему нехватки электроэнергии сложно решить в общемировом масштабе. Во-первых, за возведение энергообъекта должен кто-то платить. Во-вторых, более 160 стран оказались на периферии мировой энергетики. Государства, не входящие в G20, не имеют ни веса, ни инструментов, чтобы влиять на мировые тренды энергетики. В-третьих, строительство энергообъектов на угле и нефтепродуктах вредит экологии. Альтернативная энергетика пока не получила должного признания и распространения, поскольку нефтяники традиционно обладают мощным лобби в правительствах.

Однако точечно решить проблему все-таки возможно. В этом деле помогают международные проекты вроде «Эль Дабаа» (Россия - Египет), «Руппур» (Россия - Бангладеш), «Пакш-2» (Россия - Венгрия). Правительства бедных стран готовы вкладываться в обеспечение экономики электроэнергией. Новые АЭС и другие объекты ВИЭ станут триггером для развития на уровне регионов, повысят уровень жизни в бедной стране.

Единого, универсального решения пока нет. Развитием «зеленого квадрата» занимаются либо инвесторы на долгосрочной окупаемости, либо альтруисты, крайне убежденные и по-настоящему заинтересованные. В России таких немного, и один из них – госкорпорация «Росатом».