1.2.1. Устойчивое развитие и ноосфера: глобальные проблемы энергетики

За истекшее столетие человечество сожгло топлива больше, чем за всю свою предыдущую историю. Причём основная масса потребленного органического топлива приходится на вторую половину XX в.

После первого нефтяного кризиса в 1973 г. большинство развитых стран мира изменило свою энергетическую стратегию, определив при-оритеты развития энерготехнологий с использованием НВИЭ. Однако в дальнейшем колебания конъюнктуры топливного рынка и снижение цен на ТЭР сдерживали тормозящее воздействие на развитие альтернативного направления в энергетике (разумеется, за рубежом это сказалось слабее, чем в России, где ТЭР были и остаются одной из главных статей экспорта). В приложении 1 приведены показатели мирового энергобаланса на 1990-2010 гг. (как они представлялись в 1995 г. [17]). Однако этот прогноз сделан практически без учета динамики экологических показателей и их влияния на экономические величины, кроме того, в этом энергобалансе не учтены тенденции к истощению ресурсов органического топлива и динамики политических решений в мире в отношении устойчивого глобального развития.

За последние 20 лет число природных катаклизмов (и в первую очередь ураганных ветров и наводнений в результате глобального потепления) выросло в 4 раза, объём наносимого ими материального ущерба

в 8 раз, а потери страховых компаний, связанные с этими бедствиями,

в 15 раз [12]. Прогноз на 2100 г. показывает пятикратное увеличение энергопотребления в мире, что в случае сохранения тенденций исполь-зования ТЭР может привести к увеличению выбросов С02 в 3,5' раза и, как следствие, к катастрофическим изменениям климата [12]. В настоящее время ежегодный мировой объём выбросов парниковых газов оце-нивается в 25,7 млрд т эквивалента СОд (более 25% приходится на США, около 25% - на страны ЕС, 14% - на Китай и более 7% - на Россию) [13].

Во многих странах мира приняты законодательные акты, определяющие своеобразный экологический налог на загрязняющую деятельность энергообъектов. Например, в США тонна выбросов диоксида серы оценивается в 1 700, тонна оксида азота - в 7 200, а тонна диоксида углерода - в 24 дол. США [14]. В соответствии с этим себестоимость производимой энергии, особенно для электростанций, работающих на угле и нефти, существенно возрастает, что в целом снижает рентабельность топливного энергопроизводства и стимулирует переход к альтернативным видам преобразователей энергии.

Резолюции форума по устойчивому развитию на планете (Рио-де-Жанейро, 1992 г.), всемирного Солнечного саммита в Хараре (Зимбабве, сентябрь 1996 г.) и особенно экологического форума в Киото (1997 г.), существенно повлияли на стратегии развития энергетики большинства стран мира (в работе форума в Киото принимали участие более двух тысяч делегатов из 159 государств мира, в том числе члены и руководители правительств). Решения конференции в Киото (после их ратификации) носят обязательный характер. На основании итогового протокола объём выбросов «парниковых газов» (углерода, метана, закиси азота, гидрофлюрокарбона, перфлюрокарбона и гексахлорида серы) в период до 2012 г. должен уменьшиться, по сравнению с уровнем 1990 г., на 5,2%. При этом для каждого государства установлены свои численные ограничения, на которые должна быть сокращена эмиссия газов: для США - 7%, Европейского союза - 8, Японии, Канады, Венгрии, Польши - 6%. Трем странам разрешено увеличить эмиссию парниковых газов: Исландии — на 10%, Австралии - на 8, Норвегии - на 1%. Россия, Украина и Новая Зеландия должны к 2012 г. сохранить уровни эмиссии газов 1990 г. По прогнозам некоторых экспертов США, реализация принятых условий для этой страны может обернуться существенным повыше-нием цен на газ, электроэнергию, бензин и потерей миллионов рабочих мест1.

Квоты на эмиссию «парниковых газов» практически принуждают государства заниматься энергосбережением и развитием альтернативной энергетики с применением НВИЭ.

f Подколзииа О.Н. Итоги конференции в Киото об экологии Земли в 21 веке // Финансовые известия. 1997. 23 дек.

тающих на угле и мазуте, составляет: углекислый газ — 750-1250 г, пепел - 40-70 г, двуокись серы - 5-8 г, окись азота - 3-6 г [5]. Экологический налог на выбросы ТЭС в размере от 10 до 30% стоимости нефти

I

введён в Швеции, Финляндии, Нидерландах и других странах Европы. Не менее суровые суммы введены в США (24 дол. за тонну диоксида углерода в штате Массачусетс [14]). Средняя величина налога на СОгв странах Евросоюза — 10 дол. за тонну [18].

Можно рассмотреть различные варианты развития энергетики в мире и их последствия: существует ряд прогнозов увеличения НВИЭ в мировом балансе энергоресурсов [5, 6, 9, 16, 17, 21]. В работе [5] показано, что стабилизация концентрации двуоксида углерода в атмосфере с медленным ее последующим снижением может произойти при увеличении доли НВИЭ в общем, мировом энергобалансе не менее чем на 40% к 2050 г. Чтобы это произошло, необходимо уже в первое десятилетии XXI в. создать основы индустрии альтернативных энерготехнологий, а также правовую базу развития нового направления в полномасштабной энергетике. К сожалению, темпы развития альтернативной энергетики в мире неравномерны и отстают от требуемых: согласно прогнозу Мирового энергетического конгресса, доля НВИЭ в 2020 г. составит всего 5,6-5,8% от общего потребления [17]. Программы и концепции развития направления требуют глубокой корректировки: чтобы соблюдались ус-ловия снижения концентрации С02 (не менее 40% НВИЭ в балансе энергоресурсов к 2050 г.), следует к 2020 г. достичь доли НВИЭ в 3 раза большей, т.е. не менее 17% в мировом балансе энергоресурсов. Однако должны быть учтены темпы исчерпания основных видов топлива. Следовательно, назрел пересмотр подхода к определению темпов развития нетрадиционной энергетики.

Многие ведущие страны мира запланировали существенное увеличение доли НВИЭ в собственных энергобалансах в ближайшее десяти-летие — от 9 до 20% [17].

Экономические показатели традиционных преобразователей энергии за рубежом приведены в приложении 2 (табл. 1). Здесь величины показателей указаны без учета влияния «экологического налога», который, например, для Европы составляет от 1 до 2,5% себестоимости 1 кВт-ч [20], Эти показатели имеют тенденцию к росту, в то время как экономические показатели нетрадиционных преобразователей энергии (НПЭ) с использованием НВИЭ непрерывно снижаются на протяжении последних лет [16].

В табл. 2 (приложение 2) отражены прогнозные оценки удельных капиталовложений в строительство нетрадиционных электростанций [17]. Из данных табл. 2 следует, что наиболее быстрые темпы развития у ветровых и фотоэлектрических НПЭ, однако, как будет показано в сле-дующей главе, такой прогноз устарел и нуждается в серьезной корректировке.

В табл. 1 (приложение 3) приведены существующие и прогнозируемые показатели себестоимости электроэнергии НПЭ за рубежом (как они представлялись в начале 1990-х гг.) [17]. Следует отметить, что здесь даны слишком оптимистические оценки, а для фотоэлектрических НПЭ явно ошибочные (см. гл. 2), тем не менее они наглядно иллюстрируют динамику развития показателей НПЭ.

При учёте экологического воздействия энергетики необходимо принимать во внимание факторы, не только влияющие на глобальные изменения климата, но и прямо воздействующие на здоровье людей, на жизнедеятельность других организмов, т.е. на биосферу. Такие исследования были проведены в разное время в ряде стран мира. Например, согласно исследованиям, проведенным в США в 1977 г., выделение сернистого газа только одной ТЭС, работающей на угле, мощностью 1 ООО МВт вызывает ежегодно около 25 смертельных случаев, б ООО заболеваний верхних дыхательных путей и создает убыток в 12 млн дол. из-за коррозии различных материалов [9]. Результаты исследований в Великобритании (1950-1959 гг.) показали существенную зависимость роста числа раковых заболеваний от увеличения традиционного энергопотребления [9]. Согласно отчету специалистов Всемирной организации здоровья, Американского агентства по защите окружающей среды и Всемирного института ресурсов, за период до 2020 г. вследствие загрязнения окружающей среды электростанциями, сжигающими уголь, могут умереть 8 млн чел. (в настоящее время число умерших оценивают в 700 тыс чел. в год) [8]. Сегодня практически не существует методик пересчета в стоимость энергии величин заболеваемости, смертности, снижения урожайности агрокультур, появления мутантов (как среди людей, так и среди других организмов) вследствие эксплуатации традиционной энергетики. С учетом названных факторов любой из традиционных видов энергопреобразователей не выдержит конкуренции с большинством преобразователей ВИЭ [21].

Особое место в традиционной энергетике мира занимает ядерная энергетика, возникшая в середине XX в. в основном для обеспечения нужд военного комплекса. В настоящее время в мире работает более 442 ядерных энергоблоков. Они ежедневно производят более 26 т радиоактивных отходов [8]. Иллюзия «полной безопасности» атомной энергетики, которую проповедовали ее создатели, была нарушена после крупнейших аварий на АЭС в Великобритании, США и СССР, особенно после Чернобыльской аварии, потери от которой за минувшее с тех пор время существенно превысили стоимость самой АЭС и всех построенных в стране [22].

Множество радиоактивных изотопов, попадая в окружающую среду, вызывает раковые заболевания, дефекты при рождении, снижает уровень защиты иммунной системы, увеличивает общую заболеваемость населения, проживающего вблизи объектов ядерной энергетики [22]. Ряд радиоактивных элементов может концентрироваться в пищевых цепях (биологическое направление), примером служит фосфор-32: в реке Колумбия (США) ниже Ханфордской АЭС концентрация этого изотопа в рыбе была в 5 000-30 ООО раз, а в нитчатых водорослях в 100 ООО раз выше, чем в воде [24]. Биологическое действие ионизирующего излучения изучается со времени трагедий в Хиросиме и Нагасаки. Достоверно известно, что радиация вызывает не только онкологические заболевания, но и генетические повреждения, т. е. мутации, которые могут быть переданы будущим поколениям [12, 26]. В работе [26] описано открытое не так давно явление, названное авторами «популяционная катастрофа»: после однократного облучения в дозе, существенно меньшей критической, т.е. не влияющей на непосредственную смертность облученных клеток и на способность их к делению, после нескольких делений облученная популяция клеток гибнет. Например, у дрозофил только в пятом поколении наблюдалось популяционное расслоение на две группы, вымирающие с разной скоростью, А это означает, что даже малые, «не опасные», как считалось до сих тор, дозы радиации могут внезапно, непредсказуемо отразиться на жизнеспособности отдельного поколения. Эти новые открытия в области генетических последствий радиоактивного облучения ставят вопрос об ограничении использования ядерных технологий и увеличении их безопасности.

Но и кроме названных, существуют серьезнейшие проблемы, связанные с функционированием АЭС: а) переработка отработанного ядерного топлива; б) вывод из эксплуатации отслуживших срок АЭС, их консервация и многолетнее (тысячелетиями) хранение; в) нейтрализация, утилизация и хранение радиоактивных отходов; г) охрана от террористов. В связи с тем, что большинство АЭС было построено в 1960-1970-е гг., именно на конец XX и на начало XXI в. выпадает ре-шение названных проблем [23]. Если учитывать при расчёте себестоимости энергии АЭС все затраты [16], связанные с переработкой отработанного ядерного топлива, консервацией и последующей охраной энер-гоблоков, захоронением и утилизацией отходов, компенсациями за потерю здоровья, за нанесенный окружающей среде вред (причём последний может вообще перевесить все остальные затраты - для будущих поколений), то станет ясно, что себестоимость атомной энергии существенно выше определяемой сегодня.

Столкнувшись с названными проблемами, а также с мощным общественным движением, многие страны мира пересмотрели стратегии развития ядерной энергетики: в частности, США с 1988 г. не строят реакторы на своей территории [23], а Германия — с 2001 г. В этих странах на государственном уровне приняты программы замещения АЭС по мере завершения срока их эксплуатации. Сегодня в мире лишь Россия, Франция, Япония, КНР и Иран планируют расширение мощностей атомных электростанций [10]. В то же время во Франции и Японии интенсивно развивается и направление освоения НВИЭ [17]. Следует отметить ещё один очень важный аспект - правовой. Практически во всех развитых странах мира приняты законы об использовании НВИЭ, включающие разделы о льготах для производителей и пользователей продукции нетрадиционной энергетики [17]. Именно благодаря этим законам идёт успешное развитие альтернативной энергетики в США и странах Европы.

Таким образом, острейшие эколого-экономических проблемы в мире, обусловленные деятельностью традиционной энергетики, невозможно решить традиционными, консервативными методами. Назрела необходимость альтернативного подхода, в котором на первое место выдвигается использование НВИЭ.