Энергоресурсы как основа геоэкологического прогноза: новая статья сотрудников ИГРАН в журнале «Экологические системы и приборы»

В журнале «Экологические системы и приборы» (№ 4, 2020 г.) вышла статья «Геоэкологический прогноз и использование энергоносителей», авторы Б.И. Кочуров, Ю.И. Ермакова (оба – сотрудники отдела физической географии и проблем природопользования ИГРАН), И.В. Ивашкина, Н.В. Фомина.

Статья посвящена разработке методических подходов в геоэкологическом прогнозировании, на основе которых были изучены тенденции и тренды использования энергоносителей (нефть, газ, уголь), оказывающих наибольшее влияние на состояние природной среды, особенно на урбанизированных территориях, где экологические проблемы автотранспорта заняли лидирующее положение, что негативно сказалось на состоянии здоровья городского населения.

При геоэкологическом прогнозировании важно учитывать, что экономическое развитие России и в мире в целом обеспечивается в значительной мере экстенсивными факторами, которые сохраняют существенное значение и на перспективу. Среди них энергообеспечение рассматривается как одно из главных условий развития экономики страны и как основной фактор техногенной нагрузки на природную среду. Поэтому энергетику следует считать приоритетной для геоэкологического прогнозирования.

В связи с этим представляется важным исследование развития и прогнозирования спроса, предложения цен на такие энергоносители, как нефть, природный газ и уголь.

Быстрое развитие технологий, позволяющих заменить нефтепродукты во всех отраслях энергопотребления, ужесточение требований по эффективности и экологической безопасности привело к тому, что спрос, в частности на нефть, в начале ХХI века начал замедляться. Вместе с тем, пик добычи, предсказанный К. Хаббертом, существенно сместился за счет увеличения добычи извлекаемых запасов ранее недоступных нефтей низконепроницаемых коллекторов, нефтяных песков и синтетических углеродов, причем эти нетрадиционные источники становятся конкурентноспособными с традиционной нефтью.

Считается, что в перспективе до 2040 г. потенциал научно-технического прогресса (НТП) в сфере альтернативных нефтепродуктам моторных топлив способен переломить долголетнюю тенденцию прироста спроса на нефтяные топлива. Мировая экономика к этому сроку может пройти «пик спроса». С самого начала ХХ века нефть является основным топливом в балансе энергосистем. Ее доля достигала в середине века 50%. В 2010 г. снижение достигло 30% и оно продолжилось в последующие годы.

С 2010 г. больше всего нефтепродуктов стали использовать в транспортном секторе. Туда стало направляться до 60% производимой в мире нефти, а сами нефтепродукты в балансе транспортной отрасли стали занимать до 90% и более от общего объема потребления в ней энергии. Вместе с тем, ситуация быстро меняется, появляются неожиданные изменения и тренды в мировой энергетической политике, что очень хорошо прослеживается на примере автомобильного транспорта.

Развитие традиционного автомобильного транспорта сопровождается усилением негативного воздействия на окружающую среду. С учетом того, что автопарк России за последние 10-15 лет увеличился в 1,5 раза, можно представить, какая экологическая ситуация ожидает нас в ближайшее время, если тенденция в развитии транспорта не изменится.

Чтобы предотвратить экологическую катастрофу, в начале 1990-х годов были приняты национальные и региональные нормы вредных выбросов в атмосферу, ужесточавшиеся каждые 3-5 лет. Однако возможности такого подхода практически оказались исчерпанными, поскольку на данном этапе даже для незначительного уменьшения выбросов требуются огромные вложения.

По всей вероятности, экологическая проблема вредных выбросов автотранспорта может быть кардинально решена за счет перехода на электрическую тягу либо на газомоторное топливо. Какую из этих стратегий выбрать, чтобы не ошибиться?

Таким образом, геоэкологический прогноз, показывающий «зелёное» будущее в мире или деградацию природной среды, улучшение экологической ситуации или экологическую катастрофу, в значительной степени зависит от развития энергетики и рационального использования энергоресурсов.

Тенденция в сфере выработки электроэнергии за счет возобновляемых источников и накопителей энергии недвусмысленно определила курс развития современного транспорта – в будущем он должен быть электрическим. Поэтому является нецелесообразным дополнительно к бензиновой заправочно-сервисной инфраструктуре создавать еще одну, потерявшую всякую актуальность – газомоторную. Газ с большой эффективностью и экологичностью целесообразно использовать в теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), чем в двигателях автомобилей, где КПД не превышает 30-35%. Игнорирование этого подхода может самым серьезным образом сказаться на негативном социально-экономическом и технологическом развитии России. Финансовые, интеллектуальные и другие ресурсы страны должны быть направлены на производство электромобилей, их компонентов, развитие инфраструктуры, генерацию энергии из возобновляемых источников.

Газомоторные автомобили не улучшают экологическую ситуацию (особенно в городах) в будущем, не обеспечивают «нулевые выбросы», КПД их двигателей достиг своего предела. Таким образом, перевод моторного топлива с бензинового на электрическое приведет к тому, что степень остроты экологической ситуации в ближайшие 20-30 лет либо стабилизируется, либо уменьшится.

Вместе с тем, в России парк электрокар в 2018 г. составил всего 1800 автомобилей. Объем продаж электромобилей в РФ не превышает 0,01% общемирового уровня. В стране нет специализированных сервисных центров, что препятствует развитию парка электромобилей и гибридов. Прогноз получается не совсем позитивный. Кроме того, следует помнить, что для зарядки электрических батарей необходимо большое количество энергии, которое производится от различных источников энергии (в том числе, в качестве топлива используется уголь). А это дополнительная нагрузка на природную среду. Тогда прогнозирование улучшения экологической ситуации находится под сомнением.

Следует отметить, что далеко не обязательно условия и обстоятельства сложатся в мире так, что реализуется данный вариант. События могут развиваться таким образом, что причины и факторы, играющие второстепенную роль, в дальнейшем станут ведущими. Например, новый вид моторного топлива может существенным образом изменить экологическую ситуацию в сторону ослабления или усиления ее остроты.

Мир стоит на пороге нового технологического уклада, больших возможностей и перемен. Уже сейчас мы видим результаты четвертой промышленной революции, однако многие негативные последствия предыдущего индустриального этапа, такие как глобальные энергетические вызовы, проблемы эффективного использования энергоресурсов требуют незамедлительных действий со стороны мирового сообщества.

Будущее не совсем угадывается, оно формируется сегодня. Угадать будущее со 100% вероятностью невозможно. Наш успех в прогнозировании зависит от соответствующих компетенций, позволяющих предвидеть тренды развития и глобальные вызовы, которые определяет ожидаемое состояние экономики, природных ресурсов, общества и окружающей природной среды в целом, чтобы определить, что можно сделать уже сегодня, чтобы продвинуться в будущее. В любом случае, необходим сбалансированный подход, основанный на гармоничных отношениях между природой и обществом с учетом потенциальных и реальных возможностей природных систем и умеренных (ограничительных) потребностей человека.

Появляется необходимость в разработке научных подходов, связанных с формированием будущего, исходя из глобальных вызовов, потенциальных возможностей и потребления общества. Это своеобразный взгляд в будущее, новый вид построения будущего. Уже сейчас он получает широкое распространение под названием «форсайт», но надо двигаться дальше.

14/04/2020 - 17:00