1

Газ VS уголь

35
5 минут

Эксперт

Руководитель Центра технологического прогнозирования в энергетике НИУ ВШЭ, кандидат физико-математических наук
Прогнозируется, что к 2040 году мировое потребление энергетических ресурсов возрастёт примерно на одну треть и составит порядка 18 млрд т н.э. К чему приведет возросшая конкуренция на энергетических рынках, каким будет соотношение генераций, сократится ли предложение углеводородов и появятся ли новые усовершенствованные технологии производства электроэнергии?

Руководитель Центра технологического прогнозирования в энергетике НИУ ВШЭ Анатолий Афанасьев попытался ответить на эти вопросы в своей статье «Уголь VS газ», которую опубликовал журнал «Энергия: экономика, техника, экология». Энергия 4.0 приводит текст со значительными сокращениями.

«В России в среднесрочной перспективе стоит ожидать продолжения замещения изношенных и морально устаревших угольных генерирующих мощностей газовыми, что в целом укладывается в мировые тренды. Хотя в перспективе доля угольной генерации будет продолжать снижаться, в абсолютных величинах она будет изменяться незначительно, оставаясь вплоть до 2040 г. на уровне 140–160 ТВт • ч в год.

Возникают вопросы: как долго может продолжаться технологическое соперничество угля и газа, и продолжат ли проигрывать угольные технологии газовым в среднесрочной перспективе (15–25 лет)?

Ответ на первый вопрос связывается с ожидаемым периодом истощения природных запасов угля и газа, который по разным оценкам значительно варьируется.

Так, например, в соответствии с оценками поисковой системы Knoema, выполненными на основе статистических данных компании British Petroleum, при сохранении нынешних темпов потребления и отсутствии открытия новых месторождений глобальные разведанные запасы угля будут исчерпаны через 153 года, природного газа – через 53, а нефти – через 51 год.

При этом отмечается, что разведанные запасы нефти и газа с 1980 г. по 2016 г. значительно увеличились (с 0.683 млрд до 1.707 млрд баррелей для нефти, и с 72 трлн до 187 трлн м3 для газа).

Следует, однако, отметить, что темпы дальнейшей разведки новых запасов ископаемых топлив будут неуклонно снижаться – новые запасы ископаемого топлива труднее найти, они значительно меньше по объёмам, чем те, которые были найдены в прошлом, и их труднее (дороже) извлечь.

Поэтому, учитывая, что уже следующие поколения столкнутся с ограничением ресурсов нефти и газа, уголь наряду с развитием неорганической энергетики (ВИЭ, атом) останется основным видом органического топлива, который будет использоваться для разных целей, включая производство электроэнергии.

Несомненно, технологии переработки и использования угля получат дальнейшее развитие, но при этом уже не будет имеющей место сейчас технологической конкуренции энергетического использования угля с другими видами углеводородного топлива. Скорее наоборот, дальнейшее развитие получат технологии конверсии угля в синтетическое жидкое и газообразное топливо.

Ответ на второй вопрос зависит от возможности развития в среднесрочной перспективе промышленных технологий с прямым окислением углеродсодержащего топлива (минуя стадию газификации) в топливном элементе, когда его электрический КПД достигает 65–70% с одновременным обеспечением прямого улавливания выбросов СО2.

Уголь, газ, атом, ВИЭ - что дальше?

Практически все сценарии развития энергетики (как, впрочем, и всех других отраслей, а также и экономики в целом) строятся на не столь уж отдалённую перспективу, максимум до 2040 г. Для такого периода результаты прогноза не могут сильно различаться, особенно учитывая большую инерционность энергетического сектора и огромные объёмы вовлечённых ресурсов.

Тем не менее, вполне ожидаемы новые технологические прорывы как в традиционной энергетике, включая атомную, так и в развитии новых возобновляемых источников энергии, а также технологические прорывы, позволяющие не только повысить эффективность использования первичных ресурсов, но и в обозримой перспективе изменить принципы работы электроэнергетических систем и энергетические рынки. К этим прорывам можно отнести уже упомянутые нами топливные элементы для стационарной энергетики и мобильных приложений, новые технологии аккумулирования энергии, «умные» сети, «виртуальные» электростанции, использование водорода в качестве энергоносителя, и др.

Уже сейчас широкое распространение получают возобновляемые источники энергии, прежде всего солнце и ветер, и дальнейшее развитие этих технологий ведёт к значительному изменению баланса первичных источников энергии во всех рассматриваемых сценариях. Однако в рассматриваемый период уголь и газ, наряду с жидким топливом, используемым прежде всего на транспорте, остаются в основе энергобаланса практически всех стран. Естественно, совершенствование «угольных» и «газовых» технологий и их конкуренция продолжатся и после 2040 г.

Следует ли ожидать полного прекращения использования ископаемого топлива в отдалённом будущем? Конечно, так и произойдет хотя бы по причине ограниченности ресурсов ископаемых видов топлива и его удорожания по мере истощения запасов. При этом первыми закончатся нефть и природный газ. Следует также учесть особую ценность угля и газа (не говоря уже о нефти) для интенсивно развивающихся отраслей углехимии и газохимии. Переход к более рациональному использованию этих видов топлива в интересах национальной экономики будет зависеть от уровня экономического и технологического развития конкретных стран и определяться основными положениями их экономической и энергетической политики.

В очень отдалённой перспективе (конец XXI – начало XXII века) можно полагать, что будет решена проблема управляемого термоядерного синтеза, региональные энергосистемы будут объединены в единую глобальную энергосистему (с обменом электроэнергией, ресурсами и технологиями), начнут отрабатываться основные элементы космических энергосистем с размещением генераторов электроэнергии на орбите Земли (фотопреобразование солнечной энергии) или на Луне (термоядерный синтез) и с передачей энергии на Землю (микроволнами).

Несмотря на всю фантастичность этих предположений, основы таких технологий начали рассматриваться (в том числе в научных центрах России) ещё в конце прошлого века, и заинтересованный читатель легко найдёт соответствующую информацию в сети Интернет. А вот энергоснабжение в период (десятилетия и даже столетия), необходимое для практического решения этих проблем, могут обеспечить возобновляемые источники энергии, атомная энергия и, возможно, частично, уголь».
  • Комментарии
Загрузка комментариев...