«Энергетическая безопасность», возобновляемые источники энергии и срочные меры по борьбе с изменением климата

Климатический кризис усугубляется. 2023 год стал не только самым тёплым годом за всю историю наблюдений, но и, по расчётам, самым жарким годом за последние 100 000 лет. Всё громче звучат призывы к поэтапному отказу от всех видов ископаемого топлива. Сегодня мировое энергоснабжение в значительной степени зависит от ископаемого топлива — нефти, угля и природного газа (включая более грязный сланцевый газ). 

По данным Международного энергетического агентства, в 2024 году ископаемое топливо, вероятно, будет обеспечивать около 75% мирового энергопотребления. В то время как ядерная энергия в долгосрочной перспективе является углеродно-нейтральной, в краткосрочной перспективе она фактически увеличивает интенсивность выбросов, не говоря уже о том, что она очень опасна для всего живого.

 Было доказано, что крупные гидроэлектростанции наносят огромный ущерб людям и их жизни, а также разрушают экосистемы. Таким образом, единственными якобы безопасными и известными на сегодняшний день источниками энергии остаются так называемые новые возобновляемые источники: солнечная фотоэлектрическая и солнечная тепловая энергия, энергия ветра, геотермальная энергия, энергия приливов и волн и, возможно, тепловая энергия океана.

 Крайне важно, чтобы глобальные энергетические системы перешли от ископаемого топлива к этим возобновляемым источникам энергии. Здесь есть одна оговорка: этот переход должен быть справедливым и равноправным, то есть так называемым «справедливым переходом».

Термин «энергетическая безопасность» привлек значительное внимание после начала СВО в феврале 2022 года, которое привело к перебоям в поставках нефти и газа и резкому росту цен — с менее чем 80 долларов за баррель в январе 2022 года до более чем $115 за баррель к концу марта. 

Эта эскалация негативно сказалась на экономике во всем мире, особенно в Европе, где многие страны сильно зависят от российской нефти и газа. В период пикового зимнего спроса промышленно развитые страны, такие как Германия, которая зависит от российского газа, столкнулись с острой нехваткой энергии.

 Ситуация ухудшилась в сентябре 2022 года, когда в Балтийском море были подорваны трубопроводы «Северный поток — 1» и «Северный поток — 2», по которым российский газ поставлялся в Германию. В этом инциденте предположительно участвовала разведка США, о чём свидетельствовали предыдущие заявления президента Байдена. 

Кроме того, санкции США против России и ограничения на глобальные финансовые системы усложнили покупку российской нефти, что побудило БРИКС и другие развивающиеся страны рассмотреть в ответ инициативы по дедолларизации.

История энергетики и выбросов

Рис. 1. Глобальное потребление энергии по источникам и выбросы углекислого газа (1900–2021 гг.). Источник: Visual Capitalist.

Если подробнее рассмотреть глобальное потребление первичной энергии по источникам и то, как оно менялось с течением времени, то можно увидеть, что мир по-прежнему сильно зависит от нефти и природного газа — до 52% даже в 2021 году (с учётом угля этот показатель достигает 77%). 

Несмотря на все разговоры о «больших успехах в области новых возобновляемых источников энергии» (которые в 2021 году составляли всего 0,628% от мирового потребления первичной энергии, включая доминирующие новые установки, а гидроэнергетика добавила аналогичный процент), на самом деле происходит не энергетический переход, а увеличение потребления энергии, как показано на рисунке 1.

На фоне геополитической нехватки нефти и газа несколько стран, в том числе Европа и Германия, которые активно выступают за меры по борьбе с изменением климата, обратились к углю — самому углеродоёмкому ископаемому топливу. 

Развивающиеся страны с запасами угля, такие как Китай, Индия и Индонезия, также увеличили потребление угля, чтобы компенсировать первоначальное влияние дефицита топлива и роста цен. В результате, несмотря на некоторые усилия по борьбе с изменением климата, глобальные выбросы снова выросли на 0,5%.

В 2022 году выбросы увеличились на 9% (321 млн тонн), достигнув рекордного уровня более 36,8 Гт. Это увеличение, после спада в 2020 году из-за барановируса, продолжалось в 2021 и 2022 годах, подчёркивая разрыв между текущими выбросами и целевыми показателями по сокращению выбросов, установленными МГЭИК. Примечательно, что этот рост произошёл даже несмотря на снижение выбросов от изменения землепользования, как показано на рисунке 2.

История застопорившихся действий в области изменения климата

Рис. 2. Глобальные выбросы в результате землепользования неуклонно снижались на протяжении многих лет. Источник: Carbon Brief.

Первая часть статьи посвящена потреблению энергии и выбросам парниковых газов (ПГ) от сжигания угля, нефти и газа. На фронте борьбы с изменением климата произошли значительные изменения, особенно после того, как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) — орган, которому поручено заниматься наукой об изменении климата и эффективными методами его предотвращения, — опубликовала последний шестой оценочный доклад (AR6). 

Первая часть, посвященная физическим основам изменения климата (Рабочая группа I), была опубликована в октябре 2022 года, незадолго до конференции COP-27 в Шарм-эль-Шейхе, Египет. 

В отчётах рабочих групп I, II и III подчёркивается, что для того, чтобы хотя бы на 50% снизить вероятность глобального потепления до 1,5°C по сравнению с доиндустриальным уровнем, выбросы должны достичь пика к 2025 году и сократиться как минимум на 45% к 2030 году, что потребует ежегодного сокращения выбросов на 7% и более. Однако реальность сильно отличается от этих прогнозов: концентрация CO₂ ежегодно увеличивается примерно на 3 чнм.

В то время как большинство учёных-климатологов и активистов, выступающих за климатическую справедливость, призывают к быстрому сокращению выбросов, производители и импортеры ископаемого топлива, которые в значительной степени игнорируют предупреждения о климате, называют это «нереальным». 

Эти страны сталкиваются с общественными волнениями из-за нехватки отопления зимой, потенциальной потерей рабочих мест и, прежде всего, с влиянием крупных финансовых структур. 

Корпорации, добывающие ископаемое топливо, движимые крупными инвестициями и стремлением к прибыли, продолжают процветать, а нефтяные компании получают рекордную прибыль в размере $219 миллиардов, усиливая глобальную зависимость от этих видов топлива. 

Как мировое сообщество — несмотря на совершенно разный вклад богатых и бедных стран — мы значительно превысили «безопасный» предел содержания CO₂ в 350 частей на миллион, за который выступают ведущие учёные-климатологи, такие как Джеймс Хансен.

Сегодняшний уровень, около 424 частей на миллион, выше, чем когда-либо за последние три миллиона лет. Всего за последние 200 лет деятельность человека увеличила содержание CO₂ в атмосфере на 50%.

Энергия — это гораздо больше, чем электричество, автомобильное топливо или бытовой газ. Она присутствует в каждом продукте, услуге и средстве связи, от сообщений в WhatsApp до электронных писем. 

В настоящее время около 75% мировой энергии (в таких странах, как Индия и Китай, этот показатель ещё выше) по-прежнему вырабатывается из ископаемого топлива. 

Продукты питания, наш самый важный источник энергии, в значительной степени зависят от внешних ресурсов. Промышленное сельское хозяйство использует 6–10 калорий внешней энергии на каждую произведённую калорию пищи, при этом почти 80% этой энергии поступает из ископаемого топлива. 

По сути, мы потребляем ископаемое топливо с каждым приёмом пищи. Наш транспорт, основа нашего взаимосвязанного мира, на 90% зависит от ископаемого топлива, а большинство зданий — дома, офисы, больницы — зависят от энергии для отопления, охлаждения и вентиляции, большая часть которой вырабатывается на ископаемом топливе. 

Эта зависимость распространяется практически на все аспекты современной жизни.

Как видно из любого такого сценария достижения нулевого уровня выбросов (или «чистого нуля» — сомнительная формулировка), каждый год задержки в переходе на «чистый ноль» усложняет этот путь (кривая становится более крутой), как показано на рисунке 3. 

Судя по тому, что происходит в глобальных энергетических сценариях — будь то в богатых промышленно развитых или развивающихся и индустриализирующихся странах, — нынешний и без того крутой путь к нулевым выбросам к 2050 году или ранее — минимальное требование для того, чтобы избежать катастрофического изменения климата, — кажется всё более отдалённым. 

Эволюционные изменения, которые мы наблюдаем, происходят слишком медленно, чтобы избежать кризиса, но революции, вызванные социальными переломными моментами, могут изменить ситуацию, если и когда будет мобилизован достаточно значительный процент населения. 

Повышение средней температуры на 1,5 °C теперь является неизбежным, но всё ещё возможно вернуться к прежнему уровню. МГЭИК и Международное энергетическое агентство утверждают, что это возможно, если мировая экономика сделает то, чего никогда раньше не делала.

На пути к альтернативным решениям, ориентированным на людей

Рис. 3. Достижение нулевого уровня выбросов. Источник: МВФ, 2021.

Важный, но часто упускаемый из виду вопрос в спорах о переходе к возобновляемым источникам энергии заключается в том, сколько энергии в целом — с учётом материалов, услуг и других видов использования — может устойчиво потреблять общество/сообщество/семья. 

Несмотря на отсутствие единого мнения, мы можем рассмотреть такие модели, как докризисная Шри-Ланка или штат Керала в Индии, которые достигли высоких показателей по Индексу человеческого развития при относительно низком потреблении энергии на душу населения. Можно ли создать мир, основанный на возобновляемых источниках энергии, и какой ценой? 

Возьмём в качестве примера Индию: густонаселённую и ограниченную в земельных ресурсах, она сталкивается с уникальными проблемами. По состоянию на сентябрь 2024 года установленная мощность электростанций Индии составляет около 442 ГВт, из которых 172 ГВт приходится на возобновляемые источники энергии. 

Чтобы достичь целевого показателя в 900 ГВт к 2030 году, Индия должна заменить примерно 270 ГВт невозобновляемых источников энергии и добавить 458 ГВт новых возобновляемых источников энергии (ВИЭ). 

Гипотетически, если бы в каждой из 700 000 индийских деревень был установлен хотя бы 1 МВт комбинированной солнечной, ветровой и микрогидроэлектростанции при государственной технической и финансовой поддержке, страна могла бы перейти на 100% возобновляемую электроэнергию за 10–15 лет. 

Организованные компании по передаче электроэнергии могли бы передавать избыточную мощность в городские и промышленные районы. Такой подход требует всего 3 акра земли на 1 МВт солнечной энергии, потенциально пригодной для двойного использования, и может оживить сельскую экономику, обеспечивая энергией микропредприятия и холодильные склады, повышая доходы фермеров. 

На втором этапе в деревнях и городских районах можно было бы расширить возможности ВИЭ, чтобы заменить большинство неэлектрических источников энергии.

Кейсы с нуля

По всей Индии обычные люди находят инновационные решения для получения экологически чистой энергии, часто при минимальной поддержке. В горной деревне Матли в Уттаракханде, недалеко от Уттаркаши, небольшой ручей питает несколько наногидроэлектростанций мощностью 5 кВт, которые обеспечивают электроэнергией местные дома. 

Один из ярких примеров — установка мистера Джоши: днём он использует энергию ручья для работы своей мельницы для зерна и специй, а вечером переключает систему на генератор, вырабатывающий достаточно электроэнергии для освещения домов, зарядки телефонов и работы телевизоров. 

Система г-на Джоши, лежащая в основе этой сети наногидроэлектростанций, удивительно универсальна и даже позволяет использовать электросамокаты для безуглеродного транспорта. Во время сильных штормов эти наногидроэлектростанции обеспечивали бесперебойное электроснабжение, сохраняя открытыми важнейшие линии связи.

В засушливом районе Чаксу в Раджастхане, где нехватка воды и растущие цены на электроэнергию создают трудности для фермеров, появилось решение на основе солнечной энергии. 

При нашей поддержке шесть семей в деревне Балбагпура установили солнечные системы орошения в рамках государственной программы «KUSUM», обеспечив стабильное электроснабжение для орошения и избежав высоких затрат на электроэнергию. 

Среди бенефициаров — г-жа Прабхати Деви, г-н Мохан Лал Ядав и другие, в том числе представители маргинализированных сообществ. После этого успеха мы организовали поездку в Джодхпур для 50 местных фермеров, чтобы продемонстрировать им солнечные установки двойного назначения: панели сверху и урожай снизу, что развеяло их опасения по поводу потери земель.

Подобные примеры появляются по всей Индии, от долины Нармада до деревень адиваси в тигровом заповеднике Ачанакмар, где распределённая возобновляемая энергия меняет сельскую жизнь и радикально ставит под сомнение предположение о том, что энергетический переход должен происходить сверху, уделяя больше внимания тому, что происходит внизу