Однією з основних тем, ви¬несених Росією на зустріч керів¬ників країн «великої вісімки», що відбулася у липні 2006 р. у Санкт-Петербурзі, була, як відомо, енергетична безпека. Серед офіційних документів саміту цієї теми стосуються три: Глобальна енергетична безпе¬ка, Доповідь Групи з ядерної та фізичної безпеки і Спільна заява президента В. Путіна і президента Дж. Буша. При цьо¬му не залишилася поза увагою спостерігачів та обставина, що за деякими аспектами глобальної енергетичної безпе¬ки (передусім розвитку ядерної енергетики як одного з пріоритетів світової енергетичної політики) позиції країн-учасниць помітно різняться. Скажімо, Німеччина не змі¬нила свого рішення в майбутньому відмовитися від цьо¬го способу отримання енергії, замінивши «мирний атом» вугіллям і відновлюваними джерелами енергії.

Проте головним з-поміж документів стало, на дум¬ку більшості політиків, комюніке з енергетичної безпе¬ки, в якому, зокрема, йдеться про підтримку принципів Енергетичної хартії та активізації міжнародної співпраці у сфері енергетики. Спільна заява містить, як правило, і заклики до «більшої прозорості, передбачуваності та ста¬більності глобальних енергетичних ринків».
НЕДОСКОНАЛА РЕГЛАМЕНТАЦІЯ Енергетична хартія — основний документ світової спільноти, що регулює міжнародні відносини і визначає правила дій у сфері енергетики, певний аналог Кіотського протоколу в енергетичній галузі. Спочатку запропонували Європейську енергетичну хартію, пок¬ликану регулювати всі питання співпраці між Західною та Східною Європою у сфері енергетики.

Європейську енергетичну хартію було підписано в Гаазі (Нідерланди) 17 грудня 1991 р. До 2003 р. до цього договору приєдна¬лася 51 держава не тільки Європи, але й Азії (17 країн і 10 міжнародних організацій мають статус спостеріга¬ча). Росія підписала, але не ратифікувала цей договір і бере участь у ньому лише на тимчасовій основі, напо¬лягаючи на доопрацюванні Енергетичної хартії перед її ратифікацією. Це дуже турбує насамперед європейські країни, адже кожен четвертий кубометр використову¬ваного там природного газу надходить сюди з Росії.

У хартії, зокрема, говориться про необхідність безперешкодного доступу до енергетичних ресурсів і транспортної інфраструктури країни, що володіє цими ресурсами та інфраструктурою, — по суті, йдеться про визнання права споживачів енергоресурсів розпо¬ряджатися багатствами країни та її інфраструктурою. Проте в ній немає нічого визначеного стосовно таких украй важливих для країни тем, як перспективи роз¬витку атомної енергетики, забезпечення транзиту енер¬горесурсів від постачальника до споживача та особливі режими інвестиції у ПЕК Росії у світлі забезпечення енергетичної безпеки. У зв'язку з цим Президент РФ В. Путін неодноразово заявляв, що Росія ратифікує цей документ тільки на однакових з рештою всіх учас¬ників умовах.

У ПОШУКАХ АЛЬТЕРНАТИВ Те, що енергетична безпека стала одним з основ¬них питань порядку денного саміту «G 8», який уперше в історії проводить Росія, більшість експертів пояс¬нювали черговим стрімким зростанням цін на нафту, що триває вже кілька місяців і викликаним, зокрема, новим витком ескалації напруженості на Близькому Сході. Крім того, ринок енергоресурсів зазнав серйоз¬ного потрясіння і на початку року, коли «Газпром», посилення позиції якого в Європі викликає чималу тривогу Заходу через розбіжності щодо цін з Україною різко скоротив обсяги постачань туди газу.
На думку багатьох експертів, одним з найбільш важливих результатів зустрічі керівників країн «великої вісімки» стало офіційне визнання необхідності дивер¬сифікації енергетики за рахунок помітного збільшення внеску відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) та АЕС. Це, у свою чергу, передбачає полегшення доступу до них тих країн, які хотіли б їх придбати.
Необхідність розвитку АЕС як альтернативи ТЕС на вуглеводневому паливі — основи сучасної енергетики — визнають усі країни «вісімки», крім Німеччини, де в недалекому майбутньому збираються закрити всі АЕС, сподіваючись компенсувати їх внесок за рахунок ВДЕ.

КЛІМАТИЧНА ЗАКЛОПОТАНІСТЬ

На петербурзькій зустрічі порушували також питан¬ня, що стосуються зміни клімату, які, на думку біль¬шості учасників, мають найбезпосередніше відношен¬ня до вибору шляху подальшого розвитку енергетики.

«Людство танцює на вулкані, — не приховував своєї стурбованості тодішній президент Франції Ж. Ширак. — Не можна обговорювати енергетичну безпеку, не звер¬таючи уваги на зміни клімату, що посилюються щоро¬ку». Кіотський протокол, що набрав чинності півтора роки тому, Ж. Ширак назвав «лише першим кроком». Країни, що ратифікували цей документ, узяли на себе зобов'язання до 2012 р. скоротити викиди в атмосферу парникових газів (побічних продуктів згоряння вугле¬воднів) на 5,2 % порівняно з рівнем 1990 р.

На зустрічі неодноразово висловлювали співчуття з приводу того, що США вийшли з цього договору, але підкреслювали, що решта країн «G 8» мають неухильно виконувати свої зобов'язання, прагнучи по можливості скорочувати викиди і подавати приклад решті. Ці вис¬лови, як вважають спостерігачі, були звернені насампе¬ред до Канади, консервативний уряд якої, що недавно прийшов до влади, не приховує свого скептицизму сто-совно ефективності Кіотського протоколу.
Тим часом, на думку багатьох фахівців, відмінніс¬тю найближчих десятиліть стане різке зростання внеску у світовий енергетичний баланс атомної енергетики, а також... вугілля, яке деякі ек¬сперти навіть поспішили оголосити осно¬вою енергетики XXI ст.
Таблиця 1 Забезпеченість світу (Росії) основними енергоносіями

«ЧИСТІ» ГЕС -НЕДОЗВОЛЕНА РОЗКІШ

У провінції Хубей на сході Китаю нещо¬давно завершилося будівництво найбільшої в світі дамби, яка живитиме наймогутнішу в світі гідроелектростанцію «Три ущели¬ни». У зв'язку з цим все частіше знову пос¬тає питання: а чи не може вода замінити «шкідливі» джерела енергії? На жаль, роз¬виток гідроенергетики за останні 100 років неспростовно свідчить, що більше 3 % за¬гальної потреби в енергії ГЕС забезпечити не зможуть. Рівнинні ГЕС спричиняють втрати

вели¬чезних площ родючих земель, яких сьогодні катастро¬фічно не вистачає для сільськогосподарських потреб. Через невелику висоту дамб на рівнині (десятки метрів) натиск та енерговіддача рівнинних річок виявляються незначними. Інакше кажучи, енергія, яку вони вироб¬ляють, не виправдовує відчуження під ГЕС гігантських територій. На гірських ГЕС дамби, навпаки, досягають величезної висоти. Наприклад, висота дамби знамени-тої Наринської ГЕС у Киргизії досягає 250 м (це май¬же 100-поверховий будинок). Адже це вкрай сейсмо¬небезпечний район. Чи можна не замислюватися над тим, що відбудеться в навколишніх районах, якщо тут трапиться землетрус, порівнянний по силі з ашгабадським (1948 р.) або ташкентським (1966 p.). Якщо прорве дамбу, вода змиє не лише сотні селищ, а й скарб сві¬тової спадщини — узбецький Самарканд.

Це величез-ний і невиправданий ризик. Тому, як вважає більшість експертів, у світовому споживанні енергії як припадало на ГЕС в минулому столітті 3 %, так і в цьому ситуа¬ція навряд чи зміниться. Більше ГЕС дати просто не зможуть.
ВУГЛЕВОДНІВ БІЛЬШЕ, НІЖ ВВАЖАЮТЬ З викопним паливом теж далеко не все зрозуміло. Узяти хоч б нафту, що так «нервує» світову економіку. Ще років 30 тому за прогнозами виходило, що нафти вистачить щонайбільше років на 50. Сьогодні знову йдеться про 50, а то й про 70 років. Майже щороку відкривають і розвідують нові родовища (зокрема — на шельфі), росте також ефективність її видобування. Сьогодні видобувають не 30 %, як раніше, а щонаймен¬ше 40 %, а в близькій перспективі нафтови¬ки, наприклад, розраховують на 70 %. Приб¬лизно половина світових запасів нафти — це так звана важка нафта, що зберігається в бітумінозних пісках, які ще навіть і не по¬чинали розробляти. Лише у басейні річки Атабаска (Канада) її розвідані запаси ста¬новлять близько 100 млрд т (для порівнян¬ня: як випливає з табл. 1, ще зовсім недавно оцінки загальносвітових розвіданих запасів нафти становили 150—175 млрд т). Інша річ, що з кожним роком видобуток викопного палива стає все дорожчим і вимагає все біль¬ше енергії, тож у перспективі на видобуток такого палива ми можемо витрачати енергії майже стільки, скільки отримаємо від його спалювання.

Ресурси Розвідані запаси

ПОТЕНЦІАЛ АЛЬТЕРНАТИВНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ До альтернативних енергоносіїв прийнято відноси¬ти природні бітуми, горючі сланці, гази з «нетрадицій¬них» джерел (що містяться у вугіллі, гірських породах, розчинені у воді тощо), торф, а також ВДЕ: біосинтез і біомаса як паливо, сонце, вітер, водень, геотермальне тепло, енергія малих річок та океану, силікати, паливні елементи і вторинні енергоресурси (відходи і продукти різних виробництв). Кожен з них можна охарактеризу¬вати певним технічним потенціалом — кількістю енер¬гії, яку при сучасних технологіях можна отримати від того чи того джерела.

Тож технічний потенціал ВДЕ в країні просто величезний і становить 4,6 млрд т умов¬ного палива на рік, тобто майже вп'ятеро перевищує її нинішнє енергоспоживання. Проте їх економічний по¬тенціал (обсяг видобутку, не просто технічно можливий на сьогодні, а економічно доцільний) вже майже у 20 разів менший. Адже, здавалося б, він має зростати що¬року, хоча б через стрімке зростання цін на традиційне паливо. А поки що вирішальну роль відіграє вартість 1 кВт потужності, що вводиться, і ціна 1 кВт«год для різних енергоресурсів, але вони змінюються на очах, а вибір неправильних орієнтирів може спричинити серйозне відставання від розвинутих країн і все більше відхилення від магістрального шляху світової енергети¬ки. (Цю тривожну тенденцію відображено, наприклад, у табл. 2 і 3,з яких видно, що внесок ВДЕ в країні все більше відставатиме від середньосвітового.*)

* Дані, зібрані в таблицях, узято з книжки: Голицын М.В. и др. Альтернативные энергоносители. — М.: Наука, 2004.

Внесок того чи іншого джерела у загальне виробництво енергії у світі (Росії)
Таблиця 2

Інші, включаючи альтернативні 4 Долі відсотка 1(2) 5(3) 9(4)

Таблиця З Виробництво енергії в Росії за рахунок окремих джерел
(після символу «/» значення в млн т у. п.*, у дужках — внесок у відсотках)
Джерела 1990 р. 2000 р. 2010 р. 2020 р.

* 1 т умовного палива (т у. п.), згораючи, виділяє 29,3*109 Дж (7*109 кал). ** За деякими оцінками, видобуток вугілля зросте до 600 млн т, а нафти і газу зиться до 230 млн т і 570 млрд м3 відповідно.

Вітрові енергоустановки (ВЕУ) з лопатями розміром 60—80 м досягають потужності 5 МВт, отже, одна така ВЕУ може забезпечити ціле селище. Проте таких гі¬гантів мало, частіше потужність вітряка становить до 500 кВт. Зазвичай їх будують уздовж доріг на узбереж¬жях, особливо Північного моря (у Бельгії, Німеччині, Нідерландах). Останнім часом їх вважають за краще зводити у відкритому морі: по-перше, там не вико-ристовується дорога земля; по-друге, там постійно дме вітер. ВЕУ зазвичай об'єднують з енергоустановками на газі, вугіллі або мазуті. Там, де сьогодні побудовано вітряки, близько 90 % часу швидкість вітру становить 7—8 м/с, і це — те, що треба. А от порив вітру в 25— 30 м/с вже може вивести вітряк з ладу.

Енергію сонця видобувають за допомогою установок двох типів. Перша — дзеркала, що фокусують соняч¬ні промені на казані з водою (або іншим теплоносієм) і дозволяють використовувати отримане таким чином тепло. Друга — фотоелементи. Вже в багатьох країнах світу зведено будинки, всі потреби мешканців яких за¬довольняються за рахунок сонячної енергії.

Енергію океану видобувають, скажімо, за допомогою поплавця, який хвилі піднімають і опускають, так що він переміщається по спеціальному стрижню (як циліндр у двигуні внутрішнього згоряння). Сьогодні обговорюють навіть пропозиції на великих океанських течіях (наприклад, Гольфстрімі) встановити підводні пропелери з лопатями по 100 м, які обертатимуться по¬волі, але енергію матимуть величезну. Є цікаві проекти використання перепаду температур в океані. На гли¬бині близько 1 км навіть у тропіках температура води не більше 8 *С, а на поверхні часом вище 30е. Знизу по¬дають холодну воду, вона зріджує фреон, що циркулює у замкнутому контурі, а на поверхні він випаровується і крутить турбіну, після чого знову охолоджується тощо.
Головний недолік подібних енергоносіїв — непос¬тійність джерела енергії.
Тепло землі поки використовують не дуже актив¬но, особливо в Росії, хоча пропонували досить цікаві проекти. Скажімо, в Ленінградській області збирали¬ся бурити свердловину в гранітах на глибину 2—3 км (там температура вище 100 вС) і отримувати так гарячу воду. Порівняльне низькотемпературне тепло (з тем¬пературами 60—80 вС) подекуди використовують для теплопостачання будинків, оранжерей або теплиць на Кавказі, на Камчатці ще 40 років тому навіть побуду¬вали Паужетську геотермальну електростанцію (її потужність з 1980 р. становить 11 МВт), що використовує пе¬регріту пару, яка піднімається з свердловин. Подібні елект¬ростанції є в Ісландії, Італії, Новій Зеландії, США, Японії та деяких інших країнах. Проте виявилось, що разом з гарячою водою на поверх¬ню піднімаються небезпечні гази, тож будувати такі уста¬новки поблизу від поселень не варто.

АЛЬТЕРНАТИВНА ЕКЗОТИКА Енергію сонця та вітру на¬магаються об'єднати в Бернську (Новосибірська обл.), де розпочато будівництво першої у світі геліоаеробаричної теплоелектростанції (ГАБТЕС), що використовує енергію теплообмінних процесів в атмосфері, які виникають під дією сонячного світла. Проектна потужність станції — лише 50 кВт, тож енергії, яку вона виробляє, навряд чи вистачить навіть для одного багатоквартирного будинку, але інтересу до проекту це не зменшує.

Установка не має аналогів у світі. У ній об'єднано різні принципи отримання енергії. За кордоном поки що сонце і вітер «приручають» нарізно: будують або сонячні, або вітрові енергоустановки.

В Австралії нині будують гігантську сонячну елект¬ростанцію потужністю 200 МВт. У центрі цієї масивної конструкції знаходиться залізобетонна вертикальна тяго¬ва труба із встановленою в ній турбіною. Навколо труби розташовано колектор сонячної енергії, що нагадує зви¬чайну теплицю. Це похилий прозорий екран на опорах, висота яких змінюється від 2 м на периферії до 20 м у центрі. Повітря, нагріте сонячними променями до 30 °С рухається в колекторі від периферії до центру. Через різ¬ницю температур у трубі виникає тяга: нагріте повітря піднімається вгору зі швидкістю 10 м/с і обертає турбіну.

Російська станція схожа на австралійську лише зов¬ні. Ноу-хау (використання енергії вихору) дозволило помітно підвищити ефективність перетворення соняч¬ної енергії. У російському проекті одночасно задія-но вертикальну та горизонтальну складові швидкості повітряного потоку. В установці тангенціальна (кру¬гова) швидкість повітря у 5—6 разів вища ніж верти¬кальна і досягає 90 м/с. Нагріте повітря завихрюється, проходячи через похилі жалюзі в міжмодульних пере¬ходах (від світлопоглинаючих камер до тягової труби).

А жалюзі, у свою чергу, нагріваються до температури майже 300 °С. У світлопоглинаючих камерах прокла¬дено труби, якими протікає олива. її й нагрівають до такої високої температури промені, що фокусуються на поверхні трубопроводу.

Частина тепла, яке віддає масло, йде на створення вихрового руху повітря в тяговій трубі, а інша трубами прямує до акумулятора тепла. Це велика закрита будо¬ва з пінобетону, заповнена ґрунтом — суглинком, усе¬редині якого й прокладено трубопровід. Олива віддає тепло ґрунту, який може зберігати його близько півтора місяця, що дозволяє отримувати енергію від станції на¬віть в умовах полярної ночі та повного безвітря.

Розробники розраховують на дуже високий ККД перетворення сонячної енергії — до 28 % (у австралійської установки його розрахункове значення менше майже в 20 разів і не перевищує 1,5 %).

ВУГІЛЬНЕ МАЙБУТНЄ То які, на думку вчених, основні тенденції розвитку енергетики в осяжному майбутньому (передусім з пог¬ляду співвідношення внесків традиційних енергоносіїв і ВДЕ)? Ще багато десятиліть її основу складатимуть вугілля, нафта і природний газ. Газ стануть видобувати не тільки із звичних газових родовищ, а й із вугіль¬них пластів. У 1 т вугілля міститься 20—30 м3 метану. Пористість вугілля 10—30 %, і в ньому зосереджені ве¬личезні запаси газу, порівнянні із запасами всіх при¬родних родовищ. А головне, відкачуючи з вугільних пластів метан, нарешті вдасться підвищити безпеку на шахтах. Проте основним джерелом енергії на найближ¬чу перспективу таки залишається саме вугілля, а не газ, що міститься в ньому.

Щоправда, відповідно до екологічних норм, необ¬хідною буде його глибока переробка (збагачення та зниження вмісту золи до 5—10 %). Усі ТЕС буде ос¬нащено ефективними газо- і золоуловлювальними ус-тановками. Щоб зв'язати сірку, яка міститься у вугіллі багатьох родовищ, їх спалюватимуть, додаючи вапно і отримуючи гіпс, що широко використовують у вироб¬ництві будівельних матеріалів.

Культура використання вугілля у багатьох країнах зростає буквально на очах. (У Кузбасі, наприклад, бу¬дують сучасні збагачувальні фабрики.) Проте головний парадокс нашої енергетики полягає в тому, що всюди у світі вугілля набагато дешевше за газ, а у нас — до¬рожче (через аномальну дешевизну газу). Тому ми спа¬люємо на електростанціях газ, якого катастрофічно не вистачає не тільки світовій енергетиці, але й хімічній промисловості, замість того, щоб збагачувати вугілля.

Щодо ВДЕ, то сьогодні вони дають лише 0,5 % всієї енергії, виробленої у нашій країні. Водночас у Німеччині цей показник на порядок вищий, до 2015 p., за планом уряду, ВДЕ мають забезпечити 20 % всіх потреб країни в енергії.
ПРОГНОЗИ НЕОДНОЗНАЧНІ Сьогодні важко собі уявити, але ще наприкінці XIX ст. 60 % енергії людство отримувало, спалюючи дро¬ва. До 1980 р. 40 % давала нафта, 25 % — вугілля, 20 % — газ. За прогнозами, до 2020 р. частка вугілля досягне 30—35 %, «газовий внесок» не зміниться, нафта забез¬печить близько 20 % (частка АЕС зросте з нинішніх 8 % до 12 %).

Попри бурхливе зростання потужності ВДЕ у всьо¬му світі (наприклад, у Японії потужність ВЕУ в 1999 р. — 20 МВт, у 2002 р. — 340 МВт, а в 2010 р. досягне 3000 МВт), більшість експертів ставлять їх значення у XXI ст. під сумнів і оцінюють їх внесок в енергетику до кінця сторіччя не більше ніж у 10 %, вказуючи при цьому на їх «ахіллесову п'яту» — низьку щільність і неоднорідність зосередженої в них енергії у просторі та часі. Однак є й інші прогнози Так, у США нещодавно підготовлено довготривалий (на 100 років) прогноз, згідно з яким на початку наступного століття половину споживаної енергії людство отримає від ВДЕ.

Час покаже, хто матиме рацію. Проте справжньою надією та основою майбутнього благоденства людства стане енергетика, що не спричиняє повного знищення ресурсів, але всебічно використовує всі наявні можли-вості для стійкого розвитку світової економіки та збе¬реження довкілля.
{Друкуємо за матеріалами видання: Экология и жизнь. — 2006. — № 9.)