Запасы ископаемых энергоресурсов

 

Сейчас мировая энергетика существует за счет своеобразных «энергетических консервов», приготовленных биосферой примерно за 300 млн лет эволюции начиная с каменноугольного периода. Эти ресурсы громадны, но современная скорость их потребления в миллион раз превышает скорость процессов их естественного формирования в земной коре. За один год человечество расходует запасы, на образование которых природе требуется примерно миллион лет. Поэтому перед человечеством стоит серьезная проблема – обеспечить ресурсами дальнейшее прогрессивное развитие мировой энергетики.

 

Основной и наиболее удобный во всех отношениях энергоресурс современной экономики - нефть, но ее запасы ограничены и быстро истощаются. Темп открытия новых нефтяных ресурсов достиг своего пика в 1960-х годах и с тех пор, несмотря на технологические достижения и мировые усилия, объем ежегодного прироста ресурсов неуклонно падает. На сегодняшний день из недр уже извлечена половина первоначальных запасов нефти, что по всем прогнозам в течение ближайших лет неизбежно приведет к падению объемов добычи и росту цены на нее (рис. 3) [7]. При этом мировое потребление энергии продолжает быстро увеличиваться, в основном за счет развивающихся стран, которые стремятся приблизиться по уровню жизни и, следовательно, энергопотребления, к развитым странам. При нынешних темпах роста энергопотребления в мире, за столетие его объем может увеличиться примерно в пять раз.

Гигабаррель/год

MEast

Other

Russia

Europe

US48

US48

Europe

Russia

Other

MEast

Heavy

Deepwater Polar P-NGL

Рис. 3. Прогноз мировой добычи нефти [7].

 

Кроме того, имеющиеся запасы нефти распределены весьма неравномерно. Согласно последнему обзору состояния мировой энергетики, представленному компанией Бритиш Петролеум [3], 65% всех доказанных ресурсов нефти сосредоточены на Ближнем Востоке. Хотя уровень нефтедобычи в России сейчас быстро растет и вплотную приблизился к уровню мирового лидера – Саудовской Аравии, на ее долю приходится всего около 5% доказанных мировых запасов нефти. Поэтому прогноз развития во времени отечественной нефтедобычи практически совпадает с мировой тенденцией. После достижения в районе 2010 г. пика добычи на уровне 10 млн барр./день, она постепенно начнет снижаться. Наиболее серьезным основанием для такого прогноза является почти нулевой прирост нефтяных ресурсов в стране с начала 90-х годов (рис. 4) [7]. Учитывая сильную зависимость не только отечественной энергетики и нефтехимии, но и всей экономики от поставок и экспорта нефтяного сырья, снижение объема

 

 

добычи нефти без адекватной компенсации за счет других источников может поставить отечественную экономику в сложное положение.

 

Уровень добычи, тыс. барр./день

 

 

 

 

 

 

Прирост запасов, Гбарр.

 

 

Рис. 4. Прогноз добычи нефти (1) и прирост запасов (2) в России [7].

 

 

Таким образом, в долгосрочной перспективе на XXI столетие для покрытия своих растущих энергетических потребностей и мировая и отечественная экономика реально могут рассчитывать только на два источника энергии и углеводородного сырья – ископаемые ресурсы природного газа и угля. Ресурсы каменного угля огромны и распределены более равномерно. Наибольшими его запасами обладают три страны - США, КНР и Россия, на долю каждой из которых приходится примерно четверть мировых ресурсов. Объем мировой добычи угля увеличивается, и уголь частично отвоевывает некогда утраченные позиции. Особенно велика его доля в производстве электроэнергии: в КНР - около 75%, в США - более 50%. Однако низкая производительность труда при добыче и транспортировке угля, а также серьезные экологические проблемы, связанные с его

 

 

использованием в энергетике, сдерживают масштабы его применения. Это вынудило Департамент энергетики США выступить с инициативой разработки нового поколения экологически более чистых способов получения энергии из угля [8]. Предполагается, что типовая угольная электростанция XXI века будет использовать в качестве топлива не непосредственно уголь, а синтез-газ или водород, полученный путем его предварительной газификации. Необходимый для газификации кислород будут получать относительно дешевым мембранным разделением воздуха. Из очищенного от серо– и азотсодержащих соединений и твердых примесей синтез-газа на основе мембранных технологий будет выделяться водород, используемый в качестве экологически чистого топлива для газовых турбин и топливных элементов. Монооксид углерода путем паровой конверсии будет превращаться в дополнительное количество водорода и углекислый газ, а последний – удаляться из полученных газов без его выделения в атмосферу, т.е. одновременно предлагается кардинальное решение проблемы антропогенного парникового эффекта. В моменты минимума нагрузки часть полученного синтез-газа будет использоваться для выработки синтетических жидких углеводородов (СЖУ), необходимых для замещения истощающихся природных нефтяных ресурсов и производства синтетических моторных топлив, отвечающих новым жестким экологическим стандартам. Таким образом, основная ставка делается на передовые газохимические технологии производства и использования вторичных энергоресурсов.

 

Но более привлекательным ископаемым ресурсом как с точки зрения использования, так и транспортировки, является природный газ. Его доказанные мировые ресурсы по состоянию на 2002 г. составляли 155 трлн м³ (рис. 5) и продолжают быстро возрастать по мере проведения геологоразведочных работ. За два последние десятилетия они практически удвоились (рис. 6), и уже сейчас отношение доказанных мировых ресурсов к объему годовой добычи превышает 60 лет. А вероятные ресурсы традицион-

 

Рис. 5. Доказанные мировые ресурсы природного газа (трлн м³) на начало 2002 г. [3].

 

Рис. 6. Прирост доказанных ресурсов природного газа (трлн м³) [3].

 

 

ного природного газа почти вдвое превышают его доказанные запасы. По некоторым оценкам, экономическая часть запасов, способных конкурировать с другими энергоносителями (стоимость газа до 104 долл./1000 м³), обеспечивает современный объем потребления газа в мире на 150 лет. Во всяком случае, доказанные извлекаемые запасы газа за последние 20 лет ежегодно увеличивались в среднем на 4 трлн. м³ (рис. 6), что пока значительно превышает уровень их добычи (2,5 трлн. м³). Около ста стран располагают запасами газа, позволяющими вести их коммерческую эксплуатацию. Кроме того, существуют огромные запасы нетрадиционного природного газа, включая угольный метан, углеводородные газы, растворенные в подземных водах, метан в составе газовых гидратов и др., которые многократно превышают запасы традиционного природного газа и позволяют рассматривать его как основной ископаемый энергетический ресурс человечества даже на достаточно далекую перспективу.

Россия является страной, наиболее обеспеченной ресурсами природного газа. Около трети доказанных (рис. 7) и более 40% вероятных ресурсов приходится на территорию России. Именно это национальное богатство делает Россию великой энергетической державой XXI века.

 

 

Рис. 7. Распределение доказанных ресурсов природного газа [3].