(PDF: 270k)
Енергозабезпечення України - погляд у 2050 рік

Гелетуха Г., Желєзна Т., Жовмір М., Конеченков А., Матвєєв Ю.

Розширення міжнародного економічного співробітництва України потребує проведення енергетичної політики котра була б когерентною політиці провідних держав світу, насамперед Європейського співтовариства. Невідповідність енергетичної політики та практичних дій України у цій сфері може поставити нас у дискримінаційне становище. В сфері енергетики країни ЄС докладають значних зусиль щодо підвищення своєї енергетичної безпеки, розширення використання власних відновлюваних енергоресурсів, зменшення шкідливого впливу енергетики на довкілля. На період до 2010 року країни ЄС мають плани щодо збільшення частки відновлюваних джерел енергії до 14.6 % від загального споживання первинних енергоресурсів.

Зрозуміло, що для забезпечення сталого розвитку необхідно підвищувати ефективність використання енергії з переходом до широкомасштабного розвитку відновлюваної енергетики. Щоб оцінити можливості переходу до сталого розвитку у сфері енергетики міжнародна організація INFORSE (інформаційна мережа сталої енергетики) розробила сценарії розвитку енергетичного сектора різних країн Європи "Vision 2050", що базуються на даних Всесвітнього сценарію розвитку відновлюваної енергетики.

Прогнозуючи подальший розвиток економіки та енергетики на основі сучасних найбільш ефективних технологій експерти прийшли до висновку про можливість часткової або повної, залежно від регіону, заміни ядерного та викопного палива відновлюваними джерелами енергії. Наприклад, сценарій, розроблений для Данії, демонструє, що перехід до сталої енергетичної системи не перевищить витрат необхідних для підтримання традиційної енергетики, по крайній мірі на найближчі 30 років, але викиди СО2 можна скоротити на 70%.

Чи зможе енергетика України розвиватися за подібним сценарієм? В Агентстві відновлюваної енергетики проведено оцінку перспектив сталого розвитку енергетичного сектора України. На відміну від положень проекту Енергетичної стратегії України на період до 2030 року прийняли прискорене освоєння технічно доступних ресурсів відновлюваних джерел енергії та те, що енергетика України стане розвиватися на технологічній та технічній базі однаковій з країнами ЄС.

Ресурси викопних палив в Україні. Розвідані запаси вугілля становлять майже 52,6 млрд. т що може забезпечити потреби країни на сотні років. З 1990 р. по 2000 р. річний видобуток вугілля зменшився з 165 до 83 млн. т. [1], і є значні труднощі у відновленні більшого видобутку.

Ситуація з нафтою та природним газом в Україні наочно демонструє можливість вичерпання ресурсів викопних палив. Розвідані запаси нафти та газового конденсату становлять 222 млн. т. За останнє десятиріччя видобуток нафти зменшився з 5,2 до 3,8 млн. т/рік при річній потребі близько 30- 35 млн. т. Згідно з планами розвитку нафтовидобутку є наміри стабілізувати видобуток нафти на рівні 5,2 млн. т /рік. Розвідані запаси природного газу становлять 1220 млрд. м3 які розпорошені в ряді малих родовищ. В 2000 р. видобуток природного газу становив 18 млрд. м3 при річному споживанні біля 70 млрд. м3. Планується видобуток газу стабілізувати на рівні 31 млрд. м3 /рік[1,2]. Можна припустити, що після деякого росту видобутку неминуче настане період вичерпання нафтових і газових родовищ з рівнем видобутку нижче сучасного.

На території України є значні поклади уранових руд, що провокує наміри щодо створення повного циклу добування урану та переробки ядерного палива. Що приніс "мирний атом" всім добре відомо. Урок зрозумілий і не потребує повторення.

Відновлювані джерела енергії в Україні

Вітроенергетика. Вважається, що досяжна встановлена потужність ВЕС в складі централізованої енергосистеми України може складати до 16000 МВт [3]. Коефіцієнт використання встановленої потужності прийнято рівним 30% (2630 годин/рік), що в кліматичних умовах України цілком досяжне при використанні сучасних вітроелектричних установок. В такому разі потенціал використання енергії вітру становить 42 ТВт.год/рік.

На період до 2030 р. прогнозується будівництво ВЕС сумарною потужністю 11290 МВт з річним виробництвом електроенергії майже 25 ТВт.год/рік [3]. В період з 2030 по 2050 рр. буде переважати оновлення ВЕС створених до того часу. Виходячи з наведеного, до 2050 р. технічний потенціал будівництва ВЕС буде практично реалізованим, а виробництво електричної енергії може становити до 42 ТВт.год/рік.

Сонячна теплова енергетика. В кліматичних умовах України сонячну енергію можна використовувати для створення цілорічних систем теплопостачання. Такі технічні рішення реалізовані в багатьох країнах, розташованих значно північніше України. При використанні сонячних колекторів з розрахунку 3,9 м2 на людину та річному виробництві 400 кВт.год з 1м2 сонячного колектора потенціал використання сонячної енергії становить майже 75 ТВт.год/рік.

Прогноз темпів впровадження сонячних колекторів на період до 2030 р. прийнято за даними [3] з прискоренням в період з 2030 по 2050 рр. Можна очікувати, що в 2050 р. за допомогою сонячних колекторів буде вироблятися 23 ТВт.год/рік теплової енергії, що становитиме лише 30% от від технічно доступного потенціалу.

Фотоенергетика. В Україні технічний потенціал використання сонячної енергії для виробництва електричної енергії оцінюють обсягом біля 16 ТВт.год/рік [3], що становить близько 3,3 м2 фотоелектричних батарей на одного мешканця з виробництвом 100 кВт.год/м2/рік. При оснащенні жител навіть сучасними енергоекономними побутовими приладами такий обсяг виробництва енергії може забезпечити життєво важливі побутові потреби. Прогнозується, що в 2030 р. виробництво електроенергії сонячними фотоелектричними установками становитиме 2 ТВт.год /рік [3], а в 2050 р. досягне 9 ТВт.год/рік.

Використання дров та відходів деревини. В Україні заготовлюється тільки 15 млн. куб. м деревини. Для покриття дефіциту деревина імпортується. Згідно з оцінками [4] при нинішньому стані лісового господарства України для енергетичних потреб доступно 1,6 млн. м3/рік лісосічних відходів, 2,1 млн. м3 відходів переробки деревини, 3,8 млн. м3/год дров, що в сумі еквівалентно 16,3 ТВт.год/рік енергії.

В 2000 р. споживання деревини і деревних відходів для виробництва енергії становило 5,8 ТВт.год. Згідно з прогнозом [5] споживання деревини та деревних відходів для виробництва енергії в 2030 р. становитиме близько 13 ТВт.год., а в 2040 р. може досягнути 16,3 ТВт.год/рік.

Можливе і подальше нарощування енергетичного використання деревини. Уже зараз є реальні пропозиції націлені на збільшення продуктивності лісів України до рівня сусідніх країн. Тому на 2050 р. можна прогнозувати збільшення використання відходів деревини до 25 ТВт.год/рік.

Використання сільськогосподарських відходів. Згідно з оцінками [4], виконаними для умов несприятливого 1999 р., потенційний урожай соломи і стебел може становити 35 млн.т/рік. Для потреб сільського господарства необхідно 13 млн. т соломи, а на інші потреби, в тому числі енергетичні, може бути доступним надлишок соломи та стебел біля 20 млн. т/рік, що еквівалентно 82 ТВт.год енергії.

В теперішній час для виробництва енергії використовується солома в обсязі еквівалентному 2 ГВт.год/рік. Згідно з прогнозом розвитку біоенергетики споживання соломи та стебел для виробництва енергії в 2030 р. досягне обсягів еквівалентних 23 ТВт.год/рік [5], а в подальшому можна припустити зростання до 50 ТВт.год/рік в 2050 р., що потребуватиме використання до 60% технічно доступних ресурсів.

Використання біогазу. Згідно з оцінками [4] технічно доступні ресурси біогазу становлять: біогаз з відходів тваринництва та птахівництва - 2308 млн. м3, біогаз з осаду каналізаційних стоків - 334 млн. м3, біогаз з полігонів побутових відходів - 2300 млн. м3, що в сумі еквівалентно 28,2 ТВт.год енергії.

В 2000 р. використання біогазу було еквівалентним 0,02 ТВт.год/рік. В найближчі роки буде інтенсивно розвиватися використання біогазу зі звалищ та станцій очистки каналізаційних стоків, а після 2010 р. можна очікувати ріст виробництва біогазу з відходів тваринництва. В 2030 р. сумарне використання біогазу може становити 10,2 ТВт.год/рік, а до 2050 р. може зрости до 17,4 ТВт.год /рік.

Геотермальна енергетика. Технічний потенціал геотермальних ресурсів становить 97,7 ТВт.год/рік. На 2030 р. прогнозується використання геотермальної енергії в обсязі 57 ТВт.год/рік [3].

Такі обсяги використання геотермальної енергії здаються занадто оптимістичними. Перспективні для геологічних умов України геоциркуляційні системи вичерпують ресурс за 20-30 років, а відновлення потребує тисяч років. Тому прийняли, що в 2030 р. обсяг використання геотермальної енергії становитиме 8 ТВт.год/рік, а в 2050 р. - 14 ТВт.год/рік, тобто майже стільки, скільки в усій Європі в теперішній час.

Гідроенергетика. Технічно доступний потенціал гідроенергетики в Україні становить 81 ТВт.год/рік. Сумарний невикористаний економічно доцільний потенціал відносно потужних ГЕС становить 17-19 млрд. кВт.год, малої гідроенергетики - до 3,7 млрд. кВт.год [3], тоді сумарний економічно доцільний потенціал гідроенергетики становить близько 33 ТВт.год/рік.

В умовах України реальним є розвиток гідроенергетики за рахунок будівництва відносно потужних ГЕС (20-50 МВт), що в багатьох Європейських країнах уже неможливо. В 2030 р. виробництво електричної енергії на ГЕС може становити 15,1 ТВт.год/рік [3], можна припустити подальше збільшення виробництва електроенергії на ГЕС до 25 ТВт.год/рік до 2050 р.

Слід зазначити, що цінність окремих видів відновлюваної енергії визначається і тим, яку кількість традиційних енергоресурсів вона може замінити. Так, електрична енергія вироблена ГЕС, ВЕС, фотоелектричними установками заміщає майже втричі більше енергії викопного палива, яку необхідно було б витратити на виробництво аналогічної кількості електроенергії. На рисунку показана діаграма обсягів викопного палива використання якого заміщалося б завдяки розширеному використанню відновлюваних енергоресурсів. В 2030 році можна було б довести річне використання відновлюваних джерел енергії в обсягах, що заміщують споживання 20 млн. т у.п./рік викопних палив та атомної енергії, а в 2050 р. до 42 млн. т у. п., що становить 20% сучасного споживання енергоресурсів в Україні.

Наведені дані свідчать, що нинішній обсяг виробництва електричної енергії на атомних електричних станціях близько 80 ТВт.год/рік, що еквівалентно використанню органічного палива в обсязі до 30 млн. т у. п./рік, в майбутньому може бути заміщений виробництвом електроенергії з відновлюваних джерел енергії.

Чи піде Україна по шляху сталого розвитку в енергетичному секторі? В Україні є політичні рішення щодо розширення використання відновлюваних джерел енергії. Слід згадати про Закон України "Про енергетику" яким передбачені стимули для розвитку вітроенергетики. Проектом поправок до цього Закону передбачається введення стимулювання розвитку всієї відновлюваної енергетики подібного до країн ЄС. Важливою віхою став Указ Президента України Л.Д.Кучми від 26 вересня 2003 р. " Про заходи щодо розвитку виробництва палива з біологічної сировини", яким передбачені стимули для виробництва паливного етанолу, біодизельного пального та біогазу.

Перехід до розширеного використання відновлюваних джерел енергії дозволить вирішити ряд існуючих проблем, пов'язаних з забрудненням навколишнього середовища та глобальним потеплінням, зменшить загрозу енергетичної та економічної кризи.

Література

1. Карп И.Н., Шидловский А.К. Ресурсная база энергетики Украины. 1. Уголь. Природный газ // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 1997. - № 1. - с. 3 - 9.
2. Шпак П.С. Раціональне використання власних ресурсів нафти і газу - головний фактор розвитку нафтогазового комплексу України // Proceedings of International Conference "Energy Security of Europe/ Look into the XXI Century" 3-6 May, 2000, Kyiv. - p. 65- 67.
3. Проект "Енергетичної стратегії України на період до 2030 року та дальшу перспективу (основні положення)" // Міністерство палива та енергетики України. Національна Академія наук України - 2002.
4. Жовмір М.М., Недовєсов В.І.,Смірнов О.П., Талько А.Й., Торосов А.С. и др. Ресурси біомаси для енергетичного використання в Україні // Энергетика и электрификация. - 2002. - №6. - C. 38-45.
5. Geletukha G., Zhelezna T., Matveev Yu., Zhovmir M. Bioenergy development in Ukraine: state of the art and perspectives // Proceedings of the 8th Polish-Danish workshop on biomass for energy. Starbenino, 12-15 June 2003. / Gdansk University of technology. - Gdansk, 2003. - p. 9-18.
6. Поташник С.И. Реконструкция и развитие гидроэнергетики Украины - современность и будущее // Proceedings of International Conference "Energy Security of Europe/ Look into the XXI Century" 3-6 May, 2000, Kyiv. - p. 125 - 130