Иссякнут ли запасы нефти, сможем ли полностью от нее отказаться, и что ждет мировую энергетику в будущем? Об этом рассказал сотрудник РГУ нефти и газа им И. М. Губкина Артем Козионов.
Что значит нефть для промышленности и экономики?
Нефть сыграла ключевую роль во время Второй промышленной революции во второй половине XIX – начале XX века. Именно тогда – в 1859-м – зародилась нефтяная промышленность, объединив добычу и переработку нефти. В этом году была основана Pennsylvania Rock Oil – первая компания по добыче нефти в штате Пенсильвания.
Сначала из нефти делали керосин, на котором работали, например, настольные лампы. А затем – то-пливо, которое стало востребованным с развитием автомобилестроения, железнодорожного транс-порта и авиации. Так бензин пришел на смену газу и паровым двигателям.
Но к концу ХХ века роль нефти стала заметно падать: появились альтернативные источники топлива и энергии, а Четвертая индустриальная революция базируется уже на совсем других факторах. Глав-ные “двигатели прогресса” теперь – цифровые, а мировая индустрия стремится к наиболее экологич-ным альтернативам нефти.
Для мировой экономики нефть – один из базовых и самых динамичных рынков: здесь всегда есть ак-тивный спрос и предложение, высокая конкуренция и продвинутые механизмы для регулирования. Страны, обладающие нефтяными месторождениями, строят долгосрочные стратегии и планируют бюджеты с опорой на рынок нефти. Исчезновение этой опоры чревато затяжными глобальными кри-зисами.
Почему нефть не закончится
Артем Козинов называет 5 главных причин:
Мы до сих пор не знаем, как образуется нефть. На этот счет есть 2 теории: органическая и неоргани-ческая. Сторонники первой считают, что углеводороды появились в древности из органического ве-щества и планктона под воздействием высоких температур и давления. Вторые полагают, что нефть образовалась на большой глубине в мантии Земли из-за сложных химических реакций. Но обе теории говорят о том, что нефть возобновляема;
Нефть не всегда зарождается там, где ее добывают. Это также следует из теорий ее происхождения и означает, что новейшие методы разработки позволят снова и снова добывать нефть в нужных ко-личествах;
Человечество добывает меньше половины мировых запасов нефти. Даже при интенсивной добыче в нефтяных месторождениях мы извлекаем лишь меньшую часть углеводородов;
Нефть добывают далеко не из всех открытых месторождений. Многие из них пока плохо исследованы и не освоены;
Многие месторождения до сих пор не обнаружены.
Дополнительным фактором служит то, что добыча нефти ограничена международными организация-ми – такими, как ОПЕК и Международное энергетическое агентство.
Нефть vs альтернативные источники энергии
Есть и другие, возобновляемые источники энергии. Именно на них переключаются крупнейшие стра-ны-потребители энергии, считая такой способ генерации энергии более экологичным. Вторая причина перехода на альтернативные источники – перестать зависеть от нефтяных держав, которые исполь-зуют нефть в геополитических целях.
Основные виды возобновляемых источников энергии (ВИЭ):
Гидроэнергетика: источник энергии – вода.
Самый распространенный способ, при котором энергию вырабатывают с помощью плотины и турбин, которые вращают воду внутри. Потенциальная емкость гидроэнергетических станций – 30-40 тера-ватт-час в год. Однако этот способ приводит к изменению уровня воды в водоемах, сокращению в них кислорода, нарушению нерестового цикла рыб и другим негативным последствиям для флоры и фау-ны.
Ветроэнергетика: источник энергии – ветер.
Энергия также вырабатывается с помощью турбин, которые вращают ветер. Они гораздо дешевле, чем водяные, располагаются на высоте от 100 метров: это значит, что землю под ними можно ис-пользовать под сельхозугодья.
Дания, Германия и Нидерланды к 2050 году планируют возвести искусственный остров в море и раз-местить на нем ветроэнергетическую станцию, которая сможет вырабатывать до 100 Гигаватт/час энергии в год.
Главный минус этого источника – нестабильность: нужно дожидаться ветра, причем определенной си-лы. Это возможно только вдали от населенных пунктов, а значит, доставка энергии будет слишком дорогой.
Гелиоэнергетика: источник энергии – Солнце.
Такие станции могут быть устроены по-разному: например, накапливать солнечный свет с помощью батарей, которые преобразуют его в энергию. Второй способ гораздо проще и популярнее, но во мно-гих северных регионах солнечного света не хватает для того, чтобы полностью обеспечивать их энер-гией. И даже в очень солнечных местах есть смена суток и сезонов, поэтому выработка энергии будет неравномерной.
Волновая энергетика: источник – морские волны.
В этом случае специальные модули качаются на волнах и генерируют энергию из движения. Помимо генерации дешевого электричества такие станции защищают берега, а также мосты и опоры от раз-рушения. Однако их потенциал – всего 2 тераватт-час в год, они могут быть опасны для водного транспорта и создают шум, который пугает водных обитателей.
Геотермальная энергетика: источник – тепло + вода.
На глубине роют две скважины, в одну из которых подают воду. Она испаряется, нагреваясь от земли, пар проходит через вторую скважину и по трубам направляется в турбины, попутно очищаясь от при-месей. Это достаточно стабильный источник энергии, потенциал которого – 47 тераватт-час в год. Од-нако сейчас мы можем получить лишь 2% от этого объема.
По данным аналитической компании Enerdata, в Норвегии около 97% электроэнергии добывается из альтернативных источников, в Новой Зеландии и Бразилии – около 80%, в Германии, Италии, Испа-нии и Великобритании – 30-40%. В России доля потребления из ВИЭ – 17,2%.
Билл Гейтс, один из влиятельнейших идеологов ВИЭ, в одном из интервью приводит такие цифры: в Токио 3 дня в году действует циклон, из которого можно было бы сгенерировать колоссальное коли-чество энергии. Этого хватило бы на весь 27-миллионный мегаполис. При этом электричество, полу-ченное традиционным способом, создает 25% от всех вредных выбросов.
Недостатки возобновляемой энергетики
ВИЭ дешево добывать, но дорого передавать. По данным Международного энергетического агентст-ва, передача энергии, полученной из ветра, в 3 раза дороже, чем из угля. То же самое можно сказать и про ядерную энергетику. Это связано еще и с тем, что добывать энергию с помощью ВИЭ можно лишь вдали от населенных пунктов – то есть главных потребителей. Нужно заново построить целую инфраструктуру для передачи энергии;
Нестабильность источников. Получать энергию из ветра можно только 25-35% времени, из солнца – 10-25%. Уровень контроля в таких энергосетях тоже намного ниже, а мощность сложно стабилизиро-вать;
Современные аккумуляторы пока не могут накапливать достаточно энергии от ВИЭ, чтобы ей можно было пользоваться, пока станции простаивают;
Чтобы построить станции для генерации энергии из альтернативных источников, нужны все те же уг-леводороды, которые пока что нечем заменить;
Наконец, самое главное: альтернативные источники энергии пока что не покрывают всех потребно-стей. На данный момент их главный плюс – экологичность и быстрая возобновляемость.
Как будет развиваться энергетика дальше?
Центр энергетики “Сколково”, совместно с Институтом энергетических исследований (ИНЭИ) РАН, представил свой прогноз до 2040 г. Из него следует, что мировая энергетика уже находится на пороге глобальной трансформации – “четвертого энергоперехода”: первый был связан с развитием добычи угля, второй – нефти, третий – газа. Это значит, что доля ВИЭ будет нарастать, вытесняя нефть и газ.
В прогнозе описаны 3 сценария:
Консервативный: технологии и потребление энергии останутся на текущем уровне или вырастут не-значительно. Доля ВИЭ в мире составит 35%, в России – 15%;
Инновационный: ускорение развития технологий и перехода на ВИЭ. Распределение долей – 40% и 16% соответственно;
Энергопереход: еще большее ускорение технологий и особый акцент в политике государств на отказе от углеводородов. В этом случае в мире на ВИЭ будет приходиться 49%, в России – 21%.
По мнению авторов исследования, все три сценария для России будут негативными: первыми сокра-тятся поставки именно российской нефти, что обернется для нас долгосрочной экономической стаг-нацией. В России уже готовятся к такому сценарию: действует госпрограмма поддержки развития ВИЭ до 2035 года. Она предполагает, что всем станциям на основе ВИЭ вернут инвестиции. Это по-может сделать “зеленую” энергию дешевле и доступнее, а ее доля в общей выработке вырастет до 3,3%.
Когда мы откажемся от нефти?
Сегодня нефть по-прежнему является топливом № 1 в мире: доля ее потребления – 31%, то есть вы-ше, чем уголь, газ и возобновляемые источники. Но это уже на 14% меньше, чем в начале 1970-х, на пике развития индустриальной экономики. Отчасти повлияли ограничения на добычу нефти, впервые введенные в 1973 году ОПЕК для борьбы с нефтяным кризисом.
Дальше будет примерно следующее:
Некоторые эксперты считают, что к 2050 году спрос на сырую нефть сократится до 14 млн. баррелей в день (прогноз на 2021 год – 96,7 млн. баррелей);
Потребление сырой нефти для нужд энергетики упадет с 11 до 4 млн. баррелей в сутки. В падении спроса сыграет роль и то, что международные организации ставят целью перерабатывать до 75% всего пластика. Это, в свою очередь, сократит потребность в новых пластиковых изделиях, которые тоже производят из нефтепродуктов;
Спрос на нефтехимию – то есть продукты нефтепереработки – наоборот, в ближайшие 20-30 лет вы-растет до 2 раз. За последние 10 лет он увеличился на 50%, за счет бурного роста городской инфра-структуры в США, Канаде, Японии, Китае и Южной Корее;
Потребление нефти в сферах строительства и сельского хозяйства вырастет, если прирост мирового населения останется на том же уровне. К 2050 году эти отрасли будут потреблять на 46% больше нефти, чем сейчас: 28 млн. баррелей в день;
Другие эксперты отмечают влияние пандемии, которая привела к обвалу спроса на нефть, но в будущем все вернется к доковидным показателям – в основном, за счет развивающихся стран.
Крупнейшие мировые поставщики нефтепродуктов тоже пока не пришли к единому сценарию. К примеру, Exxon удваивает объем добычи, рассчитывая на устойчивый рост спроса на нефть и газ. В то же время BP, напротив, переходит на возобновляемые источники энергии.
Но все сходятся в том, что сейчас нефтяная отрасль переживает один из самых сложных периодов, начиная с 1960-х годов. При этом пик спроса на нефть уже пройден, а для газа он наступит в ближайшие 5 лет. Стратегия нефтяного рынка, безусловно, будет меняться. Но глобальный отказ от нефти мы увидим не раньше, чем через 20-30 лет, в том числе – из-за экологических факторов. К примеру, производство 1 кг литий-ионных аккумуляторов, на которых работают электрокары, приводит к выбросу 2,5 кг эквивалента CO2. При добыче 1 кг нефти этот показатель составляет 0,15 кг.
Артем Козинов добавляет, что углеводороды уникальны своей высокой энергоемкостью за счет особенных химических связей. Поэтому в ближайшие 80-100 лет нефть и газ гарантированно останутся главными источниками энергии. (Eenergy.media/Энергетика Украины и мира)