Современные и перспективные энергетические технологии

цикла, достигают  КПД в 60%. Расширенное применение этих технологий может 

способствовать  значительному снижению выбросов. Для  достижения еще более 

высокого  значения КПД потребуются новые  материалы, способные выдерживать 

очень высокие  температуры.

Производство  электроэнергии на базе атомных станций 

Атомная  энергетика  основана  на  технологиях,  свободных  от  выбросов,  она 

совершенствовалась  в процессе целого ряда “поколений”. “3-е поколение” было

разработано в 90-х годах с учетом целого ряда прорывов в вопросах безопасности

и экономики, в том числе характеристик  “пассивной безопасности”. Одиннадцать 

стран,  включая  страны  ОЭСР,  обладающих  мощной  атомной  энергетикой,

объединили  усилия  в целях развития “4-го поколения”  атомных  станций. Три 

ключевых проблемы формируют основные препятствия для эксплуатации атомных

станций в будущем: очень высокие капитальные  затраты на их строительство;

противостояние  общественности в связи с осознаваемой угрозой радиоактивных

отходов  и  чрезвычайных  ситуаций;  возможность  распространения  атомного

оружия. Развитие четвертого поколения реакторов  нацелено на то, чтобы решить

эти проблемы.

При условии, если эти проблемы будут решены, возрастающее использование 

атомных  станций  сможет  обеспечить  существенное  сокращение  выбросов

CO2. В сценариях  ACT в 2050 г. на атомную энергетику  приходится 16-19% от

суммарного  производства электроэнергии. Увеличение доли атомных станций 

в 2050 г. по отношению к Базовому сценарию позволит снизить выбросы на 

6-10%. В  сценарии с более пессимистическими  прогнозами развития атомной

энергетики  ее доля в производстве электроэнергии сокращается до 6,7%, то есть,

до того же уровня, что и в Базовом сценарии. В более оптимистичном сценарии

«Технологии Плюс» (TECH Plus) на атомную энергетику приходится 22,2% от

суммарного  производства электроэнергии в 2050 г.

Производство  электроэнергии на базе возобновляемых

источников  энергии 

К 2050 г.  увеличение  роли  возобновляемых  источников  энергии,  таких  как 

гидроэнергия,  энергия  ветра,  солнечная  энергия  и  биомасса  в  производстве

электроэнергии  позволит  сократить  выбросы CO2 на 9-16% в  сценариях ACT.

К 2050 г.  доля  возобновляемых  источников  в  производстве  электроэнергии

увеличится  с 18% на  сегодняшний  день  до 34%. В  сценарии  с  менее

оптимистическими  оценками сокращения затрат на внедрение  возобновляемых

источников  их  доля  к 2050 г.  достигнет 23%. В  сценарии  TECH Plus (более

благоприятном для возобновляемых источников и  атомной энергетики) в 2050 г.

доля  возобновляемых источников превысит 35%.

Гидроэнергия  уже  в  настоящее  время  широко  используется,  и  во  многих

регионах  она являются  самым дешевым источником  энергии.  Существует

значительный  потенциал  для  расширения  ее  применения,  в  особенности,  на

малых гидроэлектростанциях. Гидроэнергия остается самым мощным источником

возобновляемой  энергии во всех сценариях ACT. 7 КРАТКИЙ  ОБЗОР И ПОСЛЕДСТВИЯ ПРОВОДИМОЙ ПОЛИТИКИ

Затраты на использование энергии ветра  на континентальной части и на шельфе

в последние  годы резко  сократились  в результате расширенного производства

оборудования,  использования  более  широких  лопастей  и  организации  более 

сложного  контроля. Затраты при этом зависят  от места размещения ветрогенераторов

(ветряков).  Наиболее  эффективные  ветряки,  работающие  в  континентальной

части, могут  произвести электроэнергию по цене 0,04 доллара за кВт, что уже 

делает  их конкурентоспособными по сравнению  с другими источниками энергии.

Оборудование  для ветряков на шельфе более дорогостоящее. Ожидается, что их

промышленное  внедрение произойдет после 2030 г. В  ситуациях, когда энергия 

ветра будет  занимать большую долю в генерировании  электроэнергии, должна

быть  создана  сложная  система,  в  частности,  резервная  система  или  система 

аккумулирования, приспособленная к условиям прерывистой работы. В сценариях

AСT производство  электроэнергии на базе использования ветротурбин быстро

увеличивается. В большинстве  сценариев ветер  является вторым по  значению

после гидроэнергии источником возобновляемой энергии.

Использование  биомассы  для  производства  электроэнергии  является  хорошо

известной технологией. Она коммерчески привлекательна там, где качественное

топливо доступно при разумных затратах. Работа электростанций на базе сжигания

угля  с небольшим добавлением биомассы не требует значительных модификаций,

может быть высоко экономичной и способствовать снижению выбросов CO2.

Начиная  с 70-х  годов,  затраты  на  использование  высокотемпературных 

геотермальных  источников  для  производства  электроэнергии  существенно 

снизились.  Потенциал  геотермальных  источников  огромен,  но  эти 

специфические  источники  расположены  в  строго  определенных  местах,  и 

производство  электроэнергии на их базе может быть организовано только там.

Прямое  использование  низкотемпературных  геотермальных  источников  для

централизованного  теплоснабжения  и  в  тепловых  насосах  получило  большее 

распространение. НИОКР и Демонстрация смогут сократить  затраты и увеличить 

роль  геотермальной энергии.

Технологии,  основанные  на  использовании  солнечных фотоэлементов (Solar

Photovoltaic, PV),  играют  быстро  растущую  роль.  По  мере  расширения

производства  этих фотоэлементов и продолжающихся научно-изыскательских

работ  произошло  снижение  затрат.  Концентрация  солнечной  энергии 

(Concentrated Solar Power, CSP) также имеет многообещающие перспективы.

К 2050 г.,  тем  не менее,  доля  солнечной  энергии (PV  и CSP)  в  суммарном

производстве  электроэнергии останется ниже 2% во всех сценариях AСT.

Биотопливо и водородное топливо на

автомобильном транспорте

Использование альтернативных видов топлива, свободных  от выбросов углерода,

на  транспорте  доказало  свои  более  значительные  возможности  по  сравнению 

с  производством  электроэнергии.  Этанол,  полученный  из  растений,  является

привлекательным  видом  топлива  с  хорошими  характеристиками  сжигания.

Чаще  всего  он  смешивается  с  бензином (10% этанола  и 90% бензина),  но  в

Бразилии  успешно используют другие смеси  при минимальных модификациях

автомобилей. В Бразилии в больших количествах  производится этанол из сахара,

и при  существующих ценах на нефть он вполне конкурентоспособен с бензином.

На  сегодняшний  день  производство  этанола  преимущественно  основано  на

использовании крахмала или стеблей сахарного тростника, но оно ограничено

наличием  достаточного количества сырья. Новые  технологии делают возможным 8 КРАТКИЙ  ОБЗОР И ПОСЛЕДСТВИЯ ПРОВОДИМОЙ ПОЛИТИКИ

использование запасов лигноцеллюлозы. В настоящее время это одно из самых

новых направлений, по которым осуществляются изыскания  в области создания

новых энергетических технологий. 

Использование  водорода  из  источников  с  низкими  или  нулевыми  выбросами 

углерода  в автомобилях на водородном топливе  может, практически, в долгосрочной

перспективе «декарбонизировать» транспорт. Тем не менее, переход к водороду

потребует огромных инвестиций в создание соответствующей  инфраструктуры.

Кроме того, хотя в последнее время был достигнут впечатляющий прогресс в

создании технологий в области водородной энергетики, они до сих пор остаются

весьма  дорогостоящими.

На возрастающее использование биотоплива на транспорте приходится около

6%  от  сокращения  выбросов CO2  во  всех  сценариях ACT, при  этом  вклад 

водородной  энергетики  пока  очень  незначителен.  Тем не менее,  в сценарии

TECH Plus к 2050 г. потребление водорода возрастет более чем на 300 млн. т н

э в год,  и на него будет приходиться около 800 млн. т экономии CO2. При этом

рост  эффективности потребления топлива  в случае водородного топлива  создает 

дополнительную  экономию еще 700 млн. т CO2. В сценарии TECH Plus водород

и биотопливо обеспечивают 35% от суммарного спроса на энергоресурсы на

транспорте  в 2050 г., увеличившись с 13% в сценариях AСT и 3% в Базовом

сценарии.  Это  позволит  возвратить  уровень  первичного  спроса  на  нефть  в

2050 г.  к сегодняшнему уровню.

После 2050г.

Как  это  показано  в  сценариях AСT, поддержание выбросов CO2    в 2050 г. на

существующем  ныне уровне может позволить стабилизировать концентрацию

CO2 в атмосфере.  Но для того, чтобы это произошло  в реальности, тенденции 

в  сокращении выбросов CO2, достигнутом к 2050 г., должны быть  сохранены 

во  второй  половине 21 века.  В  общих  словах  можно  сказать,  что  сценарии

ACT  показывают,  каким  образом  производство  электроэнергии  может  быть  в

значительной  степени «декарбонизировано»  к 2050 г.  Осуществление  этого

процесса  «декарбонизации»  в  транспорте  является  более  сложной  задачей,

которая должна быть реализована в последующие  десятилетия.

Более амбициозные оценки технологий представлены в сценарии TECH Plus, 

в результате их применения к 2050 г. выбросы CO2 будут  сокращены на 16%

ниже  существующего уровня. Эти цели могут  быть достигнуты, но они требуют