Marina Bogdanovič: Pasaulinės energetikos vystymosi tendencijos

Тенденции развития мировой энергетики

Центр исследования проблем социально экологического развития - Игорь Шкрадюк

Гринпис России- Владимир Чупров

Докладчик: Марина Богданович

Вильнюс, 6 декабря 2010

1. Переход к низкоуглеродной экономике – глобальная

тенденция

Государства принимают новые обязательства

по сокращению выбросов к 2020 г.

• На март 2010 г. обязательства приняли 106 стран, покрывающих 81,4% глобальных выбросов

100% 100% Мальдивы

"+19,8%" 30% Мексика

25%20%Индия **

45%40%Китай *

"+ 6,4%""+ 1,7%"39%36%Бразилия

"+115% ""+124%" 11% 7%Сингапур

7,4% 15%Казахстан

25%15%"+ 26%""+ 11%"Россия

10%5%"+ 58%""+ 50%"Беларусь

40%30%40%30%Норвегия

30%20%30%20%ЕС

24%3,9%25%5%Австралия

"+ 0,25%" 17%Канада

3,67% 17%США

макс.мин. макс.мин.

от базы 1990 г.от базы 2005 г.

http://www.usclimatenetwork.org/policy/copenhagen-accord-commitments

Мировые инвестиции

• Переход к низкоуглеродной энергетике происходит уже сегодня. Согласно данным ООН, мировые инвестиции в ВИЭ в 2008 г. достигли 140 млрд. долларов, что превысило мировые инвестиции в угольную и газовую электроэнергетику (110 млрд. долл.)

• Для определения границы перехода (верхней границы внедрения низкоуглеродных технологий) международные эксперты используют рекомендации МГЭИК ООН.

В соответствии с рекомендациями, такой переход должен обеспечить удержание антропогенных парниковых эмиссий на современном уровне к 2020 году и снижение глобальных парниковых выбросов на 50-80% к 2050 году.

Прогнозы потребления энергии пересматриваются каждый год

в сторону уменьшения

World Energy Outlook 2010

С 2008 г. нормативный прогноз МЭА основан на необходимости сохранения климата

60% вводимых электростанций в Европе – ветровые и солнечные

Сравнение сценариев МЭА и Гринпис

Сценарий Энергетической революции Гринпис в сравнении со сценарием МЭА 2009 г.

Данные на 2050 год.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Потреблениепервичной

энергии

Установленнаямощность

электростанций

Выработкаэлектроэнергии

Доля ВИЭ ввыработке

электроэнергии

Выбросы СО2энергетикой

МЭА

Гринпис

2. Стоимость перехода к низкоуглеродной экономике

• По оценкам МЭА, сокращение в 2 раза парниковых выбросов в мировом энергетическом секторе (с 30 Гт в год до 14 Гт в год) потребует дополнительных инвестиционных средств в размере 45 триллионов долларов США за период до 2050 г. или 1,1 триллиона долл. США в год.

• По оценкам HSBC, мировой рынок ВИЭ и энергоэффективных технологий может вырасти к 2020 году с нынешних 0,74 трлн. долл. до 1,5-2,2 триллионов долл. Из них рынок ВИЭ может составить 0,5 трлн. долл.

Для сравнения:

• Мировой ВВП составляет порядка 70 трлн. долл. США.• Расходы на вооружение в мире составляют около 1,5 трлн.

долл. ежегодно (2009 г.)• Расходы на субсидирование ископаемой энергетики

составляют, по оценкам МЭА, порядка 0,5 трлн. долл. в год (на 2008 г.) С учетом субсидирования в развитых странах, где оно имеет скрытые формы, эта цифра еще выше.

3. Потребление первичной энергии

По оценкам Гринпис, внедрение ЭЭ технологий на стадии потребления энергии позволит сохранить уровень потребления примерно на современном уровне – незначительный рост с 10,4 млрд. т у.т. до 11,6 млрд. т у.т. (без учета ресурсов для неэнергетичесих целей) при сохранении темпов роста ВВП (по Всемирному Банку) и роста и стабилизации населения (по данным ООН).

3.1. ЗданияВ 2003 г. потребление энергии зданиями и сооружениями в мире составило 3,7 млрд. т у.т. или 35,3% всей потребляемой энергии. На здания и коммунальное хозяйство приходится половина потребляемой электроэнергии. Потребление электроэнергии в зданиях составляло на 2005 год 5,7 млрд. кВт-часов (без учета освещения) или около 35% всей потребляемой электроэнергии.

• Технологические тренды:• Переход к пассивным зданиям и в перспективе к плюсовым зданиям

(не потребляющим, но производящим энергию).• Быстрый переход к энергоэффективным бытовым приборам и

освещению.

• Энергетический эффект:• По оценкам Гринпис, при реализации технологий пассивных зданий в

мире к 2030 году произойдет стабилизация потребления тепла при незначительном росте (+12% от 2005 г.)

• Потенциал электросбережения по разным оценкам составляет 38-65% (снижение электропотребления на 38-65%).

3.2. Промышленность

Потребление первичной энергии в мировой промышленности составляло 3,4 млрд. т у.т. (2007 г.) или треть от всего потребления первичной энергии.

.

3.2.1 Металлургия

Технологические тренды• рост доли металлолома. • новые технологии восстановления оксидов металла (отказ от

мартенов, замещение кокса в домнах угольной пылью, замещение дуговых электропечей переменного тока индукционными; прямое одноступенчатое восстановление железа из руды, водородные процессы восстановления металла из оксидов и т.д.)

Энергетический эффект• По оценкам МЭА (WEO 2009), энергопотребление в

промышленности вырастет до 4,9 млрд. т у.т. к 2030 году и до 6 млрд. т у.т. к 2050 году. По более оптимистичному сценарию МЭА (АСТ МАР 2006), потребление вырастет до 5,56 млрд. т у.т., при этом сильно упадет доля угля (в основном за счет газа). По оценкам Гринпис, при внедрении ЭЭ технологий потребление стабилизируется на уровне 4 млрд. т у.т. к 2030 г. и снизится до 3,9 млрд. т у.т. к 2050 году.

3.2.2. Химическая промышленность

Технологические тренды• Новые способы сепарации, на которые уходит до 40% всей

энергии, используемой химической промышленностью, например. В нефтехимии переход на мембранные технологии позволяет снизить потребление энергии на разделение на 80%. Применение мембранных технологий в производстве полиэтилена снижает удельное энергопотребление на 35%.

• Нетермические способы активации химических реакций, например фототермические способы активации, что позволит использовать напрямую солнечную энергию.

Энергетический эффект• По оценкам ECOFYS, снижение удельного энергопотребления в

химической отрасли может составить 45% к 2050 году. С учетом использования вторичного сырья этот показатель может вырасти до 55%.

3.2.3. Производство стройматериалов

Технологические тренды• переход на «сухой» способ получения цемента• Более тонкий помол при производстве цемента. • Армирование бетона волокном (шинный корд, отходы пластиков, волокна целлюлозы,

минеральные волокна), • применение углеродных наночастиц для изменения микроструктуры цемента,

использование активированной (гидроксилированой) воды вместе с использованием программ расчета строительных конструкций позволяют снизить удельный расход цемента.

• Использование в качестве сырья металлургических шлаков и золы-унос угольных ТЭС, трепела позволяет получить цемент без реакций с выделением СО2.

• Заменяющие бетон неуглеродные конструкционные материалы, не выделяющие СO: серобетон, литой базальт.

• Радикальной инновацией является электронно-лучевая технология производства цемента, созданная в России. Технология позволяет производить цемент периодически и использовать временный избыток электроэнергии. Перспективы этой технологии определяются перспективами ВИЭ.

Энергетический эффект- Переход на сухой способ получения цемента позволяет сократить удельное

энергопотребление в 2 раза. Производство цемента обеспечивает 5% всех парниковых выбросов в энергетике.

4. Производство первичной электроэнергии: некоторые

тенденции

Производство энергии: газ

До 2030 года мировое потребление газа будет расти по сценариям и МЭА, и Гринпис.

• Новые виды газа:• Биогаз, • Газ свалок • Газ угольных пластов• Сланцевый газ

С появлением транспорта cжиженного газа Газпром потерял

монопольное положение в Европе. Доля Газпрома в ЕС-27 – 25%

Следствия:3. Газ-газовая конкуренция

(между разными видами газа)4. Избыток мощностей по добыче и транспортировке

газа

• Нужны ли в Европе контракты типа «Take or Pay»?

• Есть ли в Литве терминалы для СПГ?• Планируется ли распределительная сеть

для биогаза?

Нефть

• Пик потребления - до 2020 года

• Как быстро автомобилестроители перейдут на гибриды и электромобили?

• Как долго люди будут ездить на старых автомобилях?

Прогноз МЭА продаж новых видов автомобилей

Гибриды, заряжаемые и от розетки

Электромобили

Расход топлива на Квтч

4.1. Развитие возобновляемой энергетики

Ввод новых мощностей в электроэнергетике в ЕС в 2009 г.

Ввод мощностей в электроэнергетике в мире

4.2. Субсидирование и себестоимость ВИЭ и

традиционных источников

• Субсидирование традиционной энергетики (не только электроэнергетики) только в развивающихся странах достигает 500 млрд. долл. в год. Субсидирование ВИЭ составляет порядка 100 млрд. долл. в год.

• По удельным показателям на единицу энергии субсидирование ВИЭ выше, но с учетом сроков субсидирования (традиционная энергетика субсидируется гораздо больше) ВИЭ находятся в менее выгодном положении.

• Субсидирование традиционной энергетики не имеет граничных сроков, т.е. рассчитано на неопределенно долгую перспективу вследствие постоянного удорожания топливного цикла, а в атомной энергетике еще и вследствие роста требований к ядерной безопасности.

До 2030 года ВИЭ станут конкурентоспособными с учетом фотовольтаики. Без учета фотовольтаики ВИЭ станут

конкурентоспособными примерно к 2020 г. В некоторых секторах биоэнергетики и ветровой энергетики ВИЭ

уже дешевле традиционных источников энергии.

4.3. Ядерная энергетика

С 2006 года абсолютное производство электроэнергии на АЭС падает.

Выработка электроэнергии на АЭС мира

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

годы

мл

рд

. кВ

тч

Впереди – массовый вывод реакторов из эксплуатации

Распределение действующих реакторов по году пуска

0

5

10

15

20

25

30

35

2010

2008

2006

2004

2002

2000

1998

1996

1994

1992

1990

1988

1986

1984

1982

1980

1978

1976

1974

1972

1970

1968

год пуска

чи

сл

о р

еакто

ро

в

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

мо

щн

ость

, М

Вт

В мире с 2006 г. ввод ядерных генерирующих мощностей меньше не

только ввода ветровых, но и солнечных.

Без Китая: ввод ядерных и возобновляемых мощностей

0

5000

10000

15000

20000

25000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

МВ

т

ввод АЭС

начало стр-ва

ввод ВЭС

ввод ФЭС

В Китае ветровая энергетика опережает ядерную

Китай: строительство ядерных и ветровых электростанций

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

МВ

т

ввод АЭС

начало стр-ва

ввод ВЭС

Где делают ставку на ядерную энергетику?

Число строящихся ядерных реакторов по странам

0 5 10 15 20 25 30

PAKISTANARGENTINA

IRAN, ISLAMIC REPUBLIC OFUNITED STATES OF

BRAZILFRANCEFINLAND

SLOVAK REPUBLICUKRAINE

BULGARIATAIWAN, CHINA

JAPANKOREA, REPUBLIC OF

INDIARUSSIAN FEDERATION

CHINA

Доля строящихся реакторов

• Европа - 5% • Америка – 12%• Россия – 17%• Остальная Азия – 63%

• Литва –в Европе или в Азии?

РБМК (Grafite Light Water Reactor -графитовый водоохлаждаемый реактор) –

исторически первый тип реактора, завершающий жизненный цикл

ВВЭР (Power Water Reactor – реактор с водой под давлением) –пришел на смену

графитовым и широко применяется в энергетике и на ядерных кораблях.

Проблемы ядерной энергетики:

• РАО и ОЯТ – необходимость долгого хранения.

• Ограниченные запасы урана. Быстрые реакторы остаются на стадии экспериментов из-за технических проблем.

• Дефицит добычи после завершения программы ВОУ-НОУ

• Опасность утечки радиоактивности • Риски нераспространения• Избыточная мощность основных типов

реакторов

Новые типы реакторов после 2020 года:

• Со свинец-висмутовым теплоносителем (быстрые?)

• Подкритические реакторы с нейтронным пучком

Директор НИИ АР – с 2011 года зам. Генерального директора

МАГАТЭ по энергетикеАлександр Бычков:

• Развитие нетрадиционных энергетических технологий заметно опережает развитие атомной энергетики

• Новые реакторы будут конкурировать не с существующими реакторами, а с новой энергетикой

4.5. Улавливание и захоронение углерода (CCS)

• Для снижения выбросов углекислоты было предложено улавливать и связывать углекислый газ (Carbon Capture and Storage). Существуют две основных технологии: интенсифиикация поглощения СО2 растениями (например, в бассейне с водорослями) или захоронение в горных породах (в том числе в нефтегазовых пластах).

• По оценкам МЭА, внедрение CCS ведет к удорожанию конечной продукции угольных ТЭС на 21-91%. По оценкам Гринпис, снижение стоимости электроэнергии от ВИЭ сделает сжигание угля с CCS неконкурентоспособным.

Нужно ли Литве 3 ГВт новых мощностей?

Производство, импорт. экспорт, потери и конечное потребление электроэнергии

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

ГВтч

Produced

Imports

Exports

Gross consumption

Final consumption

Насколько выгодна внешняя торговля электроэнергией АЭС?

цена экспорта-импорта электроэнергии, лит/кВтч

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

ли

т/к

Втч

экспорт

импорт

Экспорт и импорт электроэнергии

0

100

200

300

400

500

600

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

мл

н.

ли

т

экспорт

импорт1энергоблок 1350 МВт не спасал от необходимости импорта электроэнергии

Дефицит мощности:

Беларусь – 1500- 2000 МВт (замещение старых)

Литва – 400-600 МВтКалиниградская область – 120-200 МВт.

Энергоблоки мощностью более 1000 МВтдля региона избыточны.

Wind speed

Average wind speed in 10 m height

Average wind speed in 100 m height

WT – 3.6 MW:

The nominal capacity is reached at WS 15-27 m/s – 429 hs/year (4.9%)

More than 50% of power achieved when WS – 10-27 m/s – 2387 hs/year (27,2%)

The operational WS is 4-27 m/s 7313 hs/year (83%)

Ветропотенциал Литвы

Три АЭС: сравнительная таблица

СтроитсяПереговоры Поиск инвестораСтадия проекта

+/- +/- +/- Общественный

консенсус

НетДаДа Необходимость во

внешнем инвесторе

- + +/ - Наличие рынка сбыта

НетНет Да

(на Восток)

Наличие распределительных

сетей высокого напряжения

ВВЭР (PWR)ВВЭР (PWR)PWR (?)Тип АЭС

БалтийскаяБелорусскаяВисагинская

Как важно планировать правильно?

Благодарим за внимание!

Богданович Марина[email protected]

Шкрадюк Игорь[email protected]