петък, 8 август 2008 г.

Икономика на енергията

За да се случи нещо на този свят, е необходима енергия. Светът, в който живеем, обаче има нужда от много пъти повече енергия, отколкото преди, за да извърши огромната индустриална промяна, към която се е устремил след края на Втората световна война. Без да увеличи няколко пъти производството си на електричество, човечеството няма да е способно да премахне бедността от лицето на Земята. Цели два милиарда души живеят с по-малко от два долара на ден, сочат данните на Световната банка. А според генералния секретар на ООН Кофи Анан 1.6 милиарда души по света живеят без електричество.

Изкопаемите горива, тоест петролът, въглищата и природният газ, не са достатъчни, за да освободят хората по Земята от оковите на живота, обречен на борба с глада, студа и болестите. Това е така не само защото този тип енергоносители са скъпи и имат ужасен ефект върху околната среда, а и защото са недостатъчни като количество.

Енергиен кръстопът

До момента човечеството е преживяло множество интелектуални и технологични революции, които изведнъж и за кратко време са променили света изцяло. Примери за това са навлизането на електричеството в бита, рязкото развитие на транспорта или на технологиите. Последната подобна революция е информационната - буквално само за едно десетилетие интернет и мобилните комуникации напълно промениха представите ни за света, в който живеем, за това какво е свобода на изразяване, достъп до информация или медиа. Следващата революция, на която вероятно ще станем свидетели, ще бъде енергийната. Защото иначе сценарият е мрачен. Или затоплянето на климата бавно ще ни задуши в собствените ни отпадни газове (поради рязкото увеличение на изгаряните от нас енергийни източници), или когато изкопаемите горива свършат, човечеството ще се върне в родовообщинния строй през XXII век.

Решението на проблемите на човечеството винаги е бил качествен, а не количествен проблем. Енергийният недоимък на човечеството може да се реши не чрез по-мащабна експлоатация на природните ресурси, а чрез търсенето на нови източници. Това, което природата досега е създала сама, не е достатъчно за енергийните нужди на Homo Sapiens от XXI век. Всъщност едва ли ще му стигне и за цял век. Наличните запаси нефт на Русия, най-големият износител на петрол в света, например са достатъчни само за 17 години. Ако пък САЩ минат изцяло на лично осигуряване с нефт, ще издържат някакви си 3 години. В световен мащаб по данни на Energy Watch Group нефт има едва за 40 години, и то само ако нарастването на търсенето спре незабавно. Човекът за пръв път в историята си е изправен пред предизвикателството да създава енергия, а не просто да я консумира наготово.

Науката ще спаси света

Достоевски е казал, че красотата ще спаси света, но за съжаление вярното твърдение в случая е по-скоро, че това може да направи само науката. Ясно е, че мисленето предхожда производството. През цялата история на човечеството се вижда, че всяка "материална" революция е съпътствана от интелектуална. Последната е жизненонеобходима на човечеството днес. Ако можем да се надяваме на спасение, то ще дойде от новите технологии, които учените развиват.Добрата новина е, че ги има всички онези хора, които без особен финансов стимул, но пък неуморно изследват как да получим повече ток от вятъра, слънцето или отпадната биомаса. През последните години все повече и повече правителства, частни компании, инвестиционни фондове и филантропи започват да отделят големи суми за развитието на алтернативни енергийни технологии. Става дума буквално за милиарди - например само British Petroleum наскоро отделя $500 милиона за сътрудничество с шест американски университета и научни института в тази сфера.

Човечеството трябва да намери начини да използва неуловимите природни сили - вятъра и слънчевата светлина, и да ги накара да работят за общото благо. За момента те изглеждат като единствената му надежда. Защото отпадната биомаса и биогоривата са частично решение (отделят въглероден диоксид при горенето си), както впрочем и ядрената енергия. Наистина радиоактивен уран има поне за 85 години (според International Atomic Energy Agency), но експлоатацията е много скъпа (за сравнение - изграждането на АЕЦ "Белене" ще струва поне 4 млрд. евро) и абсолютно неприложима в целия свят. Днес едва 6.3% от световното електричество се произвежда в АЕЦ.

Необходимостта от нови енергийни източници ще промени завинаги съзнанието на човечеството, превръщайки го от консуматор в производител и равностоен партньор на природата. Това ще е интелектуалната революция на Homo Sapiens, която ще съпътства енергийната.

Надеждата е в слънцето и вятъра

Откакто свят светува, природните процеси са в относително равновесие. Човешките дейности обаче променят вековния баланс и едно става повече, а друго - по-малко. Когато дишаме например, ние превръщаме материята в смес от два газа - водни пари и въглероден диоксид (СО2). Растенията извършват обратния процес, взимайки от атмосферата СО2, който използват, за да се самоизграждат.

Човекът променя отношението на газовете и по други начини освен чрез дишане - например, като намалява броя на дърветата, защото обича да ги сече и да ги гори. Резултатът отново е повече СО2. В последно време се оказа, че това не е на добре, защото поражда т.нар. парников ефект, който причинява затопляне на климата на Земята. Въглеродният диоксид увеличава дебелината на атмосферния слой, а това задържа отразените от земната повърхност инфрачервени лъчи (ИЧ). Заради това повече топлина (другото име на ИЧ лъчите) остава на повърхността на Земята и планетата се загрява още повече и климатът й се променя към по-неблагоприятен.

Очевидно трябва да намалим количеството въглероден диоксид, ако искаме да продължим да ползваме изкопаемите горива. Проблемът е, че това се оказва изключително сложна и дори невъзможна задача. Учените са безпомощни да намерят начин, чрез който да избавят планетата от нежелания газ. Има например идея да го закопаваме. Съвсем буквално. Но никой не знае дали газът ще остане под повърхността. Освен това процесът е скъп. Най-големият и може би дори единствен изследователски проект по темата, базиран в щата Илинойс, САЩ, е преустановен, след като планираните разходи достигат близо 2 милиарда долара. Практически само на три места в света въглеродният диоксид се заравя - в Нигерия (инсталацията е на British Petroleum), в щата Северна Дакота и в Норвегия под Северно море.

Съществува и друга технология за справяне с CO2 проблема. При ниски температури въглеродният диоксид се комбинира с клас химични съединения, наречени амини. При високи температури двете вещества се разделят. Съществува само една подобна инсталация и тя е в Дания. И това не е случайно - технологията е толкова скъпа и неизгодна, че само много богата държава може да си я позволи.

Засега изглежда, че няма начин как да намалим отпадните си газове. Значи трябва да намерим други източници на енергия или неотделящи СО2 емисии горива. Най-развитите и перспективни кандидати са вятърът, слънцето и биогоривата.

Слънцето

Цялата енергията на света практически е дошла от Слънцето чрез процеса на фотосинтезата. Зелените растения са в основата на хранителната верига и са суровината, от която впоследствие са се образували всички изкопаеми горива. В момента човечеството няма друг избор, освен да се научи как да получава енергия от звездата, която прави живота на планетата ни възможен. Причината за това е проста - наоколо няма друг енергиен източник. Радиоактивната руда, от която получаваме топлина и в крайна сметка пара, задвижваща турбините ни в атомните електроцентрали, няма да ни стигне за дълго. Да не говорим за сложността и времето за изграждане на ядрен реактор. Някой би споменал и топлината на земното ядро, от която бихме могли да се възползваме. Тази идея засега е толкова използваема, колкото и студеният ядрен синтез (т.е. получаването на едно атомно ядро от две при нормална температура, което води до отделяне на огромно количество енергия). За момента и двете са по-подходящи за научнофантастичен роман.

Слънчевата светлина може да бъде улавяна. Това е хубавата вест. Лошата е, че е все още не умеем напълно да се възползваме от нея. Съществуващите сега слънчеви панели са сравнително скъпи и недостатъчно ефективни. Това обаче се променя с всеки изминал ден. Буквално. Инвестициите в разработване на нови фотоволтаици, тоест устройства, превръщащи светлина в електричество, са огромни. Множество академични и индустриални научни лаборатории интензивно работят по развитие на подобни технологии. Причината не е само любовта към човечеството и славата, но и финансова. Първите, които създадат икономически изгодни слънчеви електроцентрали, вероятно ще станат мултимилиардери.

При това положение не е странно, че високорисковите инвеститори са превзели изследователския сектор, който търси как да произвежда (и съхранява) евтин ток. На пазара се появяват непрестанно нови технологии и продукти, като например електрическият автомобил Tesla Roadster, от който всички бройки, планирани за 2008 г., са предварително продадени. Цената на "слънчевото електричество" вече пък доближава тази на "горивното" електричество.

Пример за напредъка в тази област са новите панели на фирмата SolFocus. Те произвеждат електричество на цена около 26 цента за киловатчас. Компанията очаква до 2010 г. сумата да падне на 13-14 цента. За сравнение - в момента цените за домакинско електричество в САЩ варират от 7 до над 20 цента на киловатчас. Те обаче се покачват (както и в България), докато "слънчевият ток" поевтинява. По всичко личи, че скоро те ще се превърнат в съвсем реална конкуренция на конвенционалните енергийни технологии.

Голяма надежда вдъхва и известният напредък в създаването на организми и/или устройства, които извършват изкуствена фотосинтеза. Засега обаче експериментите са по-скоро само в сферата на науката. Пред изследователите има доста неща за откриване и създаване, преди да можем да видим технологии, които да използват природния процес. И все пак точно там вероятно е скрита възможността за истинска енергийна революция.

Вятърът

Хубавото на т.нар. възобновяеми източници е, че са екологични, безкрайни, винаги налични и безплатни. Нека добавим също така, че при тях монополизмът е труден. По данни на Министерството на енергетиката на САЩ само за една година (2005-2006 г.) токът в страната, получаван от възобновяеми източници, е нараснал с цели 10%.

По всичко личи, че съвременният Дон Кихот ще строи вятърни турбини, вместо да ги напада. Днес едва 1% от електричеството на света и това на САЩ се получават от вятър. Към 2020 г. обаче процентът в САЩ трябва да е 15. Един процент на пръв поглед може да не изглежда много, но всъщност става дума за енергия, достатъчна да захрани 5.4 милиона американски домакинства (повече от достатъчно за енергийните нужди на България, например). Инвестицията във вятърни турбини на територията на САЩ само за 2007 г. надхвърля 9 милиарда долара.

Норвегия пък има амбицията да стане първата страна в света, която има нулеви въглеродни емисии. Според министър-председателя Янс Столтенберг скандинавската държава има този дълг към човечеството, защото е един от най-големите износители на петрол. За да постигне амбициозната си цел, кралството инвестира активно във вятърни турбини, които ще разполага в морето далеч на север, където винаги духа. "Ако обичате вятъра, значи сте на най-точното място. При нас има не повече от един безветрен ден годишно", споделя кметът на остров Утсира Ярле Нилсен пред агенция Reuters, цитирана от в. "Дневник". Малкото парче земя има площ 6 квадратни километра и население едва 210 души, които вече почти изцяло разчитат на възобновяема енергия.Според американската асоциация за вятърна енергия 20% от електричеството на Норвегия и 7% от това на Германия идват от вятър. Цената му пък с времето става конкурентоспособна. Засега все пак по-често инвеститори в технологията са правителствата на богатите страни. Кой обаче ще развива подобни проекти в Третия свят? А в Китай и Индия? Въпроси без отговор, които засягат по-голямата част от населението на планетата. И в крайна сметка самото човечество като цяло.

Биогоривата

Горивата, получени от различни растения (царевица, захарна тръстика и т.н.) и отпадна биомаса, вече са на пазара. Но не защото са толкова екологични, а по-скоро заради комбинацията от пазарен дял и държавно финансиране, което ги прави доста изгодни. Резултатът е повишени цени на доста основни хранителни култури, намалени помощи за развиващите се страни и... въглеродни емисии.Биогоривата, получили представката "био" предимно поради пазарни причини, отделят СО2 (въглероден диоксид - газът, основен причинител на глобалната промяна в климата) в атмосферата като всички други горива, получени от растителна маса, каквито са и нефтът и въглищата. Все пак разлика има - докато растенията - суровина за производството на биогоривото, са расли, те са поглъщали СО2 от въздуха. Това е така, но превръщането им в горива, транспортацията им и последващото изгаряне отделят повече въглероден диоксид от погълнатия. В крайна сметка общият ефект от биогоривата не е особено "био".

Това бе съвсем скоро доказано и публикувано в най-престижното американско списание за наука Science. В едно изследване бе показано, че биоетанол, произведен от царевица, ще увеличава два пъти емисиите на СО2 в сравнение с бензин, вместо да ги намалява с очакваните 20% (Science 2008, doi:10.1126/science.1151861). Подобен ще е резултатът и ако суровината бъде прерийна трева. Друго изследване (Science 2008, doi:10.1126/science.1152747) потвърждава тези изводи, показвайки, че превръщането на растителност от тропическите гори, саваната или торфените полета в биогорива ще увеличава CO2 емисиите от 17 до 420 пъти в сравнение с тези на бензина.

Очевидно биогоривата нямат екологична стойност, но пък имат икономическа такава. Около 1% от земеделската земя на планетата днес е засадена с култури, предназначени за производството им. Това е твърде показателен факт, илюстриращ икономическата изгода от подобен бизнес. Очевидно в желанието си да бъде "био", светът прибърза и вместо да направи наистина екологична технология, си създава поредния бъдещ "враг".

Алчните петролни компании, арабските държави, борсовите спекуланти... Това са най-често проклинаните "виновници" за високите цени на нефта. Има обаче и няколко фундаментални причини за скъпия петрол. Една от основните е глобалното търсене, което според доклади на Организацията на обединените нации (ООН) ще достигне 116 млн. барела на ден до 2030 г. - увеличение от 37% спрямо 2006 г. Защото развиващи се икономики като Индия и Китай потребяват все повече, а едновременно с това ръстът на производството на петрол се забавя.

Все по-голямата "дупка" между търсенето и ограничените ресурси на петрол и газ вдигнаха цените до невиждани рекорди. От своя страна този скок засилва опасността от рецесия.

Скъпо ли?

Цените на петрола и природния газ скачат. На електричеството - също. Да, въглищата все още са евтини, но западните държави постепенно премахват електроцентралите си от този тип, защото са сред най-големите замърсители и защото компаниите трябва да плащат повече за отделяните от тях емисии вредни газове. Всички тези фактори отварят вратата пред нови технологии, които доскоро изглеждаха скъпи, но днес се явяват все по-реална алтернатива. Капиталовите разходи за електроцентрали на вятър и слънце са по-високи от тези, използващи горива на органична основа, но пък за сметка на това самите "енергоносители" не струват нищо.

От своя страна пазарът на енергоносители е огромен. Според списание Economist световното население използва около 15 теравата електричество (1 терават=1000 гигавата) на година. Тези мощности струват 6 трлн. долара - около 10% от световното икономическо производство. До 2050 г. се очаква глобалното потребление да достигне 30 теравата. Големият пазар позволява на алтернативните енергийни източници да се докажат като успешни и устойчиви. Такъв е случаят с енергията от вятър, която става все по-популярна, коментира Economist.

Според ООН инвестициите във възобновяеми енергийни източници са достигнали 148 млрд. долара през 2007 г., което е увеличение от 60% спрямо предишната година. До 2012 г. се очаква капиталовложенията да са 450 млрд. долара и 600 млрд. до 2020 г. Обединена Европа си остава лидер по нови проекти, най-вече заради "добрата политическа и инвеститорска подкрепа".

Процентът на "чистата" енергия в новосъздадените през 2007 г. енергийни производства е 23. На първо място по инвестиции все още е добивът на електроенергия от вятър, но най-бърз растеж отбелязват слънчевите технологии. Възобновяемите източници вече стават интересни и за капиталовите пазари и все повече компании от сектора дебютират успешно на борсата.

Големият бизнес надушва промяната

Мултинационалните компании също разбират ползата от "зелената революция". След дълги години на постоянен скептицизъм "големият бизнес" започна да развива стратегии, свързани с "чистата енергия". Корпоративните цели, разбира се, не са продиктувани от чист алтруизъм. Намаляването на вредните емисии намалява и разходите на компаниите. Например през 2006 г. Google обяви плановете си да премине изцяло на възобновяеми енергийни източници. Освен че отразяват личните виждания на основателите на търсачката Сергей Брин и Лари Пейдж, тези промени имат чисто практична страна: Google е огромен потребител на електричество и всячески се опитва да намали енергийните си разходи.

През 2002 г. General Electric също започва да инвестира в алтернативни енергийни технологии. Тогава цената на петрола е 25 долара на барел. Днес, когато нефтът е шест пъти по-скъп, GE започва да бере плодовете на стратегията си и да продава технологии на други компании. Бизнесът на групата с вятърни турбини започва да процъфтява, а изследователите на компанията в лабораториите й в Шенектъди, Ню Йорк, се радват на голяма свобода и получава нужните финансови ресурси, за да разработват нови технологии. "Когато обществото променя мирогледа си, е хубаво да си начело на промените, а не да изостанеш от тях", обяснява стратегията си Джефри Имелт, главен изпълнителен директор на General Electric.

Един от най-големите петролни магнати в Америка - Ти Боун Пикънс, също залага на новите възможности. Желанието му е САЩ да направят огромни инвестиции във вятърни турбини. По време на президентската кампания Пикънс ще хвърли 58 млн. долара от личните си спестявания, за да пропагандира своите идеи. "Занимавам се с петрол през целия си живот. Но положението е критично", заяви 80-годишният магнат. Амбициите му са идеален пример за съвпадение на лична и обществена изгода. Предприемачът вече инвестира 2 млрд. долара в най-големите вятърни генератори в Пампа, Тексас, и обяви, че сам ще плати за преносните мрежи, които ще доставят електричеството до Далас. "Не мога да чакам щатът да построи инфраструктурата", казва Пикънс.

Не е преувеличено да се твърди, че глобалната енергийна система преживява структурна криза. Всички тези предизвикателства са достатъчна заплаха за международната икономическа и политическа стабилност. Затова намиране на изход от проблема вече е наложително.

Ясен Пекунов
Константин Николов
в-к Капитал

Няма коментари: