14 Статистические данные по мировой энергетике

Электроэнергия - это двигатель экономического и социального развития народонаселения мира, которое, по прогнозам, достигнет 10 миллиардов человек в 2050 (против 6,275 в настоящее время). Ее производство на душу населения может служить индикатором экономического развития.

Производство электроэнергии на душу населения приведено в табл. 1.; производство электроэнергии на единицу валовой продукции – в табл. 2.

Таблица 1. – Производство электроэнергии на душу населения

Разница кВт·ч на человека в бедных регионах и, например, в Северной Америке свидетельствует о различии уровней развития разных регионов мира.

Однако большая выработка электроэнергии на душу населения не означает обязательного наличия более высокого уровня экономического развития.

Например, производство электроэнергии на душу населения в странах СНГ

в 2,2 раза выше, чем в Центральной Америки (включая Мексику), а доходы населения на душу населения несколько ниже.

Таблица 2. – Производство электроэнергии на единицу валовой продукции

по регионам мира в 2005 году

Необходимо понимать, что различия не отражают только диспаритеты в области доходов они учитывают и разницу в уровне энергетического содержания экономического развития (количество электроэнергии, необходимое для производства единицы валового продукта).

По причине различной обеспеченности первичными источникам энергии, исключительного географического положения и истории или экономики, базирующейся на различных секторах и технологиях, производство электроэнергии может идти различными путями при сравнимых уровнях развития.

Пример стран СНГ и Восточной Европы в этом отношении красноречив. На самом деле эти страны характеризуются поддержанием повышенного энергопотребления, обусловленного их предшествующей моделью экономического развития (экстенсивной и энергозатратной).

Рост производства электроэнергии на душу населения (табл. 3) значительно ниже в индустриально развитых регионах, таких как Западная Европа. Низкие темпы роста выработки электроэнергии на душу населения в этих регионах требуют пояснения.

Таблица 3. – Рост выработки электроэнергии на душу населения за период с

1996 по 2005 гг.

15 Статистические данные по виэ

Выработка электроэнергии на базе возобновляемых источников является значимой составной частью мирового энергопроизводства. В течение 2005 года оно составило 18,1 % мирового производства, что превышает выработку электроэнергии на атомных электростанциях (15,2% в 2005), но значительно ниже выработки тепловых электростанций на ископаемых топливах (66,4%). Структура мирового производства электроэнергии по видам первичных источников в 2005 году приведена на рис. 7.

Рисунок 7. – Структура мирового производства электроэнергии по видам первичных источников в 2005 году

Исключая гидроэнергетику, производство электроэнергии на базе иных возобновляемых источников достигает 1,88% от суммарного мирового в 2005 году, приведена структура нового производства электроэнергии на базе возобновляемых источников по видам источников в 2005 году в таблице 4.

Таблица 4 – Структура нового производства электроэнергии

Источник	Выработка, ТВт*ч
Гидроэнергия	2939,3
Энергия биомассы	183,4
Энергия ветра	98,4
Геотермия	56,5
Солнечная энергия	4,4
Энергия океана	0,6
Всего:	3282,5

Гидроэнергетика, как и в прошлые годы, занимает лидирующие позиции в суммарном производстве электроэнергии на базе возобновляемых источников со своими 89,5%.

Биомасса (и отходы, не подлежащие вторичному использованию) находится на второй позиции с 5,6%, ветроэнергетика дает 3%, использование геотермальных источников выходит на уровень 1,7%.

Производство электроэнергии полупроводниковыми фотопреобразователями в основном сконцентрировано в трех странах - Соединенные Штаты Америки, Япония и Германия - и составляет 0,1% от суммарного производства на базе возобновляемых источников.

Распределение объемов выработки по годам и типам источников, включая базу традиционной электроэнергетики.

Ситуация с производством электроэнергии на базе возобновляемых первичных источников улучшилась (таблица 5), начиная с 2004 года с увеличением своей доли в общем производстве электроэнергии на 0,3% между 2003 и 2005 годами.

Таблица 5. – Производство электроэнергии на базе возобновляемых первичных источников

годы источники	1995	2002	2003	2004	2005	темпы роста 95/05	темпы роста 04/05
Тепло Земли	38,2	51,9	53,6	55,1	56,5	4,0%	2,5%
Энергия ветра	8,1	53,0	64,0	84,1	98,4	28,4%	17,0%
Энергия биомассы	104,8	148,2	162,2	176,6	183,4	5,8%	3,9%
Энергия солнца	0,735	1,969	2,793	3,244	4,373	19,5%	34,80%
Гидроэнергия	2520,6	2682,7	2694,6	2830,2	2939,3	1,5%	3,9%
Энергия океана	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	-0,6%	2,5%
Ядерная энергия	2332,0	2660,9	2635,4	2746,7	2763,8	1,7%	0,6%
Энергия ископаемых топлив	8217,5	10462,4	11048,7	11519,0	12042,2	3,9%	4,5%
Всего возобновляемые	2672,9	2938,3	2977,6	3149,8	3282,5	2,1%	4,2%
Всего традиционные	10573,2	13161,9	13723,3	14318,7	14855,8	3,5%	3,8%
Суммарное производство	13246,2	16100,2	16700,9	17468,5	18138,3	3,2%	3,8%
Доля возобновляемых	20,2%	18,3%	17,8%	18,0%	18,1%

Улучшение ситуации в конце периода более заметно, чем рост традиционной электроэнергетики в ходе последних лет. Между 1995 и 2001 годами прирост выработки «зеленой» энергетики составил 3,0% в год и 4,1% между 2004 и 2005 годами.

Это изменение, благоприятное для возобновляемой энергетики, в конце последнего десятилетия объясняется не только значительным вкладом роста гидроэнергетики (+244,6 ТВт·ч с 2003 по 2005 год), но и подтверждением роста мощностей в других видах возобновляемой электроэнергетики (+60 ТВт·ч). В частности, ветроэнергетика прибавила 31,3 ТВт·ч, а энергетика на базе биомассы - 21,2 ТВт·ч. Дополнительный вклад возобновляемой энергетики с 1995 года возрос на 609,6 ТВт·ч, что соответствует приблизительно суммарному производству электроэнергии в такой стране, как Канада.

Значительный вклад гидроэнергетики, которая медленно развивалась в течение рассматриваемого периода (+1,5% в среднем в год), скрывает динамику развития других направлений возобновляемой энергетики. Без гидроэнергетики рост производства электроэнергии на базе возобновляемых источников за последнее десятилетие составляет 8,5% в год, что более чем вдвое превышает темпы роста традиционного сектора. Доля возобновляемых источников в суммарном производстве электроэнергии в мире выросла с 1,1% в 1995 году до 1,9% в 2005 году.

Детальный анализ по направлениям показывает, что наиболее активно в указанный период времени развивалась ветроэнергетика.

Среднегодовой прирост выработки электроэнергии на ветроэлектростанциях

(табл.6) составил 28,4%. Солнечная электроэнергетика, прибавляла каждый год по 19,5%, занимая второе место. Этот прирост отмечен с учетом ге-лиотермодинамических электростанций, выработка которых возрастала в среднем на 1,9% в год. Среднегодовой рост выработки электроэнергии полупроводниковыми фотопреобразователями составил около 31,6%.

Таблица 6. – Темпы роста производства электроэнергии на базе возобновляемых источников в 1995-2005 годах

Различные направления переработки биомассы в электроэнергию также развивались более быстрыми темпами, чем традиционная электроэнергетика. Твердая биомасса, которая на 75% обеспечивает производство электроэнергии данного направления, показала среднегодовой прирост использования порядка 4,7%. Этот прирост достигнут благодаря электростанциям, использующим биомассу и построенным по принципу когенерации*, который позволяет одновременно с выработкой электроэнергии запитывать теплосети или производить пар для технологических целей.

Развитие производства биогаза особенно значительно (1,51% в среднем в год), благодаря все более широкому применению биомето-ногенеза как средства переработки отходов. Использование электроэнергии, производимой электростанциями, сжигающими органические отходы, также возрастало на 5,5% в год.

Экспоненциальный рост направления по выработке жидкого биотоплива (+216,7% в год) объясняется исключительно очень незначительным производством в начале рассматриваемого периода. Это направление скорее предназначено для производства горючего для транспортных средств (биодиезель - заменитель соляры, биоэтанол и т. д.). Зато рост производства электроэнергии на основе геотермальных источников несколько превосходит показатель традиционной электроэнергетики (+4% против +3,9%).

Два основных фактора определяли этот рост в последнее десятилетие. На первом месте значительный прогресс в области технологий энергетики возобновляемых источников. Это наверняка привлекло новых инвесторов, заинтересованных перспективами развития, приводящими, в свою очередь, к более активному технологическому соперничеству. Эти инвесторы в настоящее время появились не только в Европе, Америке и Японии, но и в Китае, на Тайване, в Индии и Бразилии.

В настоящее время мы присутствуем при настоящей глобализации индустрии возобновляемых источников энергии, которая вскоре будет более активно развиваться на мировом уровне.

На втором месте стоят вопросы глобальной экологии, а именно угроза климатических изменений, которая усилила политическую волю многих промышленно развитых стран к поддержке развития чистых источников энергии. Эта воля выражается в амбициозных проектах возобновляемой энергетики и разработке специфического регламентирующего инструментария, призванного способствовать их воплощению в жизнь (гарантированные цены, «зеленые» сертификаты, квоты, льготное налогообложение и т.д.).

Верно, что на фоне традиционной электроэнергетики доля возобновляемых источников (не считая гидроэнергетики) пока невелика.

Разная конкурентоспособность, большое количество стран, базирующихся на ископаемых видах топлива, противоречия финансирования и очень низкие цены на ископаемые топлива в течение рассматриваемого периода времени, без сомнения, объясняют эту ситуацию.

В то же время если большинство направлений возобновляемой энергетики нерентабельны при действующих ценах, то они уверенно приближаются к порогу рентабельности. Увеличение их доли в мировом производстве электроэнергии показывает все более и более заметный интерес к этим новым направлениям. Они доказали свое право на присутствие в мировой энергетике. Их потенциал начал развиваться, и их конкурентоспособность возрастает. Примерные капитальные затраты и себестоимость известных ныне традиционных топливопотребляющих и возобновляемых способов энергопроизводства приведены в таблице 7.

Таблица 7. - Примерные капитальные затраты и себестоимость известных ныне традиционных топливопотребляющих и возобновляемых способов энергопроизводства

Применение возобновляемых источников энергии позволит:

• вытеснить часть органического топлива и ослабить зависимость от внешних его поставок;

• снизить себестоимость производства энергии;

• сократить объемы бюджетных дотаций для энергоснабжения малых населенных пунктов;

• уменьшить негативное влияние энергетики на природную среду;

• создать дополнительный стимул для развития высоких технологий;

• улучшить комфортность проживания.

Основной причиной незначительных масштабов применения возобновляемых источников энергии в настоящее время является их капиталоемкость и низкое значение показателя использования установленной мощности, связанное с неравномерностью и неопределенностью энергоресурсов, а также неплотным графиком нагрузки изолированных потребителей.

С ростом цен на органическое топливо возобновляемые источники энергии становятся конкурентоспособными, а сами проекты все более привлекательными для инвестирования. В дальнейшем этому будет способствовать снижение стоимости оборудования таких источников при развертывании серийного производства на отечественных предприятиях.

На основе исследований с использованием разработанных авторами обобщенных производственно-финансовых моделей получены зависимости экономической обоснованности (сроков окупаемости) проектов сооружения малых ГЭС, ветро- и гелиоустановок от изменения основных стоимостных показателей - капиталовложений в возобновляемый энергоисточник и цены органического топлива для наилучших значений потенциала возобновляемых природных энергоресурсов. Чтобы поставить проекты сооружения ВИЭ в наиболее благоприятные финансовые условия, форма инвестирования принята как беспроцентный кредит. Возвращение привлеченных капиталовложений производится за счет сокращения ежегодных дотаций из бюджета на содержание существующих энергоисточников и завоз органического топлива вследствие частичного его вытеснения.

Зависимость экономической обоснованности (сроков окупаемости) проектов сооружения ВИЭ от изменения основных стоимостных показателей -капиталовложений в возобновляемый энергоисточник и цены органического топлива для наилучших значений потенциала возобновляемых природных энергоресурсов .

При современном уровне удельных капиталовложений в ВЭУ и МГЭС 1,3 - 2,7 тыс. дол./кВт эти установки являются экономически эффективными в режиме совместной работы с ДЭС только при цене дизельного топлива 500-1100 дол./т

Системы солнечного теплоснабжения при современных стоимостных показателях 130-200 дол./м2, соответствующих российским производителям, могут быть экономически привлекательны только при цене котельно-печного топлива 80-150 долл./т у. т. В настоящее время цена топлива в южных районах Сибири и Дальнего Востока, которые характеризуются наибольшим гелиопотенциалом, составляет 20-40 дол./т у. т

Фотоэлектрические установки при значениях удельных капиталовложений в них 800-1300 дол./м2 конкурентоспособны с ДЭС только при цене дизельного топлива 2000-3000 дол./т .

Граничные значения цен на топливо при сложившихся капиталовложениях в возобновляемые источники энергии для достижения экономической эффективности проектов их сооружения . Для сравнения здесь же представлен современный уровень цен на топливо в районах с максимальными значениями показателей природного потенциала. (табл.8, табл.9)

Зависимость сроков окупаемости проектов сооружения возобновляемых источников энергии от капиталовложений приведена на рис. 8.а, б, в.

Рисунок 8. - Зависимость сроков окупаемости проектов сооружения возобновляемых источников энергии от капиталовложений

Таблица 8. – Граничные значения цен на топливо для экономически эффективного применения возобновляемых источников энергии в сравнении с современным уровнем цен

Таблица 9. – Граничные значения удельных капиталовложений для экономически эффективного применения возобновляемых источников энергии в сравнении с современным уровнем показателей

Возобновляемые источники энергии в современных ценовых условиях могут быть экономически эффективны либо в случае получения государственной поддержки в виде субсидий производителям оборудования, либо при существенном снижении удельных капиталовложений: для ВЭУ и МГЭС в 1,5-2 раза, для ССТ - в 2-3 раза, для ФЭУ - в 7-9 раз. В настоящее время в соответствии с поручением Правительства Российской Федерации от 31.08.99 г. о разработке программы «Развитие нетрадиционной энергетики России на 2001-2005 годы» максимальная поддержка из федерального бюджета могла составлять до 20% от затрат по проекту сооружения ВИЭ. Таким образом, наиболее конкурентоспособными из возобновляемых источников энергии являются ветроэнергетические установки и малые ГЭС.

На основе анализа обеспеченности территории возобновляемыми природными энергоресурсами и условий экономической эффективности применения ВИЭ, авторами оценены масштабы применения источников, использующих энергию ветра и малых водотоков, как наиболее распространенных природных энергоресурсов, для энергоснабжения изолированных потребителей восточных регионов России (таблица 3).

Верхняя оценка рынка ВЭУ и МГЭС для изолированных потребителей восточных регионов России составляет 140 млн. дол., а суммарная мощность соответствующего комплектного оборудования 70-100 МВт. Использование ВИЭ в таких масштабах позволит вытеснить 40-60 тыс. т органического топлива в год на сумму 20-30 млн. дол., что составляет около 10% потребляемого топлива для энергоснабжения изолированных потребителей.