Энергия и устойчивое развитие

 

С энергетической точки зрения долгую историю человечества можно разделить на два основных периода.

В первом периоде (от зарождения человечества до 1500-х гг.) в качестве источников энергии выступали пища, корм для животных, древесина (дрова), энергия воды (водяные мельницы) и ветра (ветряные мельницы, парусные суда).

Начало второго периода (с 1500-х гг. и по настоящее время) связано с переходом человечества на ископаемые виды топлива (уголь, нефть, природный газ, атомная энергия). Однако, второй период характеризуется не только качественными изменениями типов источников энергии, но и резким количественным ростом потребления энергии в пересчете на 1 человека (рисунок 8, таблицы 9, 10). Масштабы проблемы существенно увеличиваются с учетом роста населения планеты.

 

Рисунок 8 – Потребление энергии на человека в Западной Европе в 1500–2000 гг. (по Kander et al. 2013).

 

Таблица 9 – Потребление энергии в Западной Европе с 1800 по 2000 год (по Kander et al. 2013, Malanima 2014)

 

Год	Ккал на человека в день	Тонн нефтяного эквивалента на человека в год	Традиционные источники, %	Население, млн. чел.
1800	15300	0,56	77	97,0
1830	16700	0,61	62	118,8
1900	42000	1,53	20	194,8
1950	46500	1,70	13	254,5
1970	82200	3,00	7	293,7
1990	86800	3,17	7	316,9
2000	90700	3,31	8	327,4
2010	88000	3,12	8	336,6

 

Таблица 10 – Мировое потребление энергии с 1800 по 2000 год (по Etemad & Luciani 1991, Fernandes et al. 2007, Malanima 2014)

 

Год	Ккал на человека в день	Тонн нефтяного эквивалента на человека в год	Традиционные источники, %	Население, млн. чел.
1800	8500	0,31	98	950
1850	9800	0,36	88	1180
1880	13000	0,47	65	1365
1900	18400	0,67	50	1560
1950	28200	1,00	33	2527
1970	45900	1,67	20	3691
1985	48100	1,76	16	4838
2000	49000	1,79	14	6077
2010	55700	2,03	14	6850

 

В конце XX века потребление энергии на душу населения в мировом масштабе составляло около 50000 ккал в день, или 76 ГДж в год. Около 80% этого потребления приходилось на органические ископаемые источники энергии (уголь, нефть и природный газ), доля атомной энергии составляла 6%, гидроэнергетики – 2%. Остальные 12% приходились на биомассу (в первую очередь – пища и дрова) и биотопливо (таблица 11).

 

Таблица 11 – Мировое потребление энергии в конце XX века

 

Источник	Ккал на человека в день	Тонн нефтяного эквивалента на человека в год	%
Неорганический вклад	4000	0,15	8
Ископаемое топливо	40000	1,47	80
Биомасса	6000	0,22	12
Всего	50000	1,84	100

 

Доля возобновляемых источников энергии (солнечной, ветряной и геотермальной энергии) стала существенной лишь в последние годы (таблица 12).

 

Таблица 12 – Мировое потребление энергии (млн. т нефтяного эквивалента в год) (по Martin 1990, BP 2012)

 

Год	Уголь	Нефть	Газ	Возобновляемые источники	Всего
1700	3	0	0	0	3
1750	5	0	0	0	5
1800	11	0	0	0	11
1850	48	0	0	0	48
1900	506	20	7	1	534
1950	971	497	156	29	1653
1973	1563	2688	989	131	5371
1987	2249	2968	1550	332	7099
2010	3532	4032	2843	1405	11812

Примечание: возобновляемые источники энергии включают солнечную, ветряную и геотермальную энергию.

 

В начале 19-го века производство энергии было полностью локализовано в Европе (таблица 13). Ситуация изменилась в течение 20-го века, и особенно во второй его половине, когда нефть стала играть центральную роль в энергетических системах развитых стран.

 

Таблица 13 – Производство энергии в различных регионах мира, в процентах (по Etemad & Luciani 1991, Malanima 2014)

 

Регион	Год
	1800	1850	1900	1950	1985
Европа	99,09	90,00	61,63	35,66	38,38
Америка	0,91	10,00	35,71	52,38	30,73
Азия	0,00	0,00	1,72	9,99	23,11
Африка	0,00	0,00	0,12	1,24	5,83
Океания	0,00	0,00	0,82	0,73	1,95
Всего	100,00	100,00	100,00	100,00	100,00

 

Тем не менее, разница в коммерческом потреблении энергии на человека между экономическими богатыми и бедными странами достигает 40 раз. Например, в то время как в Нигере и Мали потребление энергии составляет 0,2 тнэ на человека в год, в США оно составляет 8 тнэ. В 1980-х годах в мировом масштабе потребление энергии в странах с развитой рыночной экономикой составляло 50% от общего мирового объема; в странах с централизованно планируемой экономикой – 20%, а в развивающихся странах – 30%. К концу ХХ века 25% населения мира (1,5 миллиарда человек, проживающих в развитых стран) потребляло 75% мировой энергии за один год, в то время как 75% населения (4,5 миллиардов человек) потребляло всего 25%.

50-кратный рост потребления энергии в мировом масштабе за последние 200 лет привел к резкому повышению уровня парниковых газов в атмосфере. Их присутствие в воздухе стало быстро возрастать с момента начала широкого использования угля и других видов ископаемого топлива. Однако, природный газ гораздо меньше загрязняет окружающую среду, чем нефть, которая, в свою очередь, меньше загрязняет окружающую среду, чем уголь. По мнению большинства палеоклиматологов, повышение температуры в течение прошлого столетия является следствием современной энергетической системы. И хотя снижение энергоемкости с 1990-х годов приводит к относительно меньшему влиянию энергетической отрасли на окружающую среду, быстрый рост энергопотребления в абсолютном выражении нивелирует все положительные эффекты. С одной стороны, выбросы CO₂ имеют тенденцию к снижению по отношению к ВВП на душу населения, поскольку в экономически развитых странах энергоемкость уменьшается (таблица 14). Однако, с другой стороны, вследствие высокого уровня производства, выбросы на душу населения в абсолютных значениях в развитых странах намного выше, чем в развивающихся.

 

Таблица 14 – Эмиссии углекислого газа в странах с различным уровнем экономического развития (по данным на 2005 г.) (источник http://www.worldbank.org/)

 

ВВП на человека по ППС (в долларах США)	Уровень дохода на человека	Отношение выбросов CO2 (кг) к ВВП	Отношение выбросов CO2 (т) к численности населения
менее 995	низкий	0,28	0,28
996–3945	средний	0,73	2,79
3,946–12195	средний	0,48	5,26
более 12195	высокий	0,37	12,49
Среднее значение		0,49	4,63

 

Выбросы CO₂ увеличились с 18,5 млрд. т. в 1980 г. до почти 30 млрд. т. в 2006 г. Другими словами, рост эмиссии углекислого газа в атмосферу составил 60% менее чем за 30 лет. Попытки сократить выбросы CO₂ с целью стабилизации или уменьшения концентрации парниковых газов в атмосфере (Киотский протокол вступил в силу 16 февраля 2005 г.), как правило, имеют тяжелые последствия для экономики в краткосрочной перспективе. Хотя точную количественную оценку социальных и экономических издержек дать трудно, по предварительной оценке, на начало 21 века такие издержки составляют порядка 20 долларов США за тонну углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Эта стоимость соответствует примерно 0,5–5% ВВП в экономически развитых странах.

Появление же новых экологически чистых источников энергии происходит медленнее, чем предполагалось в конце прошлого века.

 

Задания.

 

1. Сравните данные таблиц 9 и 10. Постройте графики, отражающие общее потребление энергии населением. Каковы основные отличия энергопотребления европейских жителей на общемировом фоне?

2. Ознакомившись с представленными материалами таблицы 11, охарактеризуйте значимость различных источников энергии для человечества к началу ХХI века. Приведите примеры источников сырья, относящихся к каждой из названных в таблице групп. Насколько широко они представлены в нашем регионе?

3. Ознакомившись с представленными материалами таблицы 12, охарактеризуйте динамику роста в процентном отношении основных не возобновляемых и возобновляемых источников энергии. Оцените перспективы возобновляемых источников энергии. Насколько широко они используются в нашем регионе?

4. Постройте графики изменения производства энергии в различных регионах мира по данным таблицы 13. Предложите основные сценарии энергетического производства на ближайшие годы. Как, на ваш взгляд, изменится соотношение энергетического производства между основными регионами? Соответствует ли производство энергии в регионах и нужды в ее потреблении?

5. На основании данных таблицы 14 вычислите, насколько энергоемкость производства (отношение выбросов CO₂ к ВВП) компенсирует общий уровень эмиссий (отношение выбросов CO₂ к численности населения).

6. Какие виды энергии не способствуют эмиссии парниковых газов в атмосферу? Какие из них являются наиболее перспективными? Почему? Насколько широко они используются в нашем регионе?

 

Литература.

 

Приддл Р. Энергия и устойчивое развитие // Бюллетень МАГАТЭ. 1999. Т. 41. № 1. С. 2–6.

BP Statistical review of world energy, June 2012. 12 p.

Etemad B., Luciani J. World energy production 1800–1985. – Geneve: Droz, 1991. – 280 p.

Kander A., Malanima P., Warde P. Power to the people. Energy in Europe over the last five centuries. – Princeton: Princeton University Press, 2013 – 472 p.

Malanima P. Energy in History. In: Agnoletti M., Neri Serneri S. The basic environmental history. – Cham: Springer International Publishing, 2014. –P. 1–29.

Martin J.M. L’économie mondiale de l’énergie. – Paris: La Découverte, 1990.