image
energas.ru

Газовая промышленность № 4 2017

Тенденции развития ТЭК

01.04.2017 11:00 СМЕНА ПАРАДИГМЫ НА МИРОВОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ РЫНКЕ
В статье рассмотрена динамика структуры энергопотребления в мире. Проанализированы данные о запасах природного газа с учетом современной концепции абиогенного глубинного генезиса углеводородов. На основе проведенного анализа сделан вывод о том, что в среднесрочной перспективе продолжится увеличение доли природного газа в мировом энергетическом балансе с существенным вкладом возобновляемых источников энергии, которые будут развиваться в виде гибридных технологий.
Ключевые слова: ЭНЕРГИЯ, СТРУКТУРА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ, ГЕНЕЗИС УГЛЕВОДОРОДОВ, ПРИРОДНЫЙ ГАЗ, ЗАПАСЫ, ДОБЫЧА, ЭКОЛОГИЯ, АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ.
Открыть PDF


ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ МИРОВОГО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

За период с 1981 по 2015 г. производство энергии в мире выросло в два раза – с 6,68 до 13,23 млрд т н. э. При этом наблюдался устойчивый рост производства всех видов энергии [1] (рис. 1).

За этот же период население Земли выросло с 4,5 до 7,0 млрд человек [2], т. е. чуть больше, чем в 1,5 раза. Таким образом, за последние 35 лет темп роста производства энергии в 1,3 раза превысил темп прироста населения Земли, и судя по всему, эта тенденция будет сохраняться в среднесрочной перспективе.

1_1_1.png

Анализ динамики структуры мирового энергопотребления позволяет выявить общие тенденции развития мировой энергетики. На рис. 2 показано, как изменялась доля различных источников энергии в структуре мирового энергопотребления в 1800–2016 гг., а также приведен обобщенный прогноз этой динамики до 2035 г.

На рис. 2 можно четко выделить периоды, когда доминировал один из источников энергии: древесина – до 1850-х гг., когда при наступлении второй промышленной революции уголь начал играть все возрастающую роль в глобальной энергетике. Этот период характеризуется интенсивным развитием национальных экономик, производственного сектора и общества. Уголь доминировал в структуре мирового энергопотребления в 1900–1960 гг. В начале 1900-х гг. на рынок начала поступать нефть, сначала в виде керосина – нового топлива для освещения. Увеличение производства автомобилей в 1920-х гг. и глобальные военные конфликты Первой и Второй мировой войн требовали новых, более эффективных видов топлива и послужили главными причинами развития нефтяной промышленности. Потребовалось около 60 лет для того, чтобы нефть стала доминирующим источником энергии.

В последние декады XX в. были открыты гигантские залежи природного газа, началось интенсивное строительство магистральных газопроводов, появились эффективные технологии сжижения природного газа и его транспортировки в сжиженном состоянии. Это привело к тому, что в первой декаде XXI в. доля природного газа в структуре мирового энергопотребления существенно увеличилась. По прогнозам [4], природный газ станет доминирующим источником энергии к 2035–2040 гг. В настоящее время на мировом энергетическом рынке происходит смена парадигмы: мировая энергетика вступает в новый период своего развития – эру природного газа.

1_1.png

Как видно из рис. 2, каждый период в развитии глобальной энергетики короче предыдущего. В связи с этим возникает вопрос: какие источники энергии будут доминировать в структуре мирового энергопотребления после 2060–2080 гг.? Ответ на него во многом поможет определить стратегию энергетического развития России на долгосрочный период. 

ЭРА ПРИРОДНОГО ГАЗА

Доказанные запасы углеводородного топлива с вероятностью извлечения на поверхность не менее 90 % (Proved Reserves, или «1P», по классификации запасов SPE-PRMS) на 2015 г. [1], распределенные по регионам и континентам, приведены в табл. 1.

Система SPE-PRMS отличается в более консервативную сторону от российской системы классификации запасов углеводородного сырья, так как не включает запасы категории С2 (предполагаемые запасы). Тем не менее из таблицы видно, что запасы природного газа составляют 41,3 % запасов углеводородного сырья.

Наибольшими запасами природного газа обладают страны Ближнего и Среднего Востока, вторыми по величине запасами – Россия (17,3 % мировых запасов природного газа).

В табл. 2 приведены данные по запасам и добыче природного газа по странам мира [1], на долю которых приходится более 93 % мировых запасов и почти 84 % производства газа. Данные по запасам учитывают только традиционные источники природного газа и основаны на предположении об ограниченности его запасов. Это предположение базируется на концепции биогенного генезиса углеводородов, в соответствии с которой все без исключения углеводороды на нашей планете – нефть, природный газ, горючие сланцы, битумы, мальты, асфальты и др. – образовались из органического вещества осадков океанического дна в зонах субдукций (при поддвигании литосферных плит океанической коры под континентальные плиты) при погружении на глубину с температурой примерно 150–300 °С. Образовавшиеся в результате термохимических реакций углеводороды в процессе первичной миграции поступали в пористые породы-коллекторы. В процессе вторичной миграции происходили концентрация углеводородов и формирование
нефтегазовых залежей [5].

1_1_2.png

Однако полученные за последние десятилетия данные (существование сверхгигантских месторождений нефти на глубине свыше 10 км, несоответствие между идентифицированными биогенными источниками и доказанными запасами углеводородов для большинства гигантских нефтегазовых месторождений, наличие крупных углеводородных залежей в кристаллическом фундаменте в отсутствие нефтематеринских свит) могут быть объяснены только с точки зрения абиогенного, глубинного генезиса углеводородов.

Современная концепция абиогенного глубинного генезиса углеводородов [6] основана на представлениях о том, что их генерация происходит в мантийных очагах в результате неорганического синтеза. Образовавшийся в астеносфере Земли углеводородсодержащий флюид мигрирует по глубинным разломам в земную кору и формирует нефтегазовые залежи.

Экспериментальные результаты, полученные независимыми группами исследователей в различных лабораториях за последние годы [7, 8], подтверждают основные постулаты концепции абиогенного глубинного генезиса углеводородов: сложные углеводородные системы могут генерироваться в глубине Земли в условиях верхней мантии и мигрировать, сохраняя свой состав, в земную кору.

Современные представления о генезисе углеводородов позволяют говорить о возобновляемости углеводородных ресурсов на нашей планете, пересмотреть структуру, размеры и распространение мировых резервов углеводородного сырья, учитывая и нетрадиционные источники углеводородов, и, прежде всего, природного газа.

Оценки запасов нетрадиционных источников природного газа – сланцевого газа и газогидратов – существенно различаются, но даже самые консервативные оценки предполагают наличие гигантских запасов. В табл. 3 приведены данные по оценке запасов сланцевого газа в мире в 2011 г. Общий объем предполагаемых запасов сланцевого газа составляет 715 трлн м3, в то время как общий объем запасов традиционного природного газа оценивается в 186,9 трлн м3 [1].

Image_010.jpg

Еще более впечатляющими являются оценки запасов метаногидратов. Один кубометр газового гидрата может содержать до 180 м3 метана. На рис. 3 приведено распределение залежей газовых гидратов в мире, а также сделано сравнение запасов газа, заключенного в газовых гидратах, с традиционными запасами природного газа, нефти и угля [10].

Как следует из приведенных данных, запасы природного газа на нашей планете восполняемы и практически не ограниченны. Развитая и отлаженная система транспортировки, современное топливно-энергетическое оборудование позволяют сравнительно дешево доставлять этот источник энергии практически в любую точку на нашей планете и получать необходимую энергию. Природный газ является относительно чистым источником энергии – при его сжигании образуется незначительное количество диоксида серы и диоксидов азота при практически полном отсутствии золы и пыли [11, 12]. Однако при сжигании 1 кг метана образуется около 2,75 кг диоксида углерода. Выброс большого количества диоксида углерода в атмосферу является серьезной проблемой, которая по мере увеличения доли природного газа в структуре мирового энергопотребления становится все более серьезной. Диоксид углерода, безусловно, оказывает вредное воздействие на окружающую среду, хотя говорить об этом факторе как о главном при наблюдаемых в настоящее время климатических флуктуациях, по крайней мере, преждевременно.

Да, на мировом энергетическом рынке происходит смена парадигмы, наступает эра природного газа. Но уже внутри этой новой парадигмы заложено противоречие: увеличение общего потребления энергии с природным газом в качестве доминирующего источника энергии, с одной стороны, и необходимость уменьшения вредного влияния на окружающую среду – с другой. Именно необходимость уменьшить выбросы от сжигания органического топлива и послужила главной движущей силой для развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ). 

1_1_3.png

ВИЭ

За два последних десятилетия выработка энергии на основе ВИЭ (традиционная гидроэнергетика, геотермальная энергия, биомасса, солнце и ветер) выросла более чем в два раза [1] (рис. 4). Однако, несмотря на столь существенный рост, доля ВИЭ в мировом энергетическом балансе пока незначительна (чуть более 9 %) [1]. По прогнозам, к 2035 г. доля возобновляемых источников (включая гидро­энергетику) в структуре мирового энергопотребления не превысит 18 % [13].

Что же мешает более масштабному развитию ВИЭ? Можно выделить три наиболее важные причины:

  • стоимость генерации энергии из органического топлива существенно ниже, чем стоимость генерации энергии с помощью ВИЭ;

  • недостаточный уровень инвестиций в развитие ВИЭ;

  • искусственное противопоставление технологий генерации энергии из органического топлива и ВИЭ.

Что касается стоимости, то, по данным инвестиционной компании Lazard, средняя стоимость электроэнергии, получаемой с использованием солнечных батарей и в ветропарках США, составляет без учета субсидий 0,72 и 0,37 долл. США за 1 кВт·ч, соответственно. Стоимость электроэнергии, получаемой на газовых станциях, составляет 0,61 долл. США за 1 кВт·ч.

Государственные и частные инвестиции в развитие ВИЭ только в 2014 г. составили около 121 млрд долл. США [14]. Казалось бы, гигантская сумма. Но если учесть, что объем инвестиций, направленных на развитие нефтяной, газовой и угольной промышленности, в том же году составил 493 млрд долл. США [15], становится понятным, что уровень инвестиций для развития ВИЭ недостаточен.

Могут ли технологии генерации энергии из органического топлива, в частности при использовании природного газа, и ВИЭ-технологии работать вместе? Анализ тенденций на энергетическом рынке дает положительный ответ на этот вопрос. Гибридизация – совместная генерация энергии с использованием органического топлива и ВИЭ – является одним из самых многообещающих направлений развития энергетики, способствующих существенному уменьшению выброса парниковых газов в атмосферу. Именно гибридизация, по мнению авторов, является «мостом в будущее» для мировой энергетики. Вот лишь несколько примеров гибридных технологий, представленных на рынке.

С 2003 г. американская нефтедобывающая компания Chevron Neftegaz Inc. использует электроэнергию, генерируемую с помощью установки фотовольтаики 500 кВт, для покрытия значительной части потребности в энергии при разработке нефтяного месторождения Мидвей-Сансет (Midway-Sunset Oil Field).

В 2007 г. самая большая в мире гибридная ветродизельная электростанция была запущена на карибском острове Бонаире (Bonaire Caribbean Island). Пять дизель-генераторов фирмы MAN общей мощностью 14,4 МВт и
12 ветрогенераторов фирмы Enercon общей мощностью 11,1 МВт полностью покрывают потребности в электроэнергии 14,5 тыс. жителей острова и более чем 70 тыс. туристов.

В 2009 г. японский автомобильный концерн Toyota представил принципиально новую модель легкового автомобиля с гибридным бензиново-электрическим двигателем, в котором предусмотрено использование впрыска сжиженного природного газа.
В настоящее время это один из самых экологичных и экономичных по потреблению топлива автомобилей на рынке. И эти примеры можно продолжать. 

ВЫВОДЫ

По мнению авторов, ответ на вопрос о том, какие источники энергии будут доминировать в структуре мирового энергопотребления после 2060–2080 гг., можно сформулировать следующим образом: в среднесрочной перспективе продолжится увеличение доли природного газа в мировом энергетическом балансе с существенным вкладом ВИЭ, которые будут развиваться в виде гибридных технологий. В связи с этим стратегию энергетического развития России на долгосрочный период можно определить как дальнейшее развитие газовой промышленности и значительные инвестиции в развитие гибридных технологий. 


Таблица 1. Доказанные запасы углеводородного сырья в 2015 г. [1]

Регион/континент

Нефть

Газ

Всего

млрд т

млрд
т н. э.

трлн м3

млрд
т н. э.

млрд
т н. э.

Северная Америка

35,9

35,9

12,8

11,6

47,5

Центральная и Южная Америка

51,0

51,0

7,6

6,8

57,8

Европа

1,9

1,9

3,3

3,0

4,9

Россия

14,0

14,0

32,3

29,1

43,1

Страны СНГ (без России)

5,1

5,1

21,2

19,1

24,2

Ближний и Средний Восток

108,7

108,7

80,0

72,1

180,8

Африка

17,1

17,1

14,1

12,7

29,8

Азия

5,7

5,7

15,6

14,0

19,7

Всего

239,4

239,4

186,9

168,4

407,8

 

 


Таблица 2. Запасы и добыча природного газа основными производителями газа в мире в 2015 г. [1]

Страна

Запасы природного газа, трлн м3

Доля от мировых запасов, %

Добыча природного газа, млрд м3

Доля от мировой добычи, %

Австралия

3,5

1,9

67,1

1,9

Алжир

4,5

2,4

83

2,3

Бразилия

0,4

0,2

22,9

0,6

Венесуэла

5,6

3,0

32,4

0,9

Великобритания

0,2

0,1

39,7

1,1

Египет

1,8

1,0

45,6

1,3

Индия

1,5

0,8

29,2

0,8

Индонезия

2,8

1,5

75,0

2,1

Ирак

3,7

2,0

1,0

0

Иран

34,0

18,2

192,5

5,4

Казахстан

0,9

0,5

12,4

0,4

Канада

2,0

1,1

163,5

4,6

Катар

24,5

13,1

181,4

5,1

Китай

3,8

2,0

138,0

3,9

Кувейт

1,8

1,0

15,0

0,4

Малайзия

1,2

0,6

68,2

1,9

Мексика

0,3

0,2

53,2

1,5

Нигерия

5,1

2,7

50,1

1,4

Норвегия

1,9

1,0

117,2

3,3

Россия

32,3

17,3

573,3

16,2

Саудовская Аравия

8,3

4,4

106,4

3,0

США

10,4

5,6

767,3

21,7

ОАЭ

6,1

3,3

55,8

1,6

Туркменистан

17,5

9,4

72,4

2,0

Узбекистан

1,1

0,6

57,7

1,6

Всего

186,9

100

3538,6

100

 


Таблица 3. Запасы сланцевого газа в мире в 2011 г. [9]

Регион

Запасы в трлн м3

Северная Америка

202

Южная Америка

129

Европа

73

Африка

112

Азия

160

Австралия

39

Другие страны, включая Россию

Нет данных

Итого

715



← Назад к списку