Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
4.1. Общие положения
Человек свои потребности может удовлетворить, лишь потребляя значительное количество энергии. Чтобы получить энергию, необходимо затратить определенное количество природных ресурсов. Энергетическими ресурсами принято считать все природные источники энергии, которые можно превращать в используемые в настоящее время человечеством те или иные виды энергии [4.1].
Состав энергетических ресурсов и их объём разнообразны; они по мере развития науки и техники постоянно пополняются и изменяются. Органическое топливо: уголь, нефть, газ, начиная с XIX века, были и остаются основными источниками потребляемой энергии, и их потребление ежегодно растёт. По данным МИРЭК (Мировой Энергетической Конференции) потребление первичных энергетических ресурсов за XX век выросло более чем в 10 раз и превысило 10 млрд. тонн условного топлива. Суммарный расход условного топлива человечеством оценивается приблизительно в 300 млрд. тонн.
Мировые ресурсы органического топлива ограничены. Они практически не возобновляются. При нынешних объёмах потребления энергоресурсов и темпах его роста (например, с 1950 г. по 1970 г. рост потребления энергоресурсов составлял 4,5% в год) разведанные основные запасы способны обеспечить необходимый уровень добычи на определённое количесство лет. Эти цифры постоянно изменяются в зависимости от открытия и использования новых методов поиска невозобновояемых ресурсов.
Не следует думать, что через 200 лет на земле не останется органического топлива. Кроме основных ресурсов имеется еще на большее количество дополнительных энергоресурсов. В настоящее время их добыча экономически и технически нецелесообразна. Однако с совершенствованием методов добычи, с истощением основных запасов органического топлива часть этих энергоресурсов перейдёт в основные.
Структура потребления органического топлива со временем меняется. Так, в первой половине XX века основным топливом был уголь, во второй половине XX века стала расти доля углеводородного топлива - нефти и газа . Угроза истощения мировых запасов органического топлива заставляет принимать меры по сокращению их потребления. Основных путей три:
- более широкое использование возобновляемых источников энергии (энергии рек, ветра, геотермальной, солнечной энергии);
- открытие новых источников энергии; ещё недавно большие надежды связывались с использованием термоядерной энергии, однако в ближайшие годы вряд ли приходится рассчитывать на промышленное использование такой энергии;
- энергосбережение; переход на энергосберегающие технологии - длительный и дорогостоящий процесс, кроме того, возможности энергосбережения не безграничны; переход на энергосберегающие технологии позволяет уменьшить потребление энергии примерно на треть.
Дальнейшее развитие мировых рынков энергоресурсов представляет интерес для всех стран мира, так как к началу XXI века не осталось практически ни одной страны, не вовлеченной в мировую торговлю ими. На сегодняшний день множество организаций пытаются разработать прогнозы развития данных рынков, в том числе Международное энергетическое агентство, Министерство энергетики США, специальные службы ОПЕК и т. д. [4.2].
Изучение таких прогнозов является важным и для России, поскольку она, являясь одним из крупнейших поставщиков энергетического сырья, сама оказывает ощутимое влияние на формирование данных рынков, при этом попадая в финансовую зависимость от их состояния, ибо, к сожалению, топливно-энергетический комплекс является базовой бюджетообразующей отраслью страны.
Представляется очевидным, что зависимость промышленно развитых стран от импорта энергоносителей будет неуклонно расти. Причем для обеспечения стабильных долгосрочных поставок энергоносителей основные их импортеры будут стремиться к диверсификации поставок из различных стран для поддержания собственной экономической и энергетической безопасности. На настоящий момент можно констатировать, что только несколько индустриально развитых стран смогут удовлетворять свою все увеличивающуюся потребность в энергии за счет собственных источников.
По расчетам Мирового энергетического совета Международного энергетического агентства (МЭА), энергоемкость мирового хозяйства (интенсивность потребления первичной энергии) будет постепенно снижаться, но прямо пропорциональная зависимость между приростом ВВП и увеличением энергопотребления сохранится.
Возможны 3 вида основных сценариев развития ТЭР -инерционный, стагнационный и инновационный [4.3].
Инерционный сценарий, пожалуй, самый жёсткий. Он предполагает нарастающий внутренний кризис индустриальной фазы в сочетании с кризисом взаимоотношений с окружающей средой. Это приведет к глубокой дестабилизации мировой энергетики. Рост населения будет практически полностью сосредоточен в развивающихся странах. Снижение средней численности домохозяйств в рамках демографического перехода, вызовут быстрый рост потребления энергии в расчете на домохозяйство и в абсолютном выражении.
Рост будет происходить преимущественно за счет развивающихся стран, доля которых в приросте ВВП будет увеличиваться. Энергоемкость ВВП будет снижаться. В развивающихся странах основная часть прироста энергоэффективности будет происходить за счет структурных сдвигов в экономике
Стагнационный сценарий предполагает смягчение кризиса индустриальной фазы и кризиса взаимоотношений с окружающей средой за счет реализации комплекса законодательных и технологических решений, позволяющих управлять основными накопленными противоречиями. С одной стороны, это позволит устранить наиболее тяжелые противоречия в развитии мировой энергетики. С другой стороны, этот сценарий предполагает ограничение инвестиционно -инновационного развития энергетики. Как следствие, после 2030 г. этот сценарий приводит к снижению темпов развития, стагнации мировой энергетики и постепенной потере устойчивости.
Электроэнергетика в стагнационном сценарии будет адаптироваться к развитию возобновляемой энергетики, распределенной генерации и экологическим ограничениям, что снизит темпы ее роста и потребует ряда качественных изменений в структуре энергосистем.В стагнационном сценарии возобновляемая энергетика будет играть ключевую роль и способствовать значительному снижению потребления угля.
В стагнационном сценарии происходит медленное сворачивание атомной энергетики в силу технологических проблем отрасли, политических и экологических ограничений и отсутствия условий для соответствующих инвестиций. Атомная энергетика останется на современном уровне развития с преобладанием тепловых реакторов, а переход к реакторам 3-го поколения не приводит к существенному повышению ее места в энергосистеме. Нефтяная отрасль в стагнационном сценарии столкнется с серьезными экологическими вызовами и развитием различных альтернативных видов энергии на транспорте. В сочетании с ростом издержек и снижением цен из-за смены модели ценообразования это обусловит постепенное снижение ее инвестиционной привлекательности
Инновационный сценарий предполагает преодоление кризиса индустриальной фазы и кризиса взаимоотношений с окружающей средой на основе перехода к новой фазе развития социума, экономики и энергетики – когнитивной.
Рассмотрим, как развивались топливо- экономические ресурсы за период с конца прошлого века по настоящее время по их добыче, потреблении в мировом масштабе, по разным странам и континентам [4.4].
На рис.4.1 изображён график мирового производства ТЭР за период с 1990 по 2010 гг. В целом, можно наблюдать уверенный рост.
Рис.4.1.Динамика мирового производства топливо - экономических ресурсов (ТЭР) мира, мтнэ.
В более широком плане на рис.4.2 представлены круговые диаграммы производства ТЭР за длительный период по различным видам источников энергии и рост каждого из видов в процентном отношении.
Рис.4.2.Рост производства ТЭР за период 1973-2009 гг.
Графики производства ТЭР по отдельным странам изображены на рис.4.3.Включены страны БРИКС и США.
Рис.4.3. Производство ТЭР в странах БРИКС и США, мтнэ.
Производство ТЭР по передовым странам мира показано на рис.4.4.
Рис.4.4. Производство ТЭР в других крупнейших странах мира, мтнэ.
На рис.4.5 показан график производства ТЭР в ряде стран Европы.
Рис.4.5. Производство ТЭР в крупнейших странах Европы, мтнэ.
Графики производства ТЭР в крупнейших экономически развитых странах Азии представлены на рис.4.6
Рис.4.6. Производство ТЭР в крупнейших странах Азии, мтнэ.
Динамика мирового производства ТЭР по странам мира за период 2000-2010гг. изображена на рис.4.7. Страны расположены по росту производства в % отношении. 
Рис.4.7.Рост мирового производства ТЭР за период 2000-2010 гг.
Мировое производство электроэнергии с учётом прогноза до 2040 года от различных видов источников в процентном отношении представлено диаграммами на рис.4.8[4.5].
Рис.4.8. Мировое производство электроэнергии от различных видов источников,1990 -2040 гг.
Производство электроэнергии по источникам энергии в трлн. кВт. изображено на диаграммах рис.4.9[4.6].
Рис.4.9.Производство электроэнергии в мире, трлн. кВт., 2010-2040 гг.
Производство электроэнергии по источникам энергии с учётом прогноза приведено на рис.4.10[4.7].
Рис.4.10. Производство электроэнергии по источникам, 2010-2040 гг., трлн. кВт. По инерционному сценарию производство и потребление электроэнергии за период 2000 - 2050 гг. прогнозируется следующим образом( рис.4.11.,4.12) [4.3].
Рис.4.11.Производство электроэнергии от различных видов источников,2000-2050 гг.
Рис.4.12.Потребление электроэнергии 2000-2050 гг.
Электроэнергия. Производство электроэнергии по различным странам мира приведено на рис.4.13.
Рис.4.13. Производство электроэнергии по странам мира,2010,ТВт.ч.
Динамика производства электроэнергии за период 2000-2010гг. в процентном отношении изображена на рис.4.14. 
Рис.4.14.Динамика производства электроэнергии 2000-2010 гг. по странам мира.
По другим источникам информации структура и динамика производства электроэнергии в прогнозном плане выглядит так (рис.4.15): [4.8].
Рис.4.15.Производство электроэнергии по регионам и континентам,2015-2040гг.
Динамика потребления показана на рис.4.16. А в процентном отношении -на рис.4.17.
Рис.4.16. Потребление электроэнергии по странам мира, 2010, ТВт.ч.
Рис.4.17.Потребление электроэнергии по странам мира в % отношении,2000-2010 гг.
На рис.4.18 представлена динамика мирового потребления ТЭР по основным континентам мира, а также отдельно по Ближнему Востоку и странам СНГ. Везде тенденция - восходящая.
Рис.4.18. Динамика мирового потребления ТЭР по регионам и континентам, мтнэ.
Динамика мирового потребления ТЭР по странам мира за период 2000-2010гг. изображена на рис.4.19.
Рис.4.19. Динамика мирового потребления ТЭР по странам мира, мтнэ.
А по видам топлива в квадрильонах бте - на рис. 4.20 [4.6].
Рис.4.20. Мировое потребление энергии по видам топлива,1990- 2040 в квадрильонах бте.
Ниже представлена структура потребления ТЭР по видам источников энергии (рис.4.21) и отдельно по возобновляемым источникам (рис.4.22)[4.9,4.10].
Рис.4.21.Структура потребления ресурсов по видам источников в мире и России, 2012. 
Рис.4.22.Структура использования возобновляемых источников в мире и России,2012.
Производство электроэнергии в Европе, членах ОЭСР, с прогнозом до2035 года характеризуется диаграммой, изображённой на рис.4.23[4.11].
Рис.4.23.Производство электроэнергии в странах Европы - членах ОЭСР, млрд. кВтч.
А установленная энергетическая мощность ЕС- диаграммами рис.4.24
Рис.4.24.Общая установленная электрическая мощность ЕС, ГВт. [4.12].
Инвестиции в энергетику ЕС с каждым годом всё увеличиваются. На рис. 4.25 представлены сведения за 2015 год [4.13].
Рис.4.25.Инвестиции в энергетику ЕС, млн. евро и % соотношения частей.
Прогоз объёма ВВП на период до 2040 года представлен на графике и диаграмме рис.4.26.
Рассмотрены страны, входящие и не входящие в ОЭСР,а также отдельные страны,в которых инвестиции постоянно возрастают [4.3].
Рис.4.26. Прогноз объёма ВВП в ценах 2010 года. В заключение рассмотрим динамику производства и потребления ТЭР отдельных стран: США (рис.4.27),Японии (рис.4.28), Германии (рис.4.29) [4.3].
Рис.4.27.Производство и потребление ТЭР, США, мтнэ.
Рис.4.28. Производство и потребление ТЭР, Япония, мтнэ.
Рис.4.29. Производство и потребление ТЭР, Германия, мтнэ.
Для Германии можно дополнительно привести конкретные сведения, например, за 2014 год [4.14]. Они выглядят, включая прогноз до 2050 года, по парниковым газам и возобновляемой энергии следующим образом.
По годам - 2014 2020 2030 2040 2050.
Парниковые газы.
Выбросы парниковых газов (базовый год 1990) -27.0% -40% -55% -70% -80 до -95%.
Возобновляемая энергия
Доля валового конечного потребления энергии 13,5% 18% 30% 45% 60%
Доля валового потребления электроэнергии 27,4% 35% 50% 65% 80%
Доля потребления тепла, 12.0% 14%
Доля в транспортном секторе 5.6%
Эффективность и потребление
Потребление первичной энергии (базовый 2008 год) -8,7% -20% -50%
Конечная энергетическая производительность (2008-2050) 1,6% / год
(2008-2014) 2.1%/год,(2008-2050)
Валовое потребление электроэнергии (базовый 2008 год) -4,6% -10% -25%.
Потребление первичной энергии в зданиях (базовый 2008 год) -14,8% -80%.
Потребление тепла в зданиях (базовый 2008 год) -12.4% -20% .
Конечное потребление энергии на транспорте (базовый 2005 год) 1.7% -10% -40%.
Оригинальная таблица представлена ниже
Таблица 4.1.Развитие и прогноз альтернативной энергетики Германии
Обобщённая диаграмма производства электроэнергии от различных видов источников представлена на рис. 4.32.
Рис.4.30. Диаграмма производства электроэнергии, Германия, ТВт.
Для России сведения производства и потребления ТЭР по годам 1990-2010 приведены на рис.4.31.
Рис.4.31. Производство и потребление энергоресурсов, всех видов ТЭР, Россия, мтнэ.
А для энергоресурсов за тот же период -на рис.4.32 [4.3].
Рис.4.32. Производство и потребление энергоресурсов, Россия, ТВтч.
Примечание : как правило, приведенные выше диаграммы и графики приведены со ссылками на гиперисточники информации, таких, как [4.3,4.4,4.6,4.8,4.11]. Конкретные ссылки указаны в каждом из источников иныормации.