Мировой рынок нефти

Нельзя забывать и об альтернативах  нефтяному топливу - уголь, а не на мазут. Таким образом, в наступающем  столетии надеяться только на неисчерпаемость нефтяных богатств было бы крайне недальновидно. Перспективные богатства надо еще уметь взять, а затем еще и употребить с умом. Взять, как показывает история, и даже употребить мы можем. Проблемы были только с умом.

3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ НАЦИОНАЛЬНЫХ ЭКОНОМИК

3.1 Энергопотребление стран

Во второй половине XX века В структуре потребления топлива и энергии произошли большие изменения. В 50-60-х годов на смену угольному этапу в истории мировой энергетики пришел нефтегазовый. Но, начиная с 70-х годов доля угля, нефти и газа в структуре первичного потребления энергоресурсов мало меняется.

Правда, согласно прогнозу, доля этих главных энергоносителей будет  немного снижаться – до 76 % к 2020 г. Снижение доли указанных энергоносителей происходит за счет роста в энергопотреблении доли атомной и гидроэнергии.

Таблица 1- Структура первичного энергопотребления по видам энергоносителей в мире

                                                                                                                в   процентах

Нефть, несмотря на некоторое  снижение своего удельного веса в  энергобалансе, остается и в начале XXI века. Ведущим энергоносителем. Наращивание доли нефти в структуре потребления энергоресурсов происходило вплоть до начала 80-х гг. Однако впоследствии эта доля постепенно снижалась, и в перспективе до 2020 г. можно ожидать ее дальнейшее снижение в структуре потребления энергоресурсов.

Удельный вес угля после значительного снижения в 50-60-х гг. стабилизировался и даже стал расти. Однако в перспективе вплоть до 2020 года ожидается снижение доли угля в мировом энергопотреблении, поскольку он является гораздо более «грязным» видом топлива, чем нефть и природный газ, и сфера его использования все больше ограничивается топливом для электростанций и сырьем в черной металлургии.

Из всех источников энергоресурсов наиболее быстрыми темпами нарастало и продолжает нарастать потребление природного газа, и в дальнейшем эта тенденция сохранится. Природный газ может выйти на первое место среди энергоносителей при условии, что он станет широко используемым автомобильным топливом. Росту потребления природного газа способствуют такие факторы, как рост числа электростанций, работающих на газе, увеличение использования газа в коммунальном хозяйстве, привлекательность его как экологически чистого топлива. Но использование природного газа требует вместе с тем создания дорогостоящей инфраструктуры. Вследствие удаленности главных месторождений газов от крупных потребителей чрезвычайно высокими остаются расходы по строительству магистральных газопроводов, установок по снижению газа.

В перспективе первой четверти XXI века. Можно прогнозировать, что в структуре потребления энергоресурсов могут наблюдаться следующие черты: увеличение потребления энергии в мировой экономике более чем в полтора раза до 2030 года, причем почти две трети ожидаемого прироста придется на Китай и развивающиеся страны; сохраняющееся преобладание углеводородного топлива (нефть и газ) в структуре энергопотребления; наиболее высокие темпы потребления природного газа по сравнению с другими видами энергоресурсов; доминирующая роль транспорта в приросте потребления нефти при весьма умеренном увеличении потребления другими отраслями.

3.2 Альтернативы обычным месторождениям нефти

Рисунок 8- Мировой баланс

Альтернативами нефти  могут быть источники энергии, которые  заменили нефть в одном или нескольких приложениях, включая: в качестве первичного источника энергии, топлива для транспорта и как ингредиент в пластиках и пестицидах. Альтернативы включают в себя битумные пески, нефтеносные сланцы, а также сжижение и газификацию угля. Когда традиционные запасы нефти вступят в фазу истощения, мир начнёт всё более полагаться на эти альтернативные источники энергии, но пока что ни один из них не является достаточно дешёвым, чистым (не загрязняющим окружающей среды) и доступным в количествах, хотя бы близким к огромному каждодневному объёму потребления нефти и природного газа в мире.

Существует несколько  видов топлив, которые могут служить  альтернативой нефти: синтетическое топливо (жидкое горючее, получаемое и угля или биомассы); биодизельное топливо (горючее на основе растительных или животных масел); алкоголь (этанол и метанол, извлекаемые из зерна, древесины или биомассы); электричество (накопленное, а аккумуляторах или батареях); водород.

Чтобы быть применимой на транспорте, энергоустановка должна обладать следующими необходимыми качествами. Она должна быть достаточно дешевой, чтобы удовлетворить массовый спрос; компактной, чтобы размещаться на борту транспортного средства; взрывобезопасной и нетоксичной, что необходимо в случае транспортной аварии. Еще одно серьезное условие: инфраструктура, обеспечивающая массовое применение данной технологии должна быть создана достаточно быстро. Что непросто, ведь нынешняя автомобильная и топливная промышленность создавались в течение столетия

Синтетическое топливо. Под синтетическим топливом мы здесь понимаем жидкое горючее, производимое из каменного угля или биомассы. Так сложилось, что этим видом топлива пользовались главным образом репрессивные государственные режимы – во время Второй Мировой войны Германия и Япония заправляли свои танки и автомобили синтезированным из угля бензином. Позднее бензин из угля добывала ЮАР, попавшая под международные санкции из-за режима апартеида. Во всех случаях дело кончилось плохо. Рвущиеся к каспийским нефтяным месторождениям заправленные синтетическим бензином немецкие танки могут служить наглядной демонстрацией неконкурентоспособности данной технологии. Однако, на безрыбье и рак рыба. Может быть, такой путь будет, по крайней мере, приемлемым в условиях исчерпания запасов углеводородов?

Чтобы не углубляться  в химию, скажем, что из угля можно извлекать много полезных вещей. В частности, сингаз – синтетический природный газ, из которого в дальнейшем можно получить и жидкое топливо.

Биодизельное топливо  – топливо, производимое на основе масла растительного или животного происхождения. Может использоваться как альтернатива обычному дизельному топливу. Применялось для этих целей в ограниченном объеме с начала XX века. В промышленных объемах используется с начала 1990-х.

Биодизельное топливо  можно получить из самых различных растительных масел: в Европе это обычно рапсовое масло, в ЮВА – пальмовое, в США – соевое; себестоимость производства биодизельного топлива сейчас сравнима с ценой на обычное дизтопливо (правда, оно не облагается аналогичными налогами, а в ряде случаев его производство дотируется государством, как и производство другой сельскохозяйственной продукции в развитых странах); современные дизельные двигатели, как правило, не нуждаются в существенной модернизации для использования биодизеля, то есть переход на этот вид топлива не требует глобальной перестройки современной транспортной инфраструктуры; биодизельное топливо безопасно в эксплуатации, так как имеет высокую температуру возгорания (то есть взрывобезопасно), и выделяет при этом существенно меньше вредных веществ, чем при сгорании обычного дизтоплива.

Как видим, данный вид  топлива вполне может служить  альтернативой дизельному, производимому  из ископаемых углеводородов. И не случайно его производство и использование  в мире растет быстрыми темпами. Во многих странах существуют государственные  программы по внедрению биодизеля. Например, в соответствии с программой Евросоюза к 2010 году предполагается довести использование биотоплива (этанол + биодизель) до 5,75 % общего объема. Лидером в этом деле является Малайзия, где доля биодизеля должна достигнуть 20 % [3, с. 23].

Но, как нетрудно догадаться, биодизельное топливо не станет панацеей от энергетического голода, когда  таковой случится. Связано это  с тем, что количество посевных площадей, на которых возможно выращивание указанных выше культур, ограничено. Например, в Евросоюзе вследствие производства биодизельного топлива из рапса площадь его посевов увеличилась с 3% в 1990 году до 12 % в 2006. Дальнейшее увеличение площадей под эту культуру приведет к вытеснению других культур, снижению производства продуктов питания и, как следствие, росту цен на них. Между тем, нынешние объемы производства биодизеля невелики. Так, Германия, где посевы рапса занимают 10 % пашни, имеет удельный вес биодизтоплива в топливном рынке страны около 3 % (там же). В Малайзии увеличение площадей под пальмовые плантации уже вызывает протесты «зеленых» против «биологически чистого» биодизеля. Конечно, урожайность можно повысить (например, методами генной инженерии), а посевные площади в развивающихся странах больше, чем в развитых. Но и при этом к 2020 году удельный вес биотоплива в мире составит около 10 %. Таким образом, данная технология способна несколько отдалить, но никак не предотвратить наступление энергетического кризиса.

Алкоголь. Не будем подробно рассматривать другую разновидность биотоплива – различные типы алкоголей (этанол, метанол и другие). Достоинства и недостатки у них, в целом, аналогичны достоинствам и недостаткам биодизеля. Если биодизельное топливо является альтернативой дизтопливу, то спирт может служить заменой бензину. Правда, его энергоемкость при этом существенно ниже, а затраты энергии на производство часто могут превосходить энергию, извлекаемую из урожая (в зависимости от погоды, например). Программы по увеличению доли этанола в энергетическом балансе действуют в Евросоюзе, США, Бразилии и других странах. Но данные программы, как и программы по производству биодизеля, являются скорее скрытыми субсидиями сельскохозяйственного сектора. При этом только Бразилии удалось добиться существенных результатов на сегодняшний день: потребление этанола автопарком составляет 20 - 25 % от потребления бензина. Это объясняется жарким бразильским климатом, позволяющим снимать в год до трех урожаев сахарного тростника – самой продуктивной культуры для получения спирта. В США и Евросоюзе с этой целью используется кукуруза, что гораздо менее выгодно. Чтобы обеспечить нынешние потребности США в бензине за счет этанола, пришлось бы засеять кукурузой 97 % территории Штатов.

Электрические батареи  и аккумуляторы. Электромобили, работающие на энергии, получаемой от батарей или аккумуляторов, появились значительно раньше автомобилей с ДВС. Где-то до начала XX века их выпуск превышал выпуск обычных автомобилей, и первым транспортным средством, превысившим скорость 100 км/ч, был именно электромобиль. Но потом эта технология проиграла конкурентную борьбу. Причиной, как известно, является недостаточная емкость элементов питания. И по сей день, электромобили заперты в достаточно узком секторе рынка транспортных средств. Современный электромобиль развивает скорость от 50 до 100 км/ч, имеет запас хода 50 - 150 км, и время зарядки аккумуляторов 4 - 8 часов.

Судя по последним  разработкам в области электромобилестроения, сектор рынка, который они занимают, в ближайшие годы вряд ли существенно изменится. Электромобили покупают крупные корпорации - для передвижения по территориям своих промышленных предприятий, домохозяйки - для поездок за покупками, и озабоченные охраной окружающей среды граждане. Электромобили непригодны для передвижения на большие расстояния, для перевозки мало-мальски крупных грузов, для работы в сельском хозяйстве. Что еще более неприятно, из-за необходимости экономить энергию для движения, на них сложно размещать какие-либо дополнительные электрические приборы, например, кондиционеры. А из-за высокого КПД электродвигатель выделяет мало тепла и поэтому печку в таком автомобиле тоже вряд ли можно будет увидеть. Так что пользоваться ими зимой в России было бы крайне неприятно.

Словом, полноценной заменой  автомобилю на ДВС электромобиль в обозримой перспективе не станет. Но и вовсе сбрасывать со счетов эту технологию нельзя.

Водород. В последнее  время «водородная экономика» - одна из самых модных тем при обсуждении проблем энергетики.

Действительно, получить эффективную энергоустановку, использующую в качестве топлива воду, разложенную на водород и кислород, а в качестве выхлопа выбрасывающую в атмосферу водяной пар, было бы чрезвычайно желательно. Собственно, энергоустановки, работающие на водороде, созданы. Это топливные элементы – электрохимический источник тока, в котором осуществляется прямое превращение энергии топлива и окислителя, непрерывно подводимых к электродам, непосредственно в электрическую энергию. Их КПД значительно выше, чем у традиционных энергоустановок и может составлять до 90 % (описание есть, например, здесь). И автомобили на них бегают. Ожидается, что к концу 2008 года в мире таких автомобилей будет 620 - 650 штук. Это достаточно символическое их количество вызвано большим количеством проблем, стоящих на пути массового применения данной технологии. Например: Дороговизна получения водорода и отсутствие необходимой, еще более дорогой, инфраструктуры для его получения. Обычно предполагается, что его будут получать на атомных станциях с помощью высокотемпературных ядерных реакторов или путем газификации угля. Все это необходимо строить и объем строительства впечатляет. По некоторым оценкам, Великобритании, чтобы перевести нынешний автомобильный парк на водородное горючее, пришлось бы построить около сотни новых атомных станций. Насколько в этом случае хватит земных запасов урана – вопрос еще более сложный, чем о запасах нефти; отсутствие соответствующей промышленной и транспортной инфраструктуры (собственно заводы по производству двигателей, сети заправочных станций). Пока в мире есть всего несколько сотен километров «водородных шоссе»; отсутствие дешевой и безопасной технологии хранения водорода на транспортном средстве. Поскольку при смеси водорода с кислородом воздуха образуется взрывающийся от любой искры или толчка гремучий газ, любая транспортная авария, сопровождающаяся утечкой этого топлива, будет приводить к объемному взрыву; при производстве энергии топливными элементами используются каталитические мембраны, изготовленные с использованием платины или палладия, и имеющие при этом короткий срок службы. Это делает ТЭ чрезвычайно дорогими устройствами. Да и вообще не факт, что этих редких металлов на планете Земля достаточно для производства необходимого количества энергоустановок. Дешевых и эффективных катализаторов пока нет. Впрочем, возможно, платина – тот ресурс, который окажется рентабельным добывать на соседних планетах? Если она там, конечно, есть.