К вопросу оценки энергетической эффективности экономики России

Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу оценки энергетической эффективности экономики России

Вопрос вовлечения в разработку альтернативных источников энергии широко обсуждается в экспертном сообществе России. Анализируя статистику изменения ВВП и энергопотребления России и других стран мира в период кризисного 2009-го и посткризисного 2010 гг., автор показывает, что только 22 - 25% потребляемой Россией энергии расходуется на воспроизводство ВВП. И ставит задачу вовлечения в баланс энергопотребления страны альтернативной энергетики.

By analyzing change statistics of gross domestic product and energy consumption of Russia and other countries of the world in crisis 2009 and post-crisis 2010, the author shows that only 22-25% of energy consumed by Russia is spent to reproduce gross domestic product. The author puts task to introduce alternative energy to our country's balance of energy consumption.

Задачей исследования, проводимого в настоящее вреия кафедрой «Термодинамики и тепловых двигателей» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина совместно с Королевским технологическим университетом (Стокгольм, Швеция), являются оценка целесообразности и экономической эффективности использования альтернативных источников энергии, к которым относятся нетрадиционные ресурсы углеводородного сырья (НРУВС) и возобновляемые источники энергии (ВИЭ), с целью энергосбережения в единой системе газоснабжения (ЕСГ) России. До сих пор в экспертном сообществе России нет единого мнения: надо ли этим заниматься, или нет? Большинство экспертов утверждают, что у нас достаточно традиционных углеводородных ресурсов и нет необходимости распылять и без того ограниченные технические, материальные и финансовые ресурсы. Другая часть, к которой, в частности, относится и автор настоящей статьи, утверждают обратное - проблемами вовлечения нетрадиционных и возобновляемых ресурсов необходимо начинать заниматься незамедлительно, пока не упущено время. Автором предложена методика определения количественных оценок энергоэффективности экономики России.

Россия является ведущей энергетической державой мира, устойчиво удерживая третье место в мире после Китая и США по производству энергии, выработав в 2012 г. свыше 1305 млн т н.э., и первое место по добыче углеводородного сырья - 1059,2 млн т н.э. (рис. 1) [1]. Много это или мало - попробуем оценить с точки зрения существующих мировых трендов. Рассмотрим крупнейших мировых производителей нефти (уровень производства свыше 100 млн тонн) и газа (уровень производства свыше 100 млрд м3) в 2012 г. [1].

Рис. 1. Добыча ведущих мировых производителей нефти (млн тонн) в зависимости от запасов (млрд тонн) в 2012 г.

Рис. 2. Добыча ведущих производителей газа (млрд м3) в зависимости от запасов (трлн м3) в 2012 г.

Диаграмма на рис. 2 построена, исходя из запасов газа в России, по данным Proved Reserves, опубликованным BP в своем отчете за 2012 г. [2], так как в отчете за 2013 г. совершенно неожиданно, без каких-либо объяснений причин, запасы газа в России на конец 2012 г. снижены по сравнению с концом 2011 г. на 11,7 трлн м3 - с 44,6 до 32,9 трлн м3. Что же такое 11,7 трлн м3 газа? Это совокупные запасы по категориям А+В+С1+С2 таких месторождений, как Бованенковское (4,9 трлн м3), Штокмановское (3,8 трлн м3), Ковыктинское (2 трлн м3) и Чаяндинское (1,2 трлн м3), и вдруг они как бы одномоментно опустели! Так не бывает, и поэтому, а также с учетом подробного анализа ретроспективных отчетов ВР, автором принята цифра в 44,6 трлн м3 как реально существующие запасы газа в России.

Как видно из диаграмм, Россия существенно опережает мировые тренды добычи, особенно нефти. Если следовать тренду, уровень добычи нефти при существующих запасах должен был бы составлять 230 - 240 млн тонн, что полностью удовлетворило бы ежегодный уровень потребления, который колеблется в пределах 140 - 145 млн тонн, а уровень добычи газа - 390 - 400 млрд м3, что также удовлетворяло бы внутренние потребности страны в газе. Однако отказаться от столь высоких темпов добычи мы не можем, так как доходы от продажи нефти, нефтепродуктов и газа составляют более 54% бюджетных поступлений страны. США также существенно опережают мировой тренд добычи как нефти, так и газа, однако можно смело предположить, что в самое ближайшее время уровень доказанных запасов как нефти, так и газа (Proved Reserves), будет существенно увеличен за счет сланцевых углеводородов, так как объемы бурения в США в период с 2004 по 2011 гг. колебались в пределах 65 - 94 млн м в год, из них поисково-разведочного бурения (ПРБ) - не менее 4 - 5 млн м ежегодно [3]. В силу того, что Россия - огромная страна, занимающая территорию свыше 17 млн км2, около 70% которой расположено в северных и арктических зонах, мы являемся одним из самых крупных потребителей энергии - 694,2 млн т н.э. в 2012 г. [1], занимая 3-е место в мире после Китая и США.

Рис. 3. Удельное энергопотребление стран G-20 в зависимости от территории страны

Насколько эффективно мы эту энергию потребляем? Попытаемся ответить на этот вопрос. Так как ВВП России с учетом паритета покупательной способности (ППС) в 2012 г., согласно данным Всемирного банка, составил 3 трлн 373 млрд долларов США [4], можно подсчитать удельное энергопотребление России за 2012 г.: - 0,206 т н.э./1000 долларов США с учетом ППС, значение которого существенно превышает среднемировой уровень - 0,145 т н.э./1000 USD ВВП с учетом ППС. Для того чтобы понять, много это или мало, достаточно обратиться к диаграмме зависимости удельного энергопотребления стран «большой двадцатки» (G-20) от их территории, приведенной на рис. 3, справедливо полагая, что чем больше территория, тем больше энергии тратится на обслуживание протяженной инфраструктуры, созданной в стране.

На диаграмме вертикальная линия делит страны на «большие» - с территорией более 3 млн км2 (Индия, Австралия, Бразилия, США, Китай, Канада и Россия) и другие, а горизонтальная линия - среднемировой уровень удельного энергопотребления, равный 0,145 т н.э./1000 USD ВВП с учетом ППС. Совершенно очевидно, что сравнивать по условиям и структуре энергопотребления Индию или Бразилию и Россию просто некорректно из-за огромной разницы в климатических условиях. Поэтому мы разделили «большие» страны на «южные», к которым можно отнести Индию, Австралию, Бразилию, США и Китай, и «северные» - Канаду и Россию, которые имеют сопоставимые по размерам и широтам территории. Из диаграммы (рис.3) следует:

· Страны, имеющие большую территорию, лидерами по эффективности энергопотребления не являются - это своего рода энергетическая плата за протяженную и развитую инфраструктуру, которая эту территорию охватывает.

· Большие «южные» страны, такие как Индия, Австралия, Бразилия и США, имеют показатели удельного энергопотребления в пределах 0,116 - 0,141 т н.э./1000 USD ВВП с учетом ППС, что ниже среднемирового уровня, за исключением Китая, огромное энергопотребление которого определяется его ролью «мировой» фабрики.

· Большие «северные» страны - Канада и Россия имеют сопоставимые уровни удельного энергопотребления - 0,222 и 0,206 т н.э./1000 USD ВВП с учетом ППС, которые существенно выше среднемирового уровня, что также объяснимо с точки зрения климатических особенностей «северных» стран.

Одним словом, мы «обречены» сжигать огромное количество топлива для выработки энергии и тепла, чтобы обеспечить себе комфортные условия жизни на огромной северной территории (рис. 4).

Рис. 4. Удельное энергопотребление на 1 км2 территории и 1-го жителя стран G-20

Из диаграммы следует:

· Чем больше страна по территории - тем меньше ее удельное энергопотребление на единицу площади. Это говорит о том, что большая часть территории страны является структурно не обустроенной и не вовлечена в процесс воспроизводства ВВП. По этому показателю Россия и Канада находятся примерно на одном уровне - 40,6 и 32,9 т н.э./км2 соответственно, что ниже среднемирового уровня, равного 83,77 т н.э./км2. Примерно такой же уровень удельного энергопотребления на единицу площади у Австралии (16,34), Аргентины (29,67) и Бразилии (32,26) - больших по территории стран, большинство площадей которых никак не вовлечены в процесс воспроизводства ВВП.

· Чем выше этот показатель у страны - тем большая часть территории страны обустроена и вовлечена в процесс воспроизводства ВВП. Лидерами по этому показателю являются такие страны, как Республика Корея (2727 т н.э./км2), Япония (1265 т н.э./км2), Германия (873 т н.э./км2) и Великобритания (835 т н.э./км2).

· По уровню удельного энергопотребления на гражданина страны Канада имеет самый высокий уровень среди стран G-20 - 9,5 т н.э./человека и опережает Россию в 2 раза (4,82 т н.э./человека). Во многом этот показатель относится к основному при определении качества жизни в той или иной стране. При этом получается, что уровень «энергетического» комфорта в России выше, чем во всех развитых европейских странах? Так ли это на самом деле, или это энергетические потери - попытаемся ответить ниже.

Интересно проанализировать динамику роста ВВП и энергопотребления ряда стран G-20. Доступные в открытой печати данные [1, 5] позволяют сделать это за период 2002 - 2012 гг. (рис. 5).

Рис. 5. Диаграмма роста ВВП и энергопотребления по некоторым странам G-20

энергия альтернативный энергопотребление нефть

Как видно из диаграммы, страны BRICS имели наибольшую динамику роста ВВП в 345 - 584%, но также росло и их энергопотребление, что объяснимо логикой роста экономик развивающихся стран. Развитые страны, вошедшие в фазу «постиндустриального» развития, имели тенденцию снижения энергопотребления при устойчивом росте ВВП в пределах 148 - 180%. Канада имела наибольшие темпы роста ВВП среди развитых стран в 248% при росте энергопотребления в 108%. Это также объяснимо, так как экономика Канады ориентирована, в основном, на нефтегазовую отрасль, и столь высокие темпы роста ВВП объясняются устойчивым ростом мировых цен на энергоносители.

Интересный факт, но Россия - лидер по росту ВВП: 584% за 10 лет, при том, что энергопотребление выросло только на 11% (рис. 6) [1, 5].

Рис. 6. Динамика ВВП (млрд USD) и энергопотребления (млн т н.э.) России в 2002 - 2012 гг.

С точки зрения энергоэффективности, это очень хороший результат - если удается наращивать ВВП без существенного роста энергопотребления или при его снижении, то либо в стране повсеместно внедряются современные технологии энергосбережения, либо страна переходит на выпуск самой современной продукции с высокой добавленной стоимостью (типа программных продуктов, производства микросхем или продуктов, требующих внедрения нанотехнологий и прочего), что приводит к существенному росту ВВП, но не требует дополнительных затрат энергии, либо одновременно происходит и то и другое. Однако, как показывает наша повседневная жизнь, масштабной структурной перестройки экономики России мы пока не наблюдаем, в основном, экономика остается ориентированной на добычу и переработку минерального сырья и топлива. Откуда же такой результат? Можно предположить еще один вариант - Россия получила в наследство от СССР огромную, избыточную инфраструктуру, ориентированную на выпуск всего перечня продукции, определявшую статус СССР как одной из двух сверхдержав в мире (все системы вооружений, все типы космических аппаратов и ракет-носителей, все типы самолетов, судов, компьютеры, все виды энергетического оборудования и прочее, и прочее, и прочее), однако использовать эту инфраструктуру в полном объеме мы в настоящее время не в состоянии. А эксплуатировать ее продолжаем, так как во многом она завязана на социальные нужды граждан страны. Например, в России осталось много городов и поселков, созданных вокруг градообразующих предприятий, особенно в оборонной сфере. Вся инфраструктура этих городов и поселков жестко привязана к предприятиям, которые уже много лет не работают либо работают с частичной нагрузкой, а энергетическое обслуживание этой инфраструктуры страна вынуждена продолжать - не оставлять же людей жить в замерзающих поселках и городах без электричества, водоснабжения и канализации! Получается парадоксальная картина - энергия продолжает тратиться, а ВВП предприятия не создают вообще либо создают малую долю от того, что могли бы создавать. Если предположить, что это так, тогда это хорошо объясняет незначительный рост энергопотребления при существенном увеличении ВВП за последние 10 лет. Проверим правдоподобность этого предположения. Для этого построим графики изменения удельного энергопотребления на выработку 1000 долларов ВВП по странам BRICS (рис. 7) и развитым странам (рис. 8) за 2002 - 2012 гг. [1, 5].

Как следует из графиков на рис. 7 и 8, ни в одной стране не происходило такое быстрое снижение удельного энергопотребления за последние 10 лет, как в России - с 1,82 до 0,345 т н.э./1000 долларов ВВП! Как представляется автору, это хорошо подтверждает ранее выдвинутую гипотезу о том, что избыточная и энергозатратная инфраструктура, оставленная России ее предшественником - СССР и практически никак не использовавшаяся в 90-е гг., наконец-то заработала в 2000-е гг., следствием чего стало столь динамичное снижение удельного энергопотребления. Т.е., энергию-то она потребляла всегда, а ВВП практически не производила! Тем не менее, если обратиться к абсолютным цифрам, - у нас самое большое удельное энергопотребление в 2012 г. - 0,345 т н.э./1000 USD ВВП без учета ППС, что выше, чем в Китае, практически в 2 раза выше, чем в Канаде, в 2,5 раза выше, чем в США.

Рис. 7. Динамика удельного энергопотребления (т н.э./1000 долларов ВВП) в странах BRICS в 2002 - 2012 гг.

Рис. 8. Динамика удельного энергопотребления (т н.э./1000 долларов ВВП) в некоторых развитых странах G-20 в 2002 - 2012 гг.

Теперь интересно было бы оценить, какая доля расходуемой энергии России потребляется на воспроизводство ВВП? В ранее проведенном исследовании [6] мы ссылались на структуру энергопотребления России, представленную академиком РАН Фаворским О.Н., где показано, что только 17% добываемой в России энергии (250 из 1500 млн т.у.т.) идет на нужды промышленности, транспорта и сельского хозяйства, все остальное уходит на экспорт либо идет на генерацию тепла и электроэнергии. Но у него нет ответа, а сколько же мы теряем энергии и тепла? Точно дать ответ на этот вопрос невероятно трудно, если вообще возможно. Тем не менее дать некую обоснованную оценку на основе анализа глубокого, но краткосрочного кризиса мировой экономической системы 2009 - 2010 гг. можно. Значения удельного энергопотребления России и Канады имеют практически идентичную реакцию на кризисный 2009-й и посткризисный 2010 гг. с разницей в абсолютных величинах (у России показатель выше в 2,2 раза). В кризисный период в наибольшей мере снизились мировые цены на топливо и минеральные ресурсы, что в существенно большей степени отразилось на снижении ВВП России и, соответственно, росте удельного энергопотребления, чем Канады, экспортный потенциал которой ориентирован также и на рынок оборудования для добычи нефти, газа и минеральных ресурсов (цены на которое не снижались на рынке вообще). Попытаемся проанализировать эту динамику подробнее (рис. 9).

Рис. 9. Динамика изменений ВВП (млрд USD), изменений энергопотребления (млн т н.э.) и удельного энергопотребления (т н.э./1000 USD ВВП) России в 2002 - 2012 гг.

В кризисном 2009 г. ВВП России снизился на 438,2 млрд долларов США по отношению к 2008 г., энергопотребление снизилось на 35,7 млн т н.э., в 2010-м посткризисном году ВВП повысился на 302,3 млрд долларов США по отношению к 2009 г., а энергопотребление повысилось на 26,2 млн т н.э. Если предположить, что все это время мы продолжали потреблять всю необходимую нам для существования энергию и тепло в том же объеме (а в средствах массовой информации не было ни одного сообщения об отключении инфраструктурных объектов от источников тепла и энергии в кризисный год - мы продолжали жечь топливо и потреблять энергию на собственный обогрев в тех же количествах, что и в докризисные годы), можно сделать вполне обоснованное предположение, что удельное энергопотребление в кризисный 2009-й и посткризисный 2010 гг. четко привязаны к изменению ВВП в эти же годы, т.е. цифра 80 - 90 кг. н.э. на выработку 1000 долларов ВВП и есть искомая величина. Таким образом, с учетом всех допущений и приближений, связанных с использованием макроэкономических данных [1, 5], можно оценить энергоэффективность народного хозяйства России в 23 - 25% - именно эта доля потребляемой энергии идет на воспроизводство ВВП, все остальное - обслуживание протяженной, инерционной и явно избыточной инфраструктуры, включая тепловые и энергетические потери.

Интересно проанализировать, насколько «энергочувствительна» экономика России? Для этого необходимо перейти к относительным единицам, рассчитанным как отношение приращения значения ВВП и энергопотребления за год к величине ВВП и энергопотребления за предыдущий год [1, 5] (рис. 10).

Рис. 10. Динамика изменения темпов роста ВВП (%), удельного роста энергопотребления (%) и коэффициента удельной энергоэффективности России в 2002 - 2012 гг.

Т.о., наблюдается тенденция снижения темпов роста ВВП России с 33% в 2002 г. до 8% в 2012 г. и удельного роста энергопотребления с 1,8% в 2002 г. до 0,05% в 2012 г. Безразмерный коэффициент удельной энергоэффективности рассчитывается как отношение удельного роста энергопотребления за год к удельному росту (темпу роста) ВВП за тот же год и характеризует так называемую энергочуствительность экономики страны - он показывает удельное изменение энергопотребления, приходящееся на каждый процент прироста ВВП. Как следует из графика на рис. 10, коэффициент удельного энергопотребления России вырос со значения 0,06 (т.е. на каждые 16,7% роста ВВП приходился 1% роста энергопотребления) в 2002 гг. до значения 0,09 (на каждые 11,1% роста ВВП приходился 1% роста энергопотребления) в 2012 г. Для того чтобы определить, хорошо это или плохо для российской экономики, проведем сравнение изменения этого коэффициента по таким странам, как США (страна с наиболее сбалансированной экономикой «сверхдержавы», которая производит весь спектр продукции), Китай (мировая «фабрика» с наибольшими структурными изменениями экономики, которая все в большей степени переходит с выпуска продукции энергозатратной и с низкой добавленной стоимостью на выпуск продукции современной с высокой добавленной стоимостью), Канада (страна, находящаяся в схожих территориально-климатических условиях с Россией и имеющая схожую с Россией структуру экономики, ориентированную на производство минерального сырья и топлива) и России. На рис. 11 представлены линейные зависимости, характеризующие тренд изменения коэффициента удельной энергоэффективности по странам в период с 2002 по 2012 гг., рассчитанные так же, как это было показано выше.

Рис. 11. Динамика трендов коэффициента удельной энергоэффективности (коэффициента «энергочувствительности») Канады, Китая, России и США в 2002 - 2012 гг.

Из табл. 1 следует, что меньше всего коэффициент «энергочувствительности» изменялся в США - это говорит о сбалансированности экономики США, где на каждый процент роста энергопотребления приходится чуть более 5% роста ВВП. В Китае этот коэффициент снижался быстрыми темпами, что свидетельствует о быстрой структурной перестройке экономики: если в 2002 г. на каждый процент роста энергопотребления приходилось 1,16% роста ВВП, то в 2012 г. это соотношение резко изменилось - на процент роста энергопотребления уже приходилось 3,2% роста ВВП (Китай все в большей мере переходит на выпуск продукции с высокой добавленной стоимостью и требующей меньших энергетических затрат). В Канаде, так же как и в России, наблюдался рост значения коэффициента «энергочувствительности»: если в 2002 г. на каждый процент роста энергопотребления приходился 11,1% роста ВВП, то в 2012 г. это значение уже снизилось до 5,9%. А в России в 2002 г. на каждый процент роста энергопотребления в 2002 г. приходилось 16,7% роста ВВП, а в 2012 г. этот показатель снизился до уровня 11,1%. Для наглядности результаты прироста ВВП в % по странам в 2002 и 2012 гг., приходящегося на 1% прироста энергопотребления, сведены в таблицу 2.

Табл. 1. Значения коэффициента «энергочувствительности» по странам в 2002 и 2012 гг.

Табл. 2. Прирост ВВП по странам, приходящийся на 1% прироста энергопотребления в 2002 и 2012 гг.

Как видим из таблиц 1 и 2, у России наименьшие показатели коэффициента «энергочувствительности» и наибольшие показатели прироста ВВП, приходящегося на 1% прироста энергопотребления. Это может свидетельствовать либо об успешном завершении структурной перестройки экономики, либо о том, что внутреннее энергопотребление страны очень велико, в связи с чем дополнительные затраты энергии, требуемые для прироста ВВП на 1%, не оказывают существенного влияния на уровень энергопотребления России (экономика «энергонечувствительна»). Как видим на практике, масштабных структурных изменений в экономике пока нет, следовательно мы продолжаем эксплуатировать протяженную, явно избыточную в настоящий момент и энергозатратную инфраструктуру, созданную в СССР, которая начиная с начала 2000-х гг. все в большей степени вовлекается в процессы воспроизводства ВВП.

Выводы

1. Россия является мировым лидером по производству углеводородного сырья, существенно опережая мировые тренды, особенно в добыче нефти. При этом уровень проведения геологоразведочных работ (ГГР) и поисково-разведочного бурения (ПРБ) совершенно недостаточен, что замедляет процесс необходимого восполнения минерально-сырьевой базы (МСБ) страны.

2. Россия занимает лидирующее третье место в мире по уровню энергопотребления - в 2012 г. уровень энергопотребления в России составил 694,2 млн т н.э., что объяснимо с точки зрения огромной территории, 70% которой находятся в северных и арктических зонах.

3. За период 2002 - 2012 гг. Россия была лидером по темпам прироста ВВП среди стран G-20 - 584%, при этом уровень энергопотребления за тот же период увеличился только на 11%.

4. По результатам 2012 г. показатель удельного энергопотребления России составил значение 0,206 т н.э./1000 USD ВВП с учетом ППС, что сопоставимо с тем же показателем Канады - 0,221 т н.э./1000 USD ВВП с учетом ППС. Уровень удельного энергопотребления в т н.э. на воспроизводство 1000 USD ВВП без учета ППС в России в 2012 г. составил 0,345, что в 1,9 раза выше уровня Канады (0,181). Энергопотребление России связано с энергетическим обслуживанием протяженной и затратной инфраструктуры, что делает задачу снижения затрат энергии на внутреннее энергопотребление актуальной и очень сложной для практической реализации.

5. Анализ кризисного 2009-го и посткризисного 2010 гг. показал, что только 85 - 90 кг н.э. расходуются на воспроизводство 1000 USD ВВП, что составляет 23 - 25% внутреннего энергопотребления. Так как ожидать существенного потепления климата и больших структурных изменений в экономике России в самое ближайшее время маловероятно, то мы будем продолжать терять до 75 - 77% потребляемой энергии и дальше.

6. Рассчитанные показатели коэффициента «энергочувствительности» экономик Канады, Китая, России и США имеют самые малые значения для экономики России (0,06 в 2002 г. и 0,09 в 2012 г.), что свидетельствует о том, что для дополнительного воспроизводства ВВП нам требуется привлекать наименьшее количество дополнительной энергии. Мы ее и так потребляем сверх всякой меры, поэтому задача вовлечения уже имеющейся инфраструктуры в процесс воспроизводства ВВП актуальна.

7. Столь высокое внутреннее энергопотребление, связанное с обслуживанием протяженной и явно избыточной энергетической инфраструктуры, свидетельствует о необходимости вовлечении в разработку возобновляемых источников энергии [6,7] и нетрадиционных источников углеводородного сырья [8], особенно в децентрализованных системах энергоснабжения. При этом необходимо учитывать, что все крупные энергетические проекты капиталоемкие и инерционные - они начинают приносить значимые результаты, в лучшем случае, на 8 - 10 год их реализации.

Литература

1. Бессель В.В., Беляев А.А., Зверев А.М. Энергосбережение в магистральном транспорте газа за счет использования возобновляемых источников энергии // Территория НЕФТЕГАЗ. 2013. №9. С. 84 - 90.

2. Бессель В.В., Лопатин А.С., Беляев А.А., Кучеров В.Г. Использование возобновляемых источников энергии для повышения энергоэффективности ЕСГ России // Neftegaz.RU. 2013. №10. С. 12 - 20.

3. Бессель В.В. Нетрадиционные углеводородные ресурсы - альтернатива или миф? // Neftegaz.RU. 2013. №9. С. 64 - 70.

Размещено на Allbest.ru