научная статья по теме МИЛЛИАРД ТОНН ТОПЛИВА - ЭТО МНОГО ИЛИ МАЛО? (СКОЛЬКО ЭНЕРГИИ НУЖНО РОССИИ) Энергетика

Текст научной статьи на тему «МИЛЛИАРД ТОНН ТОПЛИВА - ЭТО МНОГО ИЛИ МАЛО? (СКОЛЬКО ЭНЕРГИИ НУЖНО РОССИИ)»

миллиард тонн топливе —

это много или мело?

(Сколько энергии нужно России)

Член-корреспондент РАН В.В. КЛИМЕНКО, доктор технических наук А.Г. ТЕРЕШИН (Национальный исследовательский университет "МЭИ")

Потребление энергии на душу населения является важнейшим экономическим и социальным детерминантом, полностью определяющим не только уровень жизни населения конкретной страны, но и, по-видимому, этап исторического развития, на котором эта страна находится. Действительно, в наиболее богатых странах мира на душу населения приходится сейчас 10-14 т у.т./год (США, Канада, Норвегия), в беднейших же этот показатель едва достигает 0.3-0.4 т у.т./год (Бангладеш, Мали, Чад). Не вызывает сомнения, что большинство стран мира должны будут в ближайшие десятилетия значительно увеличить потребление энергии, с тем чтобы обеспечить своим гражданам достойные условия существования. Однако где лежат разумные асимптоты энергопотребления, различаются ли они для разных стран и от каких причин это зависит - на все эти вопросы в настоящее время нет определённого ответа. Между тем та-§ кой ответ остро необходим, посколь-£ ку с дальнейшим ростом потребления | энергии и сопутствующей ему эмиссии § парниковых газов (в первую очередь £ диоксида углерода) связано решение | одной из центральных проблем совре-2 менности - проблемы глобальных изме-I нений климата.

§ Методология

I Более 20 лет назад нами была предел

= принята попытка определить оптимальные, или предельные, уровни потребления энергии разных стран, минуя

традиционную схему, ядром которой являются представления о развитии экономики1. При этом мы исходили из представления, что потребление энергии служит удовлетворению базовых потребностей человека и в первую очередь - защите от голода, жажды, жары и холода. Очевидно, что реализация перечисленных потребностей должна зависеть от природных условий и, прежде всего, от климата. Сейчас, двадцать лет спустя, у нас есть возможность в полной мере проверить это предположение с использованием доступных архивов информации по удельному потреблению энергии в 1950-2012 гг. и среднегодовой температуре воздуха Та в различных странах мира.

Во избежание проблем, связанных с неустойчивостью статистики для малых стран, мы пользовались данными преимущественно для стран, население которых превышает 2 млн чел. Анализ временных рядов удельного энергопотребления позволяет заключить, что во многих странах мира (сейчас их число превышает 40) потребление энергии на душу населения почти не изменяется в течение последних 20-25 лет (рис. 1).

Таким образом, есть основания утверждать, что в этих странах действительно, как мы предполагали, достигнут некий оптимальный (или предельный) уровень потребления энергии, обеспечивающий удовлетворение базовых потребностей человека. Общество, в котором

1 Клименко В. В. Влияние климатических и географических условий на уровень потребления энергии //Доклады РАН. 1994. Т. 339. № 3.

2

© В.В. Клименко, А.Г. Терешин

е, ту.т./(чел.*год)

альном обществе е„ обнаруживает сильную и ясно выраженную зависимость от среднегодовой температуры вплоть до Та = 17 °С (рис. 2). Эта зависимость выражается следующим простым соотношением:

е„ (т у.т./чел • год) =

9.3-0.4Га I 2.5

при Ta <17 %C, при Ta <17 C (1)

Рис. 1.

Потребление энергии на душу населения в развитых странах мира в 1950-2012 гг.

этот уровень достигнут, по терминологии Д. Белла или У. Ростоу2, принято называть постиндустриальным или информационным. Оказывается, что удельное потребление энергии в постиндустри-

2 Rostow W.W. The Stages of Economic Growth: A Non-Communist Manifesto. Cambridge: Cambridge University Press. 1960.

Поистине удивительным, по крайней мере на первый взгляд, кажется то, что энергопотребление стран, различающихся типом экономики, структурой импорта/ экспорта энергоресурсов, стереотипом потребления, наконец, культурными традициями, описывается в пределах 25% единым соотношением, не содер-

Рис. 2.

Зависимость удельного потребления энергии e в постиндустриальном обществе от среднегодовой температуры воздуха ^ (Сокращённые обозначения стран соответствуют терминологии ООН.)

14 12 10 8 б 4 2

е, ту.т./(чел.тод)

• CAN

+25%

oISL

• USA Уравнение (1)

I о BEL

о NZL

DNK° "<&GBif- &BGR °AUT , ............oHUN .

................о \

AUS

SAU

• LBY

SGP

о

ZAF

OMLT

ISR

.......о..........

~*СУГ

-нгсг

.......о.....

VEN, nMYS

PRIO

10

15

20

о CUB

25

-елв-

Ta, °C

жащим в явном виде экономических характеристик. Снижение е„ с возрастанием Та объясняется уменьшением расхода энергии на отопление, который в высокоширотных развитых странах достигает 50% от общей величины энергопотребления, а также удельных (на тонно-километр) транспортных затрат и расхода энергии на производство единицы сельскохозяйственной продукции и т.д.

При Та а 17 °С потребность в отоплении отпадает, и е„ перестаёт зависеть от температуры. Многие исследователи склонны полагать, что при высоких Та следует ожидать возрастания е„ в связи с большими расходами энергии на кондиционирование воздуха. Однако, как показывает рис. 2, в действительности ничего подобного не происходит или, во всяком случае, пока не было зафиксировано. Вместе с тем на этом рисунке имеется группа точек (тёмные символы), заметно отклоняющихся от обобщающей зависимости (1). При более пристальном рассмотрении оказывается, что все эти точки относятся к большим государствам, территория

Рис. 3.

Зависимость удельного потребления энергии eJe0, в постиндустриальном обществе от эффективной площади страны Se.

(Для Гонконга, Мальты и Сингапура площадь увеличена в 10 раз. Сокращенные обозначения стран соответствуют терминологии ООН.)

которых составляет по меньшей мере 0.9 млн км2. На рис. 3 тот же набор данных представлен в виде е*/е„ = /где е„ вычисляется по формуле (1), а'8е -"эффективная" площадь страны. Понятие эффективной площади вводится, чтобы учесть реальную часть территории, приспособленную для заселения её людьми. В результате специально проведённого исследования нами было установлено, что плотность населения падает практически до нуля на территориях, расположенных в Северном полушарии к северу от среднегодовой изотермы Та = -2 °С (в Южном полушарии к югу от указанной изотермы постоянное население вообще отсутствует) и на высотах свыше 2000 м над уровнем моря. С учётом этих ограничений эффективная площадь страны, на которой и происходит интересующее нас потребление энергии, может быть существенно меньше фактической: так, для Канады она составляет 3.64 млн км2 (фактически 9.98 млн км2), для США - 7.89 млн км2 (9.36 млн км2), для России - 5.51 млн км2 (17.08 млн км2). Возвращаясь к рис. 3, увидим, что потребление энергии в 38 странах, вошедших в стадию постиндустриального развития, описывается единой зависимостью:

е.. /ес.

при Бе <0.5 млн км ,

11.26 $8е (млн км ) при 8е >0.5 млн км .

(2)

1

Теперь настала пора ответить на вопрос: почему большие государства потребляют больше энергии? Во-первых, возрастают расходы энергии на транспорт, в том числе самих энергоресурсов - показано3, что США из-за этого приходится тратить на единицу валового продукта на 20% больше энергии, чем европейским странам. Вторая причина не столь очевидна, но, на наш взгляд, ещё более важна, чем первая. Дело в том, что в больших государствах неизбежно имеются территории с более или менее благоприятными природными условиями. Чтобы поддерживать необходимый уровень социального равенства, федеральное правительство вынуждено перераспределять часть произведённого продукта в пользу маргиналов. Это лишает наиболее динамичную часть общества естественных стимулов и ведёт к потере эффективности и, как следствие, перерасходу энергии.

Из анализа рис. 3 следует, что имеется всего одна "экспериментальная" точка - Сингапур, не подчиняющаяся общей логике. Однако и этот факт, на наш взгляд, обусловлен скорее проблемами статистики. Дело в том, что в наших расчётах использовалась численность населения Сингапура де-юре (4.27 млн чел. в 2005 г.), а де-факто эта величина существенно больше, поскольку страну ежегодно посещают 13 миллионов иностранцев. В результате реальное потребление энергии на душу населения должно быть значительно меньше вычисленного по данным официальной статистики. Таким образом, уравнение (2) является универсальным и устанавливает связь уровня удельного потребления энергии с природными - климатическими и географическими - условиями. Это чрезвычайно важный факт, значение которого выходит далеко за рамки естественных наук и имеет смысл с точки зрения историографии и культурологии. Здесь имеется в виду давняя, продолжающаяся еще со времён И. Канта и Ф. Шлегеля, дискуссия о соотноше-

3 Darmstadter J. et al. How industrial societies use energy. Resources for the Future. N.Y.: John Hopkins Press. 1977.

нии общего и особенного, глобального и локального в истории развития цивилизации. Кантовская схема обращает внимание на общность исторического процесса, в то время как подход Шле-геля, получивший значительное развитие в современной историографии, основан на учении о независимых локальных культурах (цивилизациях).

Сейчас появилась возможность предложить вариант решения этого спора исходя из естественнонаучных представлений, и этот ответ таков: с глобально экологической точки зрения все страны в фазе постиндустриального общества ведут себя совершенно одинаково, и в этом смысле мировая цивилизация едина и неделима. Единство процесса потребления никак не должно восприниматься как факт обнадёживающий, поскольку может означать лишь то, что в современном постиндустриальном обществе налицо частичная утрата культурного многообразия, коль скоро стереотип потребления, несомненно, составляет важный элемент общей культуры.

Можно также утверждать, что формирование нынешних стандартов потребления прошло полностью по образцу, предложенному западными странами еще 50 лет тому назад, и это означает, что развивающимся странам, по-видимому, все-таки придётся пойти по пути так называемого догоняющего развития, то есть пройти последовательно те же самы

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком