Энергетика в экономике XXI века

Человечество использует три потока ресурсов для поддержания и развития своей жизнедеятельности: материалы, энергию и информацию. Развитие цивилизации ведет к увеличению всех трех потоков, и это сопровождается различными проблемами, связанными как с исчерпанием ресурсов, так и с взаимодействием всех этих потоков между собой и природной средой.

Информационные потоки используются для контроля, управления и прогнозного моделирования двух других. Материальное производство является главным потребителем энергии и интеллектуальной деятельности человека в виде технологий, создания машин, товаров и услуг. В перспективе оно обязательно потребует замыкания цикла использования различных материалов в силу принципиальной ограниченности ресурсной базы через использование, например, плазменных технологий для возвращения материального потока в начальное состояние (атомарное или молекулярное) и технологий создания материалов с заданными свойствами.

Энергетический цикл обеспечивает жизнедеятельность человека и необходимые для нее материальные потоки. Источником неиссякаемого потока энергии на Земле, в человеческих масштабах времени, является солнечная энергия, используемая в виде непосредственного потока излучения Солнца (включая фотосинтез) или накопленных ранее и тем самым невозобновляемых ресурсов – прежде всего запасов углеводородного топлива. Современный уровень востребованности энергетических ресурсов главным образом сосредоточен на потреблении запасенного за миллионы лет органического топлива, продуктов фотосинтеза, возобновляемых ресурсов (гидро, ветер, биомасса и т.д.). В скромных масштабах включен в этот цикл процесс деления ядер, только начато освоение термоядерного синтеза, но именно эти два процесса принципиально способны обеспечить практически любой масштаб и экологическую приемлемость производства энергии требуемого качества для человека без масштабного вторжения в природные атмосферные, гидросферные, биосферные процессы.

Как следствие завершения эпохи великих геологических и научных открытий, заканчивается эпоха экстенсивного развития за счет наращивания потребления доступных природных ресурсов при все более масштабном использовании органического топлива. Основой эффективности экономического механизма в эту эпоху был своего рода геологический принцип, согласно которому при удвоении вложения средств в добычу ресурсов в два раза добыча увеличивалась как минимум в четыре раза. Но эта закономерность работает до тех пор, пока не потреблена примерно треть разведанных ресурсов; дальше эффективность вложений в добычу существенно падает, ресурсы дорожают.

Рост напряженности на энергетических рынках в последние годы, как показывает углубленный анализ существа проблемы, не временное явление. Надежды на то, что преодолеть эту проблему можно простым мультиплицированием современных энерготехнологий, интенсификацией добычи ископаемых ресурсов, безосновательны.

В результате процессов глобализации, распространения потребительских ценностей развитых стран практически на весь мир, интенсивного проникновения индустриальных технологий в развивающиеся страны и сопутствующих им потребностей в энергии сформировались условия, при которых нарастающий спрос на энергоресурсы удовлетворить все труднее. Монотонный рост цен на энергоисточники – это не самая большая неприятность, которую предстоит еще пережить.

Пока доминируют иллюзии, что проблемы энергообеспечения решатся сами собой за счет совершенствования рыночной системы и политических решений по гарантированию доступа к энергетическим ресурсам. Необоснованные надежды возлагают на биоресурсы и другие возобновляемые источники. Вклад их в проблему энергообеспечения и развития масштабов хозяйственной деятельности может быть весомым, но вряд ли может стать определяющим. Говоря о перспективах новых энергетических технологий, мы обязательно должны понимать их допустимый масштаб и сроки его достижения. При этом, конечно, не следует понимать энергетическое развитие как самоцель.

Исследования проблем энергообеспечения позволили выявить некоторые объективные тенденции современного этапа развития энергетики, непосредственно влияющие на развитие экономики. Несущественные, на первый взгляд, взаимосвязи экономических процессов с развитием энергетики оказались столь значимыми, что их, по всей видимости, можно классифицировать как фундаментальные для построения модели прогноза изменения экономических показателей системы хозяйствования в зависимости от структуры и масштабов энергопотребления.

Рост мирового валового продукта (МВП), аналогично динамике валового внутреннего продукта (ВВП) конкретной страны, практически однозначно связан с ростом энергопотребления. Вся история развития цивилизации демонстрирует правоту этого утверждения. Известно, что рост экономики происходит несколько быстрее, чем рост энергопотребления, что обусловлено повышением эффективности использования энергии. Но принципиально важно другое обстоятельство: не было в истории такого периода, когда рост экономики сопровождался бы снижением энергопотребления.

Что же касается отдельных стран, то столь же прозрачная корреляция между энергопотреблением и ВВП выявляется, если принять в расчет потребление энергии не только в форме первичных энергоисточников (уголь, нефть, газ, гидроэнергия, атомная энергия, биомасса и т.д.), но и энергию, потребляемую в товарной форме, поскольку обмен товарами между странами одновременно является и обменом энергией. Причем «торговля» энергией в товарной форме в современной экономике приобрела весьма большие объемы.

Например, Россия из 1200 млн. тнэ ежегодного производства энергии непосредственно в виде энергоисточников продает на мировом рынке почти 520 млн. тнэ и еще 210 млн. тнэ в виде товаров так называемой сырьевой группы (сталь, алюминий, химические удобрения, необработанная древесина и т.п.) – товары, которые являются полуфабрикатами, но которые необходимы для производства товаров конечного потребления. Для внутреннего потребления в России остается примерно лишь 35% добываемой энергии – это существенно меньше в сравнении с потреблением энергии в развитых странах.

Важно, что производство этих сырьевых товаров, как правило, требует больших энергетических затрат, а их цена на мировом рынке примерно в десять раз меньше в сравнении с товарами конечного потребления, на производство которых было потрачено столько же энергии. В мире произошло как бы разделение труда: одни страны, преимущественно развивающиеся, сконцентрировали в своих экономиках производство товаров сырьевой группы с весьма небольшой добавочной стоимостью. В то же время развитые страны большей частью сосредоточены на производстве товаров конечного потребления высокотехнологичных, с большой добавленной стоимостью.

По данным МЭА, на производство основных товаров сырьевой группы затраты энергии на единицу продукции в разных странах отличаются не сильно, в пределах 10–20%, а существенные различия в энергоэффективности их экономик связаны как раз с их структурой. Производя преимущественно сырьевую продукцию, страна вынуждена тратить много энергии и получать за это относительно небольшие деньги, и, следовательно, энергоэффективность таких экономик будет невысокой.

Учет потребления энергии в товарной форме в дополнение к ее потреблению в виде первичных энергоресурсов показывает, что удельный ВВП для всех стран с хорошей точностью пропорционален удельному энергопотреблению. Это обстоятельство оказывается крайне важным для оценки перспектив развития и мировой экономики в целом, и отдельных регионов, и стран.

Другой принципиально важной характеристикой современного мира является активный рост экономик развивающихся стран, что сопровождается соответствующим ростом потребления энергии. Если в 60-х годах прошлого века отношение душевого потребления первичных энергоисточников в развитых странах к душевому энергопотреблению в развивающихся странах было равно примерно 25, то в настоящее время это различие сократилось примерно до семи раз, и тенденция выравнивания удельного энергопотребления между разными группами стран сохраняется. Это было бы не столь драматично, если бы численность населения в развивающемся мире не была столь большой. Более высокие темпы роста потребления первичных энергоресурсов в развивающемся мире по сравнению с развитыми странами указывают на тенденцию выравнивания (гомогенизацию) технологической базы экономик разных стран. Это важный признак процесса глобализации мировой экономической системы не только в части технологического развития, но и в области ценностных ориентиров современного понимания благополучия жизни, воспринимаемых развивающимися странами.

Указанные глобальные тенденции имеют наиболее общий и объективный характер, и изменить их волевым усилием, по всей видимости, не удастся.
Дополнительным фактором, осложняющим современное экономическое состояние, является ресурсная проблема, и в первую очередь энергетическая. Проблема состоит не в том, что наступает эпоха дефицита энергоресурсов, так утверждать неверно. Наступает эпоха дефицита дешевых экономически доступных и качественных энергоресурсов. Наиболее корректно степень дешевизны или дороговизны энергоресурсов оценивать в относительных единицах по отношению к ВВП.

Интересно отметить, что если доля затрат на энергоисточники в МВП превышает 10%, состояние мировой экономики характеризуется различными кризисными явлениями. Так случилось в 70-е годы прошлого века, так произошло и в 2008 году, когда разразился мировой финансовый кризис. Важно, что поступательное развитие мировой экономики нарушается вне зависимости от причин, приведших к ситуации, когда доля расходов на энергоресурсы преодолевает десятипроцентный барьер.

В этом контексте все альтернативные варианты обеспечения энергоресурсами системы хозяйствования, множество которых предлагается в последние годы, следует оценивать с точки зрения их приемлемости для современного экономического уклада. На Земле энергетических ресурсов очень много. На это указывает хотя бы такой простой факт, что средний по миру процент извлечения нефти из месторождений практически не превышает 30%. Вопрос лишь в том, сколь велика будет цена этой энергии и способен ли будет современный мир ее оплатить, не жертвуя уровнем благосотояния, характерным для жителей развитых государств. Более дорогая энергия – это и другая структура потребления: люди вынуждены будут отказаться от значительной части комфорта, который им обеспечивает современный расточительный образ жизни. И очень трудно ответить на вопрос, насколько они к этому готовы.
Беспристрастный анализ различных энерготехнологий показывает, что по большому счету справиться с проблемами ресурсного характера способна атомная энергетика большого масштаба. Однако препятствий и на пути ее развития более чем достаточно. Несмотря на то что после известных аварий были предприняты беспрецедентные по своим масштабам усилия, направленные на обеспечение безопасности АЭС, отношение к ним общественности остается настороженным.

Масштабное развитие атомной энергетики глобализует мир в еще большей степени, а к этому не готовы политические элиты. Проблема нераспространения, сопутствующая развитию атомной энергетики, крайне трудно разрешима при том экономическом неравенстве в мире, которое характерно для наших дней. И, несмотря на все эти очень сложные проблемы, все больше стран в мире связывают свое будущее благополучие с развитием атомной энергетики.
В определенном смысле сейчас формируется некоторое состояние безальтернативности масштабного развития атомной энергетики, от которого, может, хотелось бы избавиться, но скорее всего этого сделать не удастся.

Радикально решить проблему, конечно, возможно за счет качественного сокращения потребления ресурсов.

Более экономное использование энергии – приоритетная задача, но практика показывает, что средний рост повышения эффективности использования энергии в мире составляет лишь 0,8% в год, и он не покрывает даже прироста населения.

Кроме этого, следует иметь в виду, что при удельном потреблении энергии в развивающихся странах примерно на порядок меньше в сравнении с развитыми трудно для них найти мотивацию развивать свою экономику, опираясь только на самые современные технологии, которые, кстати, придется покупать в тех же развитых странах за весьма большие деньги. Этот же аспект осложняет и достижение договоренностей в области снижения эмиссии парниковых газов – проблемы, которая обостренно воспринимается сейчас как глобальная угроза.

Расчеты различных сценариев развития показывают, что уже к 2030 году на мировом энергетическом рынке наиболее вероятно сложится такая ситуация, при которой дефицит энергетических ресурсов будет составлять около 30%. И это при том, что в расчетах предполагалось интенсивное развитие всех альтернативных технологий (почти в десять раз по отношению к современному состоянию), в первую очередь возобновляемых источников.
Такое положение оказывается весьма драматичным для экономики развитых государств. Динамика роста МВП, несомненно, сохранится, но этот рост будет обусловлен главным образом развивающимися странами.

Эти модельные расчеты выполнены в так называемом предположении Business as usual, когда считается, что существующие хозяйственные механизмы и тенденции развития сохранятся и на перспективу. Не следует воспринимать этот прогноз как неизбежность: любые модельные расчеты в конечном итоге потерпят фиаско перед реальностью, но их ценность состоит в том, что они позволяют выявить болезненные проблемы ближайшей и отдаленной перспективы и консолидировать общество на их преодоление.

Важно и то, что системные рассмотрения проблем энергетики и экономики дают основания сделать некоторые обоснованные выводы, которые фиксируют качественное отличие современного этапа развития цивилизации от предыдущего, от тех представлений, которые доминировали еще лет 10–20 назад.
Развитие цивилизации вышло на такой уровень, когда ее дальнейшая динамика преимущественно подчиняется объективным закономерностям, на фоне которых субъективные действия отдельных участников процесса будут проявлять себя лишь как статистические флуктуации. Современный мир уже приобрел свойства большой статистической системы, в которой глобальные тенденции стали доминировать над частными управляющими воздействиями разных субъектов мирового рынка.

Иными словами, любые локальные воздействия на глобальную экономическую систему, которые вступают в противоречие с доминантными тенденциями ее развития, будут быстро подавлены самой системой и тренд ее развития восстановится. При таком ходе мировых экономических процессов практически нерешаемой в долговременном плане задачей становится сохранение достигнутого уровня жизни в развитых странах.

Дальнейшее развитие системы хозяйствования должно быть связано с использованием науки как для поиска ресурсов и новых технологий их превращения в товары и услуги конечного потребления, так и для обеспечения безопасности развития через прогнозирование допустимых путей и масштабов, построение коридоров допустимых изменений основных параметров природной и социальной сфер жизни общества, оценки последствий принимаемых решений, поиск мер, шагов, технологий, ресурсов для компенсации негативных последствий масштабной человеческой деятельности и предотвращения катастрофических социальных и природных процессов и явлений.

В этих условиях необходима разработка долгосрочной политики, ориентированной на переход от фазы развития за счет постоянного увеличения добычи ресурсов к фазе масштабного развития, ориентированного на достижение устойчивости и безопасности в продовольственной, энергетической, экономической сферах на основе системного подхода к решению имеющихся и прогнозируемых долгосрочных масштабных проблем. При этом происходит смещение приоритетов от развития как увеличения некоторых экономических показателей типа ВВП к развитию как росту возможностей адекватного реагирования на постоянно происходящие изменения в социальной, экономической, природной сферах.

По всей видимости, эпоха открытий гигантских месторождений углеводородов как в мире в целом, так и в России миновала, но ряд крупных открытий еще возможен не только в шельфовой зоне, на Каспии и в Восточной Сибири, но и в старых газоносных регионах. Наиболее общие тенденции использования органики в XXI веке состоят в исчерпании нефти и газа как дешевых и доступных энергоресурсов, но как качественные энергоносители, необходимые для эффективного функционирования системы хозяйствования развитых государств, они останутся надолго.

Энергетическим базисом масштабного привлечения труднодоступных и низкокачественных ресурсов, в том числе органических, для получения качественных энергоносителей, на которые ориентирована современная промышленная и транспортная инфраструктуры развитых государств, может стать ядерная энергетика на основе использования урана 235 как источника нейтронов и урана 238 и тория 232 как источников энергии различного качества и искусственных нуклидов.

Рассматривая потенциал возобновляемых источников энергии, можно оперировать гигантскими теоретическими ресурсами: ежегодное поступление солнечной энергии к поверхности Земли составляет около 2,5 млн. ЭДж (80⋅1015 Вт), и примерно половина этой солнечной радиации преобразуется в тепловую энергию, вызывающую круговорот воды в природе. Практически пригодный к использованию потенциал составляет в мире 50 000 ЭДж и примерно в десять раз превышает потребности в электрической энергии до середины века. Однако лишь около трети этих ресурсов являются относительно дешевыми, причем только 5% из них конкурентоспособны на сегодняшний день – это наиболее дешевые категории гидравлической и ветровой энергии.

Таким образом возобновляемые ресурсы пока не могут служить адекватной масштабной заменой органическим и ядерным ресурсам. При этом для того, чтобы возобновляемые ресурсы действительно стали доступны человечеству в нужных масштабах, потребуются огромные интеллектуальные усилия и материальные затраты – о возобновляемых источниках энергии, которые на самом деле не что иное, как сложнейшие природные процессы, мы должны знать намного больше, чем можем себе позволить использовать в данное время.

Современная экономика выстроена таким образом, что разность покупательных способностей работает на тех, кто потребляет ресурсы, эффективно производя предметы конечного потребления. У процесса глобализации множество различных аспектов, они объективны, но основная задача, которая ставится развитыми экономиками перед этим процессом, заключается в обеспечении ресурсами имеющегося богатства этих стран с помощью глобализации финансового механизма и различного рода международных соглашений, договоров и хартий.

Развитие транспорта, затем связи, информатики, финансовой системы привело к глобализации как многих возможностей, так и многих проблем. Развитые страны, имея возможность управлять этим процессом, пытаются использовать его не столько для улучшения жизни в развивающихся странах (тем самым снижая нарастающие противоречия) путем передачи туда передовых знаний и технологий, сколько для более эффективного использования потенциалов этих стран для собственного обогащения, то есть продления тех процессов, которые в пределах ресурсных возможностей только развитых стран уже невозможны.

Во времена между различными кризисами и войнами мы, по традиции, придаем более высокий ранг «экономическим» критериям по сравнению с критериями и индикаторами «безопасности» и «экологии». Это обусловлено тем нашим пониманием, что экономика позволяет нам получать блага, а безопасность и экология ограничивают и сдерживают нас в этом.

Дальнейшее развитие экономики невозможно без всемерного развития науки об обществе и природе и их взаимодействия, опережающего физическое развитие общества. Человек не может процветать в условиях деградации природы, и поэтому не следует развивать энергетику в ущерб продуктивности биосферы. Когда идет спор о том, какая энергетика эффективнее и безопаснее (органическая, возобновляемая, ядерная, включая термоядерную), мы говорим только о минимизации ущерба – у нас нет способов безопасного и экологически приемлемого масштабного использования энергии без нанесения ущерба природе. Опережающее развитие науки является необходимым условием повышения эффективности использования энергии и решения проблем энергетической безопасности и устойчивого развития.