А.Ю.Гагаринский, Российский научный центр «Курчатовский институт»
По иронии судьбы, долгосрочные прогнозные оценки развития цивилизации практически всегда оказываются несостоятельными. Реальная жизнь вносит столь существенные коррективы в, казалось бы, безупречные модели, что практически сводит на нет самые изощренные построения. Скорее всего, и в XXI веке все будет проходить не так, как это представляется сейчас, и не только в деталях. Тем не менее, исследования с целью выяснить тенденции развития и на их основе постараться моделировать будущее не только увлекательны, но и необходимы.
Парадокс в том и состоит, что, несмотря на всю их сомнительность, потребность в прогностических исследованиях, сценарных вариантах перспективного развития объективно существует, как бы к ним ни относились. Ведь именно они являются как минимум «идеологической» основой долгосрочных инвестиций.
Обсуждать сценарии энергетического развития - дело, вообще говоря, доступное довольно узкому кругу профессионалов, - имеет смысл только для того, чтобы посмотреть, насколько реальны мечты, едва ли не фанатично внушаемых людям апологетами «зеленого развития».
Сразу стоит сказать, что все далее обсуждаемые сценарии не содержат столь модного сейчас «инновационного прорыва». Появление принципиально новых, неизвестных сегодня источников энергии, специалисты предсказывать не берутся, хотя кто же возьмется отрицать такую возможность. Чтобы пояснить ситуацию, напомню о полученной экспериментально в 2005 году на ускорителе в Брукхейвене кварк-глюонной плазме с измеренной температурой выше 10 триллионов градусов. Спрашивается, какое отношение это открытие в физике элементарных частиц имеет к источникам энергии?
Но вспомним, что временной промежуток между открытием Э. Резерфррдом атомного ядра и первым ядерным взрывом составляет 34 года (и ровно 40 лет - до первого ядерного электричества). Мы же беремся рассуждать о сценариях энергетического развития на период именно в 40 лет и далее.
Тем не менее, посмотрим хотя бы на самые радикальные сценарии «энергетической революции», которые предлагают люди, поставившие перед собой, безусловно, благородные цели сохранения среды обитания человека и даже уверенные, что знают, как это надо делать.
Хотя, согласно знаменитому американскому физику Фримену Дайсону, «экология - это общественная религия», а с религией спорить бесполезно, замечательные идеи из этой области все-таки поддаются доводам разума.
Первая такая идея - добиться подавляющего преимущества возобновляемой энергетики над всеми остальными источниками энергии уже к середине века. Тут есть смысл посмотреть на самую радикальную точку зрения. Это известный мировым экспертам сценарий «зеленой революции», предлагаемый «Гринпис» - организацией, которую автор считает самой серьезной из всех «зеленых».
Разумеется, в этом сценарии атомная энергия вычеркивается из жизни человечества уже к 2030 году. Доля возобновляемых источников доходит к середине века до 55% всей первичной энергии (и до 70% - в электроэнергетике). Заметим, что даже в таком фантастическом сценарии расстаться с нефтью «зеленые» эксперты не могут (хотя «оставляют» ее лишь 20% в первичной энергии), будучи вынуждены признать, что развитие биотоплива ведет к многочисленным негативным побочным эффектам.
Мировое экспертное сообщество обоснованно отказывается признать подобный сценарий реалистичным из-за невыполнимости его ключевого положения - немедленной стагнации энергопотребления при сохранении экономического роста. Этого просто «не может быть, потому что не может быть никогда». К тому же авторы сценария исходят из маловероятного снижения к 2050 году стоимости возобновляемой энергии до уровня 20-50% от современного (замедление технологического прогресса по мере насыщения рынка неизбежно) и даже не рассматривают необходимые огромные затраты на аккумулирование энергии и перестройку электроэнергетических систем.
То объективное обстоятельство, что человечеству нужна не просто энергия, а относительно дешевая энергия, «зеленые мечтатели» просто оставляют за скобками.
Последние 50 лет в мире существуют статистические данные о росте мировой экономики и стоимости энергии, которая этот рост обеспечивает. Мой коллега из Курчатовского института, В.Ф. Цибульский, тщательно разобрался с тем, какую долю своего достояния (это называется мировым валовым продуктом, МВП) все эти годы люди тратят на производство энергии. Результат впечатляет. Оказывается, что если вместо «нормальных» 5% цена энергии подскакивает до некоторого «магического» предела в 10% от МВП, это обязательно совпадает по времени с мировым кризисом. Так было и в 1980-е годы и в 2009 году.
Дорогая энергия просто недоступна современной экономике. Этот эмпирический факт, подтвержденный полувековым опытом, позволяет сделать «оценку сверху» приемлемости для человечества известных ему источников энергии. Темпы роста мировой экономики довольно устойчивы. Это значит, что доступные сегодня и в перспективе затраты на необходимое людям количество энергии можно более или менее надежно оценить. Тогда появляется база для оценки возможностей различных энергетических технологий, так как цены единицы энергии от разных источников известны энергетикам неплохо. Не утруждая читателя подробными расчетами, сообщим некоторые результаты. В ядерной энергетике приемлемая в настоящее время удельная стоимость АЭС - 4000 дол./кВт, но уже к 2030 году она вырастет до 8000 дол./кВт. В экономических условиях России приемлемая цена атомных мощностей к 2030 году составит 4000 дол./кВт, что тоже немало и позволяет рассматривать довольно широкий круг предложений в качестве перспективных технологий. Они будут «по плечу» экономике.
В то же время, чтобы справиться с ценой возобновляемой энергетики (даже при очень оптимистической оценке ее стоимости в 25 центов/кВт×ч), человечеству пришлось бы утроить либо валовой продукт, либо долю в нем энергетических затрат. Так что рассчитывать на «полную победу» возобновляемых источников, по крайней мере, в этом веке, не приходится.
Разумеется, в этих оценках учитываются перспективы повышения энергетической эффективности экономики - второй мечты «зеленых». Увы, желаемые «разы» здесь также не просматриваются. В настоящее время людям удается повышать эффективность использования энергии с темпом 0,8% в год. Даже если этот показатель вырастет, как надеются энергетики, до 2-2,5%, все равно количество затрат энергии на единицу МВП не упадет более, чем на 40% к 2035 году.
Современные технологии способны заменить практически все, кроме одного «товара» - энергии. Ее дефицит невозможно восполнить ничем, кроме ограничения потребления. Конечно, можно теоретически представить себе общество, граждане которого ездят только на велосипедах, но, согласитесь, это совсем другая цивилизация. Представить же развивающийся мир, добровольно согласившийся на ограничение своего энергетического потребления, сегодня в разы уступающего (в расчете на человека) «золотому миллиарду», вообще невозможно.
Так что остается только посмотреть на реалистические сценарии мирового энергетического развития. Согласно таким прогнозам, ответственные за эмиссию парниковых газов органические источники энергии (включая биомассу) до середины века останутся преобладающими в энергетическом наборе человечества: ископаемая органика - 60% (при стабилизации роли нефти и значительном росте потребления угля), биомасса - еще 10-15%, остальные возобновляемые источники - чуть больше биомассы.
Перспективы ядерной энергетики в наибольшей степени зависят от политических решений, хотя, как меланхолично отмечается в «дорожной карте энергетики» Европейской комиссии, «практически каждая энергетическая технология оспаривается». Тем не менее, ядерный источник может рассчитывать к середине века на 10-15% в первичной энергии, а это уже троекратный рост от сегодняшнего состояния, и, похоже, людям предстоит с этим согласиться.