Как изменение климата влияет на производство электроэнергии

  • Главная
  • Обзоры
  • Как изменение климата влияет на производство электроэнергии
22 мая 2023 г.

Как изменение климата влияет на производство электроэнергии wlord.org

Более века на Земле происходит глобальное потепление, выражающееся в повышении средней температуры на её поверхности. Процесс, вызванный в основном человеческой деятельностью (антропогенным фактором), приводит к повышению уровня морей и океанов, изменению осадков в разных регионах планеты, природным катаклизмам, резкому (подчас внезапному и необратимому) изменению климата.

Такое положение дел создаёт угрозы объектам топливно-энергетического комплекса – в том числе и тем, что ответственны за выработку электрической энергии, потребность в которой новых условиях существования природы и человеческой цивилизации будет только возрастать. Есть и обратный процесс: рост производства электроэнергии, производимой посредством сжигания топлива, резко увеличивает содержание в атмосфере углекислого газа, усиливая тем самым парниковый эффект.

Возникает замкнутый круг, соединяющий между собой всё возрастающие потребности и связанные с ними угрозы (ведущие к ещё большему потреблению электрической энергии), разорвать который можно и нужно.

Изменение климата оказывает существенное влияние на процесс выработки электрической энергии на всех её этапах: начиная с добычи топливных ресурсов и заканчивая потреблением. Иногда эффект оказывается положительным, но в большей степени воздействие оказывается негативным.

С какими же проблемами, спровоцированными глобальным потеплением, сталкивается нынешняя электроэнергетика?

Проблема № 1 кроется в добыче и транспортировке углеводородов, а также в освоении гидроэнергетических ресурсов. С увеличением температуры происходит таяние вечной мерзлоты, что ведёт к повышению риска аварий в местах нефтегазодобычи. А ведь именно здесь размещаются 89% активов «Газпрома» и 46% активов «Лукойла». Примерно такая же картина наблюдается в иных арктических регионах земного шара. Также нельзя сбрасывать со счетов влияние повышения температуры на магистральные трубопроводы.

Проводимые в течение десятилетий наблюдения демонстрируют повышение температуры на Ближнем Востоке (крупнейший регион извлечения углеводородных ресурсов), который так же, как Арктика и Россия нагревается вдвое быстрее, чем планета в целом. Столбики термометров в Кувейте во время пиков жары стали регулярно пересекать отметку в 50° С, на улицах Катара устанавливаются кондиционеры. Регион обещает стать малопригодным для человеческого существования, что, скорее всего, вызовет резкое сокращение в нём добычи нефти и газа.

Летом 2021 года в связи с наводнением прекратили свою работу десятки гидроэлектростанций в Германии. Аналогичную ситуацию можно нередко наблюдать и на реках, протекающих по территориям других государств.

Проблема № 2 напрямую связана с производством электроэнергии и ее транспортировкой по линиям электропередач. Обледеневшие пару лет назад ветряки и провода Техаса наглядно это продемонстрировали. Сюда можно добавить грозы, смерчи, шквалы, сильный ветер, отрицательным образом сказывающиеся на транспортировке электроэнергии.  Факт снижения эффективности теплового преобразования с ростом температуры наружного воздуха научно доказан. Следствием выступает потеря европейской энергетической мощности на 1-2%, обусловленная повышением температуры на 1°С. Кроме того, потепление создаёт сложности с получением воды, столь необходимой в технологическом цикле работы тепловых и атомных электростанций.

Проблема № 3 обусловлена новыми условиями потребления электрической энергии в эпоху климатических изменений. Январь 2022 года заполнился жителям Буэнос-Айреса массовыми отключениями электричества, охватившими 700 000 человек. Причиной стала волна тепла исторического масштаба. А о том, что в летний жаркий период времени резко возрастает расходование энергии на работу вентиляторов и кондиционеров, говорить уже не приходится, так как массовость этого явления давно уже стала обыденным фактом.

Глобальное потепление наносит ущерб мировой экономике, исчисляемый в триллионах долларов. Выделить оттуда долю, которая непосредственно расходуется на решение проблем по производству энергии (электрической и тепловой), затруднительно по причине воздействия на тарифы многих факторов. Однако, получая очередной счёт на оплату за коммунальные услуги, можно быть уверенным, что рост цен обусловлен изменением климата.

Косвенную оценку положения дел даёт информация, полученная из Польши. Там, где руководство страны решило разобраться с тем, как «климатическая политика Евросоюза влияет на сумму их счетов за электричество». Выяснилось, что более половины затрат уходит на приобретение квот на выбросы углерода. Означает это только одно: считать, насколько вырастает стоимость электроэнергии в связи с глобальным потеплением уже поздно. Гораздо важнее осознать, сколько надо тратить на то, чтобы приостановить процесс изменения климата.

Вопросы выработки электрической энергии в эпоху непрерывного повышения температуры окружающей среды с каждым днём становятся всё актуальнее. Исходя из имеющихся в мире энергетических мощностей и последних достижений науки и техники, наибольшую актуальность получили два пути решения проблемы: консервативный и более передовой – прогрессивный. Никакого противоречия между ними нет, так как первый применим к существующему электроэнергетическому хозяйству, а второй требует освоения принципиально новых методов и способов генерации электроэнергии.

Научный мир уже давно отреагировал на вызовы в сфере производства электроэнергии, обусловленные глобальным потеплением, выдав необходимые рекомендации, суть которых сводится к следующему:

  • Постоянный мониторинг погоды, климатических изменений, происходящих в близлежащих к гидроэлектростанциям водоёмах процессов, а также надземных и поземных явлений, что могут привести к повреждению зданий и сооружений (электростанций, подстанций, распределительных устройств, опор линий электропередач, кабельных трасс и тому подобных объектов).
  • Оценка потенциальных угроз методами визуальных наблюдений и посредством проведения лабораторных исследований.
  • Принятие мер превентивного характера на этапе строительства, реконструкции и текущего обслуживания.
  • Принятие оперативных мер в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.

Развитие возобновляемой энергетики – это и есть наиболее прогрессивный и актуальный путь решения проблем во времена глобального изменения климата. Альтернативная энергетика не только разрешает вопрос исчерпания топливных энергоресурсов, но и посредством декарбонизации снимает с повестки дня проблемы, вызванные выбросом в атмосферу парниковых газов.

В 2020-2021 годах доля ВИЭ (возобновляемых источников энергии) в общемировом энергобалансе составляла 28,1%, что обеспечивало работой почти 10 млн человек. Ожидается, что к 2030 году их количество возрастёт до 14 млн. Здесь важно отметить ещё и факт сокращения в период с 2010 по 2020 год стоимости производства: концентрированной солнечной энергии на 68%, наземной ветровой энергии на 56%, морской ветровой энергии на 48%.

Перспективные планы по достижению к 2050 году нулевого суммарного выброса углекислого газа, сформированные для ограничения уровня глобального потепления на величину, не превышающую 1,5° С, по оценкам Международного энергетического агентства, повлекут за собой выработку 2/3 энергии и 90% электрической энергии за счёт средств возобновляемой энергетики.

В связи с климатическими изменениями глобального характера мировая энергетическая политика и энергетическая политика отдельных стран претерпевает существенные изменения. Помимо повсеместно распространяющихся ветряных, солнечных, приливных, геотермальных электростанций, всё больше на повестку дня выходят вопросы использования биологического и водородного топлива, криогенные технологии, развитие термоядерной энергетики. Высокую активность в решении вопросов мировой энергетической политики проявляют и международные организации.

Достаточно вспомнить Рамочную конвенцию ООН об изменении климата, принятую в Рио-де-Жанейро в 1992 году на «Саммите Земли». Участие в подписании соглашения приняли свыше 180 стран мира. Результатом стало ежегодное проведение конференций ООН по изменению климата. На протяжении следующих десятилетий разработан Киотский протокол (1997 г.), проведены Копенгагенский саммит (2009 г.) и Парижская конференция (2015 г.), а также подписан Монреальский протокол, вступивший в силу в 1989 году.

Историческое соглашение от 1989 года является пока что одним из самых успешных в списке глобальных природоохранных международных договорённостей. Его подписание стало поворотным моментом в истории окружающей среды. Человечество осознало возможность изменения мира через объединение усилий науки и политической воли. Достигнуты впечатляющие результаты:

  • 99% разрушающих озоновый слой веществ ликвидировано;
  • озоновый слой постепенно восстанавливается;
  • снята угроза дополнительного повышения температуры окружающей среды на 0,5-1°С, возникающей в связи с освоением углерода почвой и растениями;
  • снизилось заболевание раком кожи на 2 млн случаев в год.

Однако останавливаться на этом не приходится, даже несмотря на то что доклад за 2022 год «Состояние климатического обслуживания: энергетика» содержит немало хороших новостей. Ведь, по утверждению Генерального секретаря ООН, к 2030 году экономические выгоды от действий в области климата могут составить 26 трлн $.

Реализация сценария по ограничению глобального потепления планеты на 1,5°С к 2050 году потребует утроения прилагаемых усилий и привлечения 5,7 трлн $ ежегодных инвестиций. Такие цифры в перспективе на 2030 год называет в своём кратком обзоре Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA).

Реальная картина по привлечению средств такова:

  • 2008 год – израсходовано 140 млрд $ на реализацию проектов по альтернативной энергетике;
  • 2018 год – 288,9 млрд $ ушло на аналогичные цели (данные из отчёта ООН);
  • 2020 год – 303,5 млрд $ (BloombergNEF);
  • 2021 год – 755 млрд $, 266 млрд $ из них составил вклад Китая (BloombergNEF); ∆ 2022 год – 0,5 трлн $ вложено в ВИЭ, 1,3 трлн $ израсходовано на все технологии энергоперехода (IREN и CPI).

При этом ежегодный вклад в декарбонизацию энергетики составляет 0,5 трлн $ (в итоговую сумму 2022 года он уже был включён).

Сегодня в каждой стране действует своя стратегия по развитию энергетики, обязательным образом учитывающая факт глобального потепления и утверждающая мероприятия по преодолению его последствий и по сокращению негативного воздействия на природную среду.

Так, на территории нашей страны распоряжением Правительства РФ за № 1523-р от 9 июня 2020 года утверждена Энергетическая стратегия Российской Федерации до 2035 года. Она предусматривает ускоренный переход (модернизационный рывок) с одной из характеристик в виде «уменьшения негативного воздействия отраслей топливно-энергетического комплекса на окружающую среду и адаптацию их к изменениям климата, в результате чего Российская Федерация внесёт существенный вклад в переход к низкоуглеродному развитию мировой экономики, в международные усилия по сохранению окружающей среды и противодействию изменениям климата».

Современная энергетика способна не только приспособиться к климатическим изменениям путём использования традиционных защитных технологий и получения ряда выгод от глобального потепления, но и оказать на них влияние. Свидетельством является достижение 99% производства электрической энергии посредством эксплуатации возобновляемых источников энергии Коста-Рикой ещё в 2010-х годах.

К началу 2023 года передовые позиции в области производства энергии из ВИЭ удерживают:

  1. Китай – 392 ГВт.
  2. США – 111 ГВт.
  3. Япония – 78,8 ГВт.
  4. Германия – 66,5 ГВт.
  5. Индия – 62,8 ГВт. 
  6. Австралия – 26,7 ГВт.
  7. Италия – 25 ГВт.
  8. Бразилия – 24 ГВт.
  9. Нидерланды – 22,5 ГВт.
  10. Южная Корея – 20,9 ГВт.

Так что способы, методы и перспективы решения проблемы климатических изменений с позиций энергетики (в частности, и электроэнергетики) достаточно очевидны. Нужна лишь политическая воля и финансовые вложения. 

© 2026, Energoseti.ru Производитель РФ