комментарии и ответы

Развитие возобновляемых источников энергии для поддержания энергетической и экологической безопасности

Время издания:28-09-2015 | Увеличить шрифт | Уменьшить шрифт

Автор:Чэнь Юань | Источники:Журнал "Цюши", 2015 г., выпуск 18

Сегодня, когда проблемы окружающей среды, климата, экологии и устойчивого развития становятся с каждым днем все более отчетливыми, развитие новых альтернативных источников энергии, постепенное избавление от зависимости от ископаемых источников энергии стало важной точной приложения силы в модификации экономик различных стран мира. Для такой густонаселенной развивающейся страны с высоким потреблением энергии, какой является Китай, развитие чистых, возобновляемых источников энергии имеет еще большее практическое и стратегическое значение, а также играет важную стимулирующую роль в энергетической безопасности, экологическом строительстве, техническом прогрессе, уровне жизни народа Китая и других аспектах. 

I. Стимулирование энергетической независимости и энергетического самообеспечения, поддержание энергетической и экономической безопасности 

Становление Китая как второй крупнейшей экономики мира, стремительное экономическое развитие и 1,3-миллиардное население обусловили огромные потребности в потреблении энергии, из-за чего все больше и больше обостряются противоречия в системе снабжения энергоресурсами. Особенно в последние годы быстрый рост объема импорта нефти и газа обусловил небывалую ранее степень зависимости от зарубежных стран. В 2014 г. общий объем потребления энергии по всей стране составил около 4,26 млрд тонн топливного эквивалента по углю, где доля потребления угля составила 66%, а гидроэлектроэнергии, энергии ветра, ядерной энергии, природного газа и других экологически чистых источников энергии - только 16,9%; в том же году импорт сырой нефти составил примерно 310 млн тонн, а степень зависимости от зарубежных стран - 59,6%, импорт природного газа составил примерно 59 млрд кубических метров, а степень зависимости от зарубежных стран - 32,2%; все эти показатели являются историческими рекордами. Кроме того, для импорта сырой нефти у Китая есть фактически один канал: около 75% импортной нефти поступают через Малаккский пролив, а безопасность этого канала трудно гарантировать. В ситуации подъема Китая обострился контроль в отношении Китая со стороны западных стран, и обстановка вокруг китайских границ становится все более сложной; изменения в геополитике сделали систему обеспечения энергоресурсами еще более уязвимой. Энергетическая безопасность затрагивает экономическую и национальную безопасность, а уязвимость системы энергоснабжения создает помехи в стимулировании Китаем внешнего сотрудничества и особенно явно проявляется в международных делах. 

Чтобы решить проблему энергетической безопасности, необходимо внести корректировки в национальную энергетическую стратегию. С одной стороны, необходимо, двигаясь в направлении энергетической независимости, в полной мере использовать природные богатства Китая, разрабатывать возобновляемые источники энергии, сокращать потребление и формировать способствующую экономической безопасности Китая систему укрепления энергетики. У энергетической независимости есть две стороны, одной из которых является значительная экономия энергии, снижение потребления, а второй - самообеспечение энергией в значительной степени, снижение зависимости от международного рынка. В краткосрочной перспективе достигнуть полной энергетической независимости еще не получится, по-прежнему нужно опираться на тенденцию глобализации, расширять внешнее сотрудничество в области энергетики, стабилизировать внешнее снабжение, прилагать все усилия к формированию основанной на Китае и обслуживающей Китай системы укрепления энергетики. В среднесрочной и долгосрочной перспективе необходимо свести к минимуму импорт энергии и потребление ископаемых энергоносителей, активно исследовать и разрабатывать возобновляемые источники энергии, приходящие на смену ископаемым, например, солнечную энергию, энергию ветра, биоэнергию; перестроить систему энергоснабжения так, чтобы основная часть поставок происходила внутри страны, повысить надежность, устойчивость, гибкость и стабильность системы. В настоящее время это также является основным направлением энергетических стратегий различных стран мира. Примером могут служить Соединенные Штаты, которые еще во время правительства Никсона, ощутив влияние мирового энергетического кризиса, начали искать путь развития «энергетической независимости». В последние годы, благодаря широкомасштабной разработке сланцевого газа, в энергетической независимости Соединенных Штатов произошел значительный сдвиг. Согласно статистике, под влиянием революции сланцевого газа в настоящее время США, обогнав Россию, стали крупнейшей в мире страной-производителем нефти и газа с коэффициентом самообеспечения, близким к 90%. Превосходство в ценах на нефть и газ еще больше повышает конкурентоспособность производственной отрасли США. По некоторым оценкам, добыча сланцевого газа каждый год экономит производственной отрасли США 11 млрд долларов. Восстановление производственной отрасли не только ускорило стратегическую реализацию реиндустриализации США, но и дало толчок экономическому росту и росту занятости. С точки зрения реального общеполитического положения Китая, нестабильность политической ситуации территорий, откуда Китай импортирует энергоресурсы, влечет за собой нестабильность импорта энергоресурсов Китая. Потенциальные запасы возобновляемой энергии в Китае огромны. Усиленное развитие чистых и возобновляемых источников энергии в будущем станет одним из основных путей стимулирования стратегии энергетической независимости Китая. Например, в сфере биоэнергетики сельские районы Китая могут ежегодно производить около 800 миллионов тонн соломы, 1 млрд тонн навоза и 4 млрд тонн мочи, большинство из которых не используются эффективно. Если неиспользуемые каждый год 200 миллионов тонн соломы и 800 млн тонн навоза преобразовывать в энергию, то образованный биогаз в пересчете на биоприродный газ составит 68,6 млрд кубометров, то есть 37% общенационального объема потребления природного газа в 2014 г., превышая импорт в 1,2 раза, что практически удовлетворит самообеспечение природным газом. Если включить в расчет фекальные сточные воды и органические отходы в городах, то при полном использовании это число еще более увеличится и достигнет 100 миллиардов кубических метров природного газа. 

С другой стороны, необходимо активно развивать распределенные возобновляемые источники энергии, повышать региональную энергонезависимость. Глядя на модель снабжения и потребления энергоресурсов, можно предположить, что в будущем в снабжении энергоресурсами появится базовая модель сочетания и взаимного дополнения распределенного и сетевого, а в возобновляемых источниках энергии будут преобладать распределенные. Китай обладает обширными территориями деревень и небольших городов, где жители проживают рассредоточено, что создает лучшие условия для развития распределенных источников энергии, чем в городах. Соединение использования источников биоэнергии и системы распределения позволит в большой степени осуществить замкнутое функционирование и экологичную циркуляцию сельскохозяйственного производства, экстракции и конечного потребления энергоресурсов, осуществляя самообеспечение энергоресурсами сообществ деревень, поселков и городов и постепенное сокращение зависимости от национальной энергетической сети электричества, нефти и природного газа. Это имеет огромное глобальное значение для способности энергетической системы Китая противостоять стихийным бедствиям и сохранять энергетическую безопасность. 

II. Компенсация чрезмерной эксплуатации экологической среды, осуществление безопасного для окружающей среды устойчивого развития 

Длительный экстенсивный метод развития Китая вызвал серьезное загрязнение и разрушение окружающей среды, а ухудшение экологического состояния и чрезмерная эксплуатация окружающей среды поставили перед устойчивым развитием серьезные препятствия и обусловили значительные разногласия в общественном мнении по этому поводу. Эти загрязнения во многом связаны с нерациональной структурой потребления энергии . Основное место в потреблении энергоресурсов Китая занимает каменный уголь, при сжигании которого происходит выброс большого количества диоксида серы, диоксида углерода и сажи, образуя загрязнение атмосферы сажей каменного угля. Кроме того, произвольное сливание большого количества отходов культивирования растений в деревнях Китая, сжигание и выбрасывание соломы сельскохозяйственных культур, низкая эффективность очищения промышленных сточных вод также влечет за собой серьезные загрязнения почвы, воды и воздуха. Так, сжиганием соломы обусловлены 12% пыли и 5% окиси азота в смоге. Беспорядочный слив испражнений и мочи птиц и скота, произвольное выбрасывание трупов умерших от болезней животных приводит к распространению болезнетворных бактерий, влияя на здоровье человека и сельскохозяйственных животных. 

Для восстановления экологии и устранения чрезмерной эксплуатации окружающей среды необходимо регулировать энергетическую политику. В настоящее время можно заменять уголь большим объемом импортированной нефти и природного газа, в долгосрочной перспективе это будет способствовать улучшению среды, но мало поможет достижению энергетической безопасности. Также стимулировать сокращение выбросов можно с помощью реконструкции оборудования для сжигания угля. В этой работе уже достигнуты первые результаты, ряд крупных угольных электростанций уже смогли приблизить объем выбросов к нулю, но полное внедрение по-прежнему нуждается в долгосрочных усилиях. По сути, только развитие чистых возобновляемых источников энергии, особенно энергии биомассы, может окончательно решить проблему экологического загрязнения в результате потребления энергоресурсов. 

Энергия биомассы является важным источником чистой энергии, приносящим значительную экологическую пользу. Предполагается, что использование энергии биомассы может значительно снизить выбросы вредных веществ. Например, годовые выбросы углекислого газа по стране могут снизиться более чем на 50 миллионов тонн, что станет крупным вкладом в глобальные усилия по борьбе с изменением климата. Посредством развития биогаза можно образовать позитивный цикл "разведение - биогаз - засевание", возвращение органических веществ на поле позволит снизить применение химических удобрений и пестицидов на 20%. Если удастся осуществить превращение в энергию путем органического распада сельскохозяйственной соломы, экскрементов человека и животных, кухонных отходов, остатков болотной жидкости, бытовых сточных вод и даже жидкой грязи муниципального трубопровода и возвращение стерильных, нетоксичных, безвредных органических удобрений в почву, можно значительно снизить использование химических удобрений, произвести мелиорацию почвы и обеспечить производство экологически чистой сельскохозяйственной продукции. В настоящее время в сельских районах Китая используется более чем 50 миллионов тонн удобрений в год, и в то же время потребляется большое количество угля, нефти и электроэнергии, что легко приводит к затвердению и окислению почвы, снижению плодородия и загрязнению поверхностных источников деревни, что влечет за собой эвтрофикацию (зарастание водорослями) водоемов. Энергичное развитие биоэнергетики способствует фундаментальному повороту от чрезмерной эксплуатации окружающей среды, корректировке негативных факторов загрязнения и отрицательного собственного капитала в прошлом, возвращает использование энергетических источников человечеством к природе, становится активным фактором экологического круговорота и положительным собственным капиталом, способствует формированию прекрасной природной среды и экокультуры. 

III. Улучшение жизни крестьян и содействие интеграции города и деревни 

В процессе реализации цели всестороннего построения благополучного общества слабым местом является деревня, особенно бедные районы. Для достижения всестороннего благополучия деревни основной задачей является исправление производственных и бытовых условий в деревне и решение проблем потребления воды, электричества и газа. В настоящее время уровень потребления энергии на душу населения в сельских районах Китая низок, доля высококачественных энергоисточников низка, но вслед за стимулированием создания новой деревни и нового типа урбанизации потребности деревни в энергии значительно возрастут. Ускорение разработки биоэнергетики в сельских районах, осуществление превращения отходов в доходы, а вреда - в пользу не только помогает уменьшить обусловленное выбросами загрязнение и улучшить окружающую среду сельских районов, но и решает проблему энергопотребления деревни. Превращение возобновляемых источников энергии в характерную черту хозяйственной деятельности деревни также может продлить сельскохозяйственную производственную цепочку, оптимизировать структуру производства в сельских районах, стимулировать развитие экологичного сельского хозяйства, повысить эффективность функционирования сельского хозяйства, повысить уровень занятости в сельских районах, дать мощный толчок трансформации модели развития сельского хозяйства. 

Кроме того, разработка источников биоэнергии в сельской местности также может стимулировать инвестиции, привлечь социальный капитал для участия в сельском строительстве, увеличить инвестиции в инфраструктуру деревни. В настоящее время пекинская компания DQY занимается выработкой энергии из соломы на полигоне Яньцин, и она уже добилась достаточно высоких экономических, экологических и социальных результатов. Из соломы, собранной на 1 му, можно произвести около 46 куб. м. биогаза высокой частоты и 250 кг органических удобрений, что позволяет сократить выбросы загрязняющих веществ на 26 кг. Если внедрить эту модель в масштабах всей страны, то каждый год можно будет перерабатывать 328 млн тонн соломы, привлечь совокупные инвестиции в размере 2,9 трлн. юаней, в том числе вложения в сооружения по производству биоприродного газа в размере 1,7 трлн. юаней и инвестиции в создание трубопровода для природного газа на уровне деревни в размере1,2 трлн. юаней. В нынешних условиях, обусловленных достаточно сильным экономическим спадом, выявление новых горячих точек эффективных инвестиций имеет позитивное значение и обеспечивает как стабильность в настоящем, так и выгоду в будущем. 

IV. Ускорение научно-технического прогресса, захват высот в сфере технологий 

Разработка новых источников энергии - это важное направление и прорыв на новом этапе промышленной революции. Что касается технического уровня разработки и применения новых источников энергии, Китай находится почти на той же стартовой линии, что и развитые страны. Кто сможет использовать удобный случай, у того и появится инициатива развития. В последние годы в Китае технический уровень разработки и применения новых источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра. продолжает расти, некоторые показатели уже превосходят международный уровень. В области энергии биомассы постепенно становятся все более развитыми характерные для Китая технологии биогаза, быстро распространяются инженерные сооружения для исходного сырья и готового продукта, в некоторых ключевых технологиях произошел прорыв и была осуществлена начальная индустриализация. Кроме того, появились новые результаты и в области других биотехнологий. Например, технологии пентаметилендиамина на биооснове (замена биологическим веществом синтезированного из нефти симулированного материала полиамид 56) позволяет значительно снизить выбросы углекислого газа, обеспечивает такие превосходные свойства материала, как низкая плотность, высокий коэффициент упругого восстановления, стойкость к возгоранию. Эта технология получила полную национальную техническую монополию.  

Другим примером может служить то, как профессор Политехнического университета штата Вирджиния Чжан Ихэн, используя технологии внешне синтезированной биологической системы, успешно преобразовал содержащиеся в соломе кукурузы глюкозу и ксилозу в водородный газ, объем производства достиг максимального теоретически возможного значения.  

В будущем разработка и применение источников биоэнергии в некоторых ключевых технологических звеньях позволит добиться еще больших прорывов, например: возможно ли повышение эффективности ферментации биомассы. С помощью приготовления катализатора с повышенной эффективностью находящиеся в биосырье целлюлоза, лигнин в максимально возможном объеме превращаются в метан или водородный газ.  

Возможно ли повышение коэффициента трансформации фотосинтеза растений: с помощью улучшения генов растений удается повысить скорость фотосинтеза, удваивается всасывание углекислого газа и осуществляется "сажание энергоресурсов" на земле.  

Возможно ли расширение источников биосырья, создание условий для превращения в сырье для извлечения энергии из растений с быстрым циклом роста, бытовых отходов, экскрементов человека и животных, грязи городских сточных вод и других органических веществ.  

В сфере защиты окружающей среды и снижения выбросов должна быть поставлена цель "четырех отсутствий". 1) отсутствие загрязняющих выбросов, 2) отсутствие выброса гидроресурсов, 3) отсутствие рассеяния энергии с помощью теплоизоляции, 4) отсутствие освещения в дневной период. 

В целом, разработка энергоресурсов биомассы в Китае имеет важное стратегическое значение, в основном сложившиеся условия и широкие перспективы развития. В настоящее время перед нами стоят не технологические и финансовые проблемы, ключевой является проблема понимания. Мы надеемся, что соответствующие органы смогут уделить соответствующее внимание этой работе, в дальнейшем сделать развитие энергоресурсов биомассы важным стратегическим направлением, установить цели на период 13-ой пятилетки (2016-2020 гг), создать постоянно совершенствующийся механизм стимулирования, а в сферах капитала, налоговых поступлений, дотаций усилить поддержку технологических исследований и разработок, тарифов на выработанную электроэнергию, строительства и послепродажного обслуживания инженерных сооружений по основным проектам и образцово-показательным зонам. Необходимы такие меры, как усиление верховенства права и тюремного надзора, упрощение доступа на рынок, упорядочивание рынка франшиз, поддержка подключения к сети электричества фотогальванических элементов, вхождение биоприродного газа в трубопроводы природного газа и область автомобильного природного газа, использование крупного рынка общегосударственного характера для распространения и развития возобновляемых источников энергии и источников биоэнергии; ускорение преодоления технологических рубежей в ключевых сферах, оптимизация методов, упорядочивание ресурсов, концентрация и внедрение зрелых методов; совершенствование механизма инвестиций, стимулирование участия различных групп населения: правительства, предприятий, финансовых организаций и семейных хозяйств, создание системы рыночного функционирования с многосторонними выгодами, постепенное повышение уровня индустриализации разработки источников биоэнергии, обеспечение достаточных гарантий энергетической и экологической безопасности Китая. 

(Автор: заместитель председателя ВК НПКСК) 

Ссылки по теме