Технологии для поколения Греты

Где искать источники энергии для перегретого мира

Русский репортерHi-Tech

Технологии для поколения Греты

Где искать источники энергии для перегретого мира

Текст: Ирина Смазневич

В конце сентября Россия ратифицировала Парижское соглашение по климату, призванное замедлить глобальный перегрев, ограничив выбросы парниковых газов. Но сможет ли цивилизация существовать без нефти и угля? Как скоро, в какой степени и чем именно возможно их заменить? Как мы будем отапливать дома, чем заправлять машины, на чем готовить, откуда получать свет? С помощью экспертов «РР» изучил ближайшие перспективы основных источников энергии, доступных человечеству.

Энергия для будущего

Парижское соглашение по климату в 2015 году заключали 192 страны, договорившиеся не допустить повышения средней температуры на планете к 2100 году более чем на 2 °C по сравнению с доиндустриальной эпохой. Но как это сделать? Уже в 2017-м США вышли из соглашения: слишком невыгодно в краткосрочной перспективе — пусть другие занимаются глобальными проблемами. Цивилизации нужно все больше дешевой энергии, а как ее получить, если не из угля, нефти и газа? Климатические последствия настанут когда-нибудь потом, а энергия нужна прямо сейчас. Проблему очень трудно решить только за счет воспитания сознательного отношения к экологии — людей, которые принимают сегодня глобальные решения, так просто не перевоспитать. Ключ к решению — альтернативная дешевая энергия. Но где ее взять?

Прогнозы по энергетике сегодня строятся в основном на 2040 год.

— Институт энергетических исследований РАН рассматривает три сценария: консервативный (сохранение текущей ситуации), инновационный (ускорение развития технологий) и наиболее прогрессивный — энергопереход, — говорит академик Сергей Алексеенко, заведующий лабораторией проблем тепломассопереноса Института теплофизики СО РАН, лауреат премии «Глобальная энергия — 2018». — Энергопереход — это глобальная трансформация энергосистем, состоящая из четырех элементов: энергоэффективности, декарбонизации, децентрализации и цифровизации.

В 2018 году лишь 36% энергии генерировалось с помощью низкоуглеродных технологий; всю остальную энергию давали уголь, нефть и газ. В этом же году объем выбросов парниковых газов в атмосферу достиг исторического максимума. По данным Института мировых ресурсов, больше всех загрязняют воздух главные потребители ископаемых углеводородов — Китай (28% от общемировых выбросов), США (15%) и Индия (7,3%).

Часть аналитиков считает, что до середины века ситуация с источниками энергии кардинально не изменится. Смелее в оценках компания McKinsey Energy Insights: она прогнозирует, что потребление первичной энергии удвоится к 2050 году — именно за счет возобновляемых источников, которые к тому времени будут давать 73% ее объема. Отдельные страны строят грандиозные планы: так, Дания собирается к 2030 году вырабатывать 100% электричества с помощью возобновляемых источников.

Другая важнейшая тенденция — развитие систем хранения энергии. В конце сентября премию «Глобальная энергия», вручаемую ученым всего мира за разработки в энергетике, получили авторы исследований как раз в этой сфере. Датский профессор Фреде Блобьерг был награжден за вклад в развитие интеллектуальных систем управления для возобновляемой энергетики, а американский профессор Халил Амин — за разработки для различных типов батарей и аккумуляторов.

Особенно остро вопрос накопления стоит сегодня в сегменте возобновляемой энергии. Она все более конкурентоспособна: скоро будет выгоднее строить новые ветровые и солнечные станции, чем эксплуатировать старые тепловые. Уже сегодня самое дешевое электричество вырабатывает ветроэнергетика, за ней следуют солнечные панели, а дальше с большим отрывом — парогазовая генерация, говорится в докладе инвестиционного банка Lazard.

Поэтому неудивительно, что инвестиции в зеленую энергию достигают рекордного уровня. И не только на Западе — в топ-5 стран по вложениям сегодня входят Китай (70 миллиардов евро в год), США, Япония, Индия и Германия. На что же направляются эти средства?

1Нефть

Прогнозы

Главный источник энергии для современной цивилизации — нефть. По данным МАГАТЭ, в 2018 году на жидкие углеводороды приходилось 40% от мирового конечного энергопотребления (на электричество — всего 19%).

Нефть — это в первую очередь топливо. Конечно, ее используют не только для добычи энергии, но и как сырье для машинного масла, строительных материалов и бытовой химии, вездесущих пластика и синтетики. Но на неэнергетические нужды уходит лишь пятая часть «черного золота».

На постиндустриальном Западе спрос на жидкие углеводороды уже падает и будет падать. Но глобальный спрос на нефть не упадет в следующие двадцать лет, даже если все человечество пересядет с бензиновых автомобилей на электротранспорт, считают аналитики GEO. Ведь спрос неизбежно будет расти на гораздо более многолюдном Востоке и в Африке вместе с ростом потребностей развивающихся экономик.

Нефть — невозобновляемый ресурс, а значит, однажды его общемировая добыча должна достигнуть пика. Разные исследователи «назначали» пик добычи сначала на 1970-е, затем на 2000-й и на 2025-й годы. Пока максимум не пройден.

Горение сопутствующих газов при нефтедобыче на одном из нефтяных месторождений Самарской области

Проблемы

Нефтедобывающую отрасль сдерживает Парижское соглашение, обязывающее сокращать выбросы углекислого газа, чтобы не усиливать климатический кризис. Для этого нужно или лучше очищать выхлопы, или сжигать меньше ископаемого топлива.

Запасы нефти неизбежно закончатся. С 1984 года ежегодная мировая нефтедобыча обгоняет объем разведки. Известные месторождения исчерпаются через 40–60 лет, а в России — уже через 20 лет, говорит академик Сергей Алексеенко.

Решения

Временным решением может стать добыча сланцевых нефти и газа, запасы которых огромны: 2,8 – 3,3 триллиона баррелей извлекаемой сланцевой нефти против 1,7 триллиона баррелей традиционной. По словам Сергея Алексеенко, к 2040 году ожидается 10–13% сланцевой нефти в общей нефтедобыче. «Но эти виды газа и нефти относятся к трудноизвлекаемым — с сопутствующими экологическими проблемами», — подчеркивает ученый. Требуется больше буровых работ, скважины быстрее истощаются, химикаты в буровых жидкостях загрязняют грунтовые воды. Сланцевые углеводороды сосредоточены в малых замкнутых полостях в плотной непроницаемой породе, поэтому используются метод гидроразрыва пласта и горизонтальное бурение, чтобы соединить полости и собирать ископаемые с больших пространств.

Преимущества нефти — высокая плотность энергии (количество энергии на единицу объема) и удобство транспортировки по сравнению с углем и газом. Поэтому индустрия пытается найти заменитель. Например, есть идея делать жидкое биотопливо из микроводорослей или из отработанного растительного масла. На таком горючем авиакомпания Finnair этим летом совершила два пассажирских рейса из Сан-Франциско в Хельсинки.

2Газ

Прогнозы

Сгорая, газ дает энергию для приготовления пищи и обогрева, для движения транспорта, для выработки электричества. При сжигании он выделяет меньше углекислого газа, чем уголь или нефть, поэтому в ближайшие десятилетия энергоноситель будет востребован даже при экологических ограничениях.

Потребление газа вырастет в развивающихся регионах — Китае, Южной и Центральной Америке, Индии, говорится в докладе GEO. К 2040 году природный газ станет вторым после нефти крупнейшим источником энергии (сейчас второй — уголь) c долей 27%.

— Но разведанных месторождений газа миру хватит всего на 40–60 лет, а России — на 80, — говорит Сергей Алексеенко. — Тут наша страна лидирует, у нас около 18% мировых запасов.

Недавно построенная подстанция по распределению шельфового газа в Пенсильвании

Проблемы

У газовой энергии есть три главные проблемы. Во-первых, эти ресурсы все-таки истощаются, даже если распространится технология добычи сланцевого газа. Во-вторых, природный газ небезопасен из-за угрозы взрыва — как для рабочих в процессе добычи, так и для потребителя при эксплуатации. В-третьих, при его сжигании выделяется углекислый газ, пусть и не так много.

Решения

Первое решение — использовать газ, который теряется при добыче нефти. Еще недавно эти попутные нефтяные газы (ПНГ) из соображений безопасности просто сжигали, отчего возникали характерные факелы на нефтяных вышках и химзаводах. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2017 году в мире было сожжено около 140 миллиардов кубических метров ПНГ, что эквивалентно годовому потреблению газа всей Африкой. Вдобавок в атмосферу из-за этого было выброшено около 270 миллионов тонн CO2. Поэтому все больше стран собираются ликвидировать эту практику к 2030 году. В прошлом году Всемирный банк объявил, что Россия стала мировым лидером по снижению объемов сжигания ПНГ.

Другая задача — использовать выхлопы. Технология улавливания и захвата углерода вошла в число 100 инновационных прорывов будущего, согласно докладу Евросоюза 2019 года. Идея в том, чтобы собирать углеродосодержащие газы из дымовых труб.

Еще один вариант — переход с ископаемого на синтетический газ, производимый с помощью зеленой электроэнергии, или на биогаз, например из рисовой шелухи, — именно так обеспечивается электричеством индийская деревня Тамакуай Радж.

3Уголь

Прогнозы

Уголь используется как топливо на тепловых электростанциях и в теплоснабжении. За четверть века мировой спрос на него увеличился, но неравномерно: на Востоке вырос втрое, а на Западе сократился на треть.

Однако даже в развитых странах уголь еще играет заметную роль — так, с его помощью производится 35% немецкой электроэнергии. И в общемировой электрогенерации этот энергоноситель пока доминирует: в 2015-м угольные ТЭС давали 39% электричества.

Но в ближайшие десятилетия уголь будет терять долю рынка. Хотя разведанных месторождений угля миру хватит на 150–200 лет, по словам Сергея Алексеенко, а Россия исчерпает свои 18% всех запасов (второе место в мире) лишь через 400 лет.

Проблемы

Плохие времена ожидают угольную отрасль из-за климатического кризиса и Парижского соглашения, ведь уголь — самый экологически грязный среди ископаемых углеводородов. Кроме того, его добыча слабо автоматизирована и требует присутствия под землей шахтеров, которые вдыхают угольную пыль и рискуют пострадать от взрыва скопившегося метана.

Поэтому развитые страны отказываются от угля в пользу возобновляемой энергии. Та же Германия собирается отказаться от угольной генерации электричества к 2038 году, а последняя угледобывающая шахта закрылась там в декабре 2018 года.

Еще одно обстоятельство — уголь начинает проигрывать зеленой энергии в цене, причем не только в Европе. Например, в ходе исследования в Индонезии, Вьетнаме и на Филиппинах организация Carbon Tracker выяснила, что проекты строительства новых угольных ТЭС в этих странах на общую сумму 120 миллиардов долларов — рискованные, потому что уже через десять лет строительство новой солнечной или ветроэлектростанции обойдется дешевле эксплуатации угольной ТЭС.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Ручной труд в тренде Ручной труд в тренде

Могут ли мейкеры создать новую экономику

Русский репортер
Что значит аббревиатура ЧСВ в молодежном сленге (и касается ли она как-то тебя) Что значит аббревиатура ЧСВ в молодежном сленге (и касается ли она как-то тебя)

Давай детально разберемся, что же такое ЧСВ

Playboy
Валентин Катаев Валентин Катаев

Страшно сказать, с годами я разлюбил Катаева

Дилетант
Без лишних слов Без лишних слов

Эмодзи — не просто забавные картинки

GQ
Сильный ход в глобальной газовой партии Сильный ход в глобальной газовой партии

Россия выстраивает стратегию реконфигурации мирового газового рынка

Эксперт
«Монблан потек?» «Монблан потек?»

«Огонек» выяснял, по ком звонит альпийский колокольчик

Огонёк
Исковая терапия Исковая терапия

Больные рассеянным склерозом вынуждены судиться для получения препарата

РБК
Соблазнение по знаку зодиака: как получить любого мужчину Соблазнение по знаку зодиака: как получить любого мужчину

Рассказываем, что нужно делать, чтобы к твоим ногам пал кто угодно

Cosmopolitan
Как носить пуховик: 7 крутых образов на каждый день Как носить пуховик: 7 крутых образов на каждый день

Мы покажем, как носить пуховик — самую удобную, практичную и красивую вещь

Cosmopolitan
Джокер, Терминатор и русская эротика: 10 главных фильмов октября Джокер, Терминатор и русская эротика: 10 главных фильмов октября

Выбрали десять картин, которые точно стоят внимания

Forbes
«Умный, но ленивый»: зачем школьнику быть лентяем «Умный, но ленивый»: зачем школьнику быть лентяем

Ленивых детей не бывает, лень — это всегда маска, защитная реакция

Psychologies
«Шапочная война» и другие способы испытать родительские границы «Шапочная война» и другие способы испытать родительские границы

Как лучше понимать наших детей и бережнее их воспитывать?

Домашний Очаг
Ученые впервые обнаружили скелет древней акулы. Чем он их удивил? Ученые впервые обнаружили скелет древней акулы. Чем он их удивил?

Ученые нашли полный окаменелый скелет акулы в гористой области в Марокко

National Geographic
TERA – марсианский дом на Земле TERA – марсианский дом на Земле

Компания AI SpaceFactory известна своими технологиями 3D-печати

Naked Science
Мощные вещи Мощные вещи

Какова движущая сила Четвертой промышленной революции?

РБК
Пунктуальность высокого полета Пунктуальность высокого полета

С ростом рынка авиаперевозок требуются новые меры контроля регулярности полетов

РБК
Анализы «на дому» Анализы «на дому»

Сегодня анализы можно сдать, купив экспресс-тест в ближайшей аптеке

Здоровье
Страх смерти и жажда казни: почему общество снова вспомнило о «высшей мере» Страх смерти и жажда казни: почему общество снова вспомнило о «высшей мере»

Преступление в Саратове вызвало волну обсуждений, надо ли вернуть смертную казнь

Forbes
«Нет прецедентов, чтобы женщина-режиссер сняла блокбастер в России»: Нигина Сайфуллаева о «Верности», ревности и феминизме «Нет прецедентов, чтобы женщина-режиссер сняла блокбастер в России»: Нигина Сайфуллаева о «Верности», ревности и феминизме

Фильм, который с полной уверенностью можно назвать самым провокативным

Forbes
Возвращение политики: Глеб Павловский об итогах протестного лета Возвращение политики: Глеб Павловский об итогах протестного лета

События лета 2019 года ознаменовали вступление России в новую фазу

Forbes
Кто такая Стейнберг — самая популярная молодая русская модель Кто такая Стейнберг — самая популярная молодая русская модель

17-летняя девушка из Новосибирска «сделала» 37 показов сезона весна-лето 2020

Vogue
Охота на Лисовую Охота на Лисовую

Мария Лисовая олицетворяет красоту землян в блокбастере «Вратарь Галактики»

Maxim
Вокруг света из-за 90 дней: кому выгодны новые правила налогового резидентства Вокруг света из-за 90 дней: кому выгодны новые правила налогового резидентства

Минфин предложил сократить срок минимального пребывания в России

Forbes
«Времена» и нравы «Времена» и нравы

Лилит Адибекян удалось выманить большие бренды из центра

Vogue
Жирное и сладкое в деле о холестерине Жирное и сладкое в деле о холестерине

Не виновато ли питание в том, что анализ на холестерин оказался повышенным

Здоровье
Как отличить оригинальное моторное масло от подделки Как отличить оригинальное моторное масло от подделки

Ни один автомобиль не сможет работать без топлива и масла в двигателе

Популярная механика
«Приезжать отказались». Почему в ГИБДД не хотят оформлять аварии «Приезжать отказались». Почему в ГИБДД не хотят оформлять аварии

Водители жалуются на отказы сотрудников ГИБДД выезжать на оформление аварий

РБК
Apple Arcade: обзор, игры, отзывы Apple Arcade: обзор, игры, отзывы

Все, что нужно знать о новом игровом сервисе Apple Arcade

Esquire
Фонарик Джека: тыква на Хэллоуин своими руками Фонарик Джека: тыква на Хэллоуин своими руками

В канун Дня Всех Святых тыква превращается в символ зловещего праздника!

Cosmopolitan
Стоматолог-ортопед — о том, как выбирать виниры Стоматолог-ортопед — о том, как выбирать виниры

Как виниры влияют на качество жизни

РБК
Открыть в приложении