ЭКСПОРТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ УГОЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ США
О. Ю. Проскурина, аспирантка
Института США и Канады РАН
e-mail:
Аннотация.Проблемы изменения климата рассматриваются сегодня мировым сообществом как наиболее долгосрочные. Задачу сокращения выбросов в атмосферу двуокиси углерода можно решить только внедрением инновационных чистых технологий в энергетику и переработку угля. Мировой рынок экологически чистых угольных технологий стремительно растет, особенно в сфере производства электроэнергии. Соединенные Штаты являются мировым лидером в технологиях использования угля для производства электроэнергии без чрезмерных выбросов диоксида серы, оксида азота, ртути.
Ключевые слова: экологические проблемы, электроэнергетика США, потребление угля в мире, угольные электростанции, экологически чистые угольные технологии.
Potential Exports of U.S. Clean Coal Technology
Olga Proskurina,
PhD student,
The Institute for the U.S. and Canadian Studies,
Russian Academy of Sciences
e-mail:
Annotation. Climate change issuesare consideredtodayby the world communityasthe mostlong-term. The problemof emissionof carbon dioxidecanbe solved only by introductionof innovativecleantechnologiesin energyandcoal conversion.The world marketof clean coaltechnologiesis growing rapidly, especiallypower generation.The United States is a world leader in technology that allows coal to be burned for electricity production without excessive emissions of sulfur dioxide, nitrogen oxide, mercury, and particulate matter.
Keywords: environmental problems, U.S. power industry, the world coal consumption, coal-fired plants, clean coal technology.
«Проблемы изменения климата рассматриваются сегодня мировым сообществом как наиболее долгосрочные»[1]. США проводят государственную политику содействия более тесному международному сотрудничеству в этой области. «Для дальнейшего решения вопросов предотвращения изменений климата реализация мер по снижению атмосферной эмиссии СО2 приобретает первостепенную важность»[2].
«Проблемы экологии, или выбросов в атмосферу двуокиси углерода, можно решить только внедрением инновационных чистых технологий в энергетику и переработку угля. В частности, современной угольной электрогенерацией, глубокой переработкой угля в синтетическое жидкое топливо (СЖТ) – дизельное топливо, бензин, этанол, метанол, газификацией угля.
И все это – при высокой степени экологической зашиты и внедрении технологий очистки выбросов или даже “нулевого выброса”.
Если говорить о мире – то уже сегодня в разных странах работает более 30 промышленных и опытно-промышленных установок с газификацией угля на ТЭС и получением синтез-газа.
Известно, что главный враг угольной переработки и генерации – выбросы двуокиси углерода. Но проблема выбросов решаемая. В мире уже существуют экономически эффективные технологии, позволяющие вырабатывать энергию практически без вреда для окружающей среды. Причем их КПД составляет 45-50%, что значительно выше, чем у сегодняшних угольных станций.
Через 5-7 лет заработают первые полностью экологически чистые станции. А через 10-15 они станут основой мировой энергетики»[3].
«В течение 80-90-х годов американское Министерство энергетики финансировало крупномасштабные исследования, направленные на создание более “чистых” угольных технологий. Одним из возможных решений стала, в частности, технология IGCC. В конце 90-х в США были построены два энергоблока, на которых используется этот процесс, — мощностью в 250 МВт на электростанции в г.Тампа (штат Флорида) и 300 МВт на реконструированной ТЭС Wabash River (штат Индиана). При этом был достигнут КПД свыше 50%, выбросы оксидов азота на станции Wabash River благодаря внедрению новой технологии были сокращены на 82%, а сернистого газа — на 97%»[4].
«В июне 2009 г. … Министерство энергетики выделило $3.4 млрд на исследования в сфере технологий утилизации углекислого газа, образующегося вследствие сжигания угля»[5].
«Мировой рынок применения экологически чистых угольных технологий стремительно растет, особенно в сфере производства электроэнергии. По прогнозам Международного энергетического агентства (International Energy Agency) к 2020 г. около 38% мирового объема электроэнергии все еще будет вырабатываться на угольном топливе»[6].
«Сейчас, по данным Всемирного энергетического совета (World Energy Council, WEC), на угольные станции в США и Германии приходится около половины вырабатываемой электроэнергии, а в Австралии, Индии и Китае - и вовсе около 80% или даже больше. Причина проста: во всем мире, в отличие от России, газ в среднем на 25% дороже угля. <…> Согласно прошлогодним исследованиям Cambridge Energy Research Associates, производство электроэнергии на американских угольных электростанциях и вовсе в два раза дешевле производства на ТЭС, использующих в качестве топлива природный газ. И это несмотря на то, что на угольных электростанциях более сложный технологический процесс, связанный с подготовкой топлива (уголь надо раздробить, измельчить в пыль и высушить)»[7].
«На фоне продолжающегося роста цен на нефть и газ интерес к углю как к альтернативному энергоносителю в мире только растет.
Согласно прогнозам Департамента энергетики США, после 2020 г. уголь вообще станет самым быстро растущим топливом для электростанций»[8] и заметно обгонит газ (рис. 1). «Американская администрация объявила планы строительства 100 угольных электростанций в течение ближайших пятнадцати лет. Ожидается увеличение потребления энергетического угля и в Канаде, где после 2010 г. остановят несколько блоков АЭС (из-за окончания срока эксплуатации реакторов) и заменят их угольными ТЭС. Прогнозируется заметный прирост угольной энергетики в ряде стран Южной Америки (например, в Бразилии) и Азии (во Вьетнаме, Южной Корее, Японии). Безусловным лидером угольной энергетики будет Китай»[9].
Рисунок 1
Прирост генерирующих мощностей в мире по видам топлива в 2005-2030 гг., млрд кВт
Источник: WorldEnergyOutlook2006. USEnergyInformationAdministrationDOE.
В электроэнергетике США уголь играет важную роль: по запасам угля страна занимает первое место в мире (рис. 2).
Рисунок 2
Доказанные запасы угля по странам по состоянию на конец 2006 г., млрд т
.gif)
Источник: BP Statistical World Energy Review 2007.
Соединенные Штаты являются мировым лидером в технологиях использования угля для производства электроэнергии без чрезмерных выбросов диоксида серы, оксида азота, ртути. Для уменьшения общего количества выбросов угольная промышленность США развивает особые технологии, которые могут быть использованы в угольных электростанциях. Эти технологии позволят сжигать уголь с более низким уровнем выбросов углекислого газа. Технологическое превосходство Америки в этой области открывает возможности экспорта оборудования и лицензий на данные технологии в такие страны, как Китай и Индия, где потребление электроэнергии стремительно растет.
Правительство Соединенных Штатов ставит задачу обеспечить научные исследования и разработки указанных технологий на основе партнерских отношений с промышленными предприятиями США и финансовыми структурами. Наряду с прямой финансовой поддержкой научно-технических разработок, правительство осуществляет поддержку экспорта экологически чистых угольных технологий.
Оценивая перспективы американского экспорта уже существующих экологически чистых технологий использования угля (clean coal technology, ССТ) на растущем мировом рынке, специалисты прогнозируют, что американский экспорт ССТ в Мексику, Новую Зеландию, Южную Африку, Южную Корею и страны ЕС может составить 36 млрд. долл.[10] в период до 2030 г.
Оценка потенциала экспорта ССТ основывается на прогнозах спроса на ССТ-оборудование в этих странах. Во-первых, новое поколение угольных электростанций будет включать ССТ. Во-вторых, расчет общего спроса производится с учетом стоимости оборудования для ССТ, необходимого для выработки 1 ГВт мощности, на основании планов и проектов Энергетической информационной администрации (Energy Information Administration, EIA) по повышению потенциала выработки угольной электроэнергии. В частности, Китай, Индия и Южная Корея представляют наибольшую часть американского экспорта данных технологий, оцениваемую в 26 млрд., 3,5 млрд. и 3,2 млрд. долл. соответственно. Спрос Австралии, Новой Зеландии, Южной Африки и стран ЕС оценивается в 2,9 млрд. долл.
Существует значительная разница в темпах роста потребления электроэнергии между странами – членами Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), и странами, не входящими в эту организацию. По данным EIA, в таких странах ОЭСР, как Австралия, Новая Зеландия, ЕС и США, темпы роста потребления электроэнергии сократятся, а в Китае и Индии потребление электроэнергии к 2030 г. вырастет более чем в три раза (рис. 3).
В настоящее время Китай потребляет 1671 млрд. кВт ч энергии, что, как ожидается, увеличится до 5971 млрд. кВт ч в 2030 г. В Индии потребление электроэнергии вырастет с 519 млрд. кВт ч в 2007 г. до 1730 млрд. кВт ч в 2030 г.
Рисунок 3
Потребление электроэнергии в мире, млрд. кВт ч
.gif)
7
Источник: EIA, International Energy Outlook 2008 (Washington).
Угольные электрогенерирующие мощности, согласно прогнозам, увеличатся в Китае на 546 ГВт, а в Индии – на 94 ГВт, что составит 73% прогнозируемого мирового роста (см. табл. 1).
Китай и Индия – богатые углем страны с растущей экономикой – для стимулирования экономического развития будут в значительной степени полагаться на свои внутренние энергетические ресурсы, что потребует увеличения объема инвестиций в добычу полезных ископаемых, производство энергетических установок и системы распределения электроэнергии.
В то же время, в период с 2007 по 2030 г. более чем в два раза вырастет потребление электроэнергии в Африке, Бразилии, Мексике и Южной Корее. Повышенный спрос на оборудование для ССТ даст колоссальные возможности американским экспортерам на этом быстро растущем рынке.
Таблица 1
Выработка электроэнергии, ГВт
|
Страна/Регион |
2007 г. |
2030 г. |
|
Африка |
39 |
53 |
|
Австралия, Новая Зеландия |
30 |
39 |
|
Бразилия |
1 |
6 |
|
Китай |
239 |
785 |
|
ЕС |
196 |
198 |
|
Индия |
67 |
161 |
|
Мексика |
5 |
9 |
|
Южная Корея |
17 |
49 |
|
США |
310 |
457 |
Источник: EIA, International Energy Outlook 2008 (Washington).
Оценка потенциала американского экспорта экологически чистых угольных технологий опирается на следующие положения:
- с целью сокращения выбросов в атмосферу загрязняющих веществ все новые угольные объекты будут включать экологически чистые технологии использования угля и очистное оборудование;
- темпы развития мирового рынка ССТ-оборудования и роста доли Соединенных Штатов на нем сохранятся до 2030 г.;
- выработка электроэнергии, основанная на угольных технологиях, в 2030 г. будет соответствовать прогнозам EIA.
Данный анализ не включает продажи лицензий на ССТ, оценивалась только торговля оборудованием. Кроме того, анализ доли США на рынке ССТ основывался на Согласованных тарифных планах (коды HTS) (см. табл. 2), охватывающих оборудование не только новых экологически чистых угольных электростанций, но и других отраслей промышленности. Коды HTS используются для определения потенциального экспорта чистого угольного оборудования, используемого в экологически чистых угольных электростанциях. HTS-коды включают части угольных электростанций, которые используются с котлами; печные горелки для пылевидного твердого топлива; фильтры и очистное оборудование, в том числе электрофильтры и селективное каталитическое восстановление и др.
Таблица 2
Отобранные НТS коды
|
Код |
Описание |
|
HTS 840490 |
Вспомогательное оборудование для использования с котлами товарной позиции номер 8402 или 8403 (например, экономайзеры, супер-нагреватели, удалители сажи); конденсаторы для пароводяных или других испаряющий энергоблоков и их запчасти |
|
HTS 841620 |
Горелки для жидкого топлива, распыленного твердого топлива или газа; топки механические, включая их решетки, и аналогичные устройства |
|
HTS 842139 |
Центрифуги, включая центробежные сушилки; фильтры для очистки машин и очистки жидкостей или газов; их части (включая электростатические фильтры и системы селективного каталитического сокращения) |
|
HTS 842199 |
Центрифуги, включая центробежные сушилки; фильтры для очистки машин и очистки жидкостей или газов; их части |
Источник: U.S. International Trade Commission (http://hotdocs.usitc.gov/).
Потенциал рынка чистых угольных технологий до 2030 г. можно оценить исходя из прогнозов спроса на данные технологии в странах, генерирующих электроэнергию с использованием угля. Предполагая, что эти страны будут использовать оборудование и ССТ, прогнозируемую стоимость такого оборудования за 1 ГВт следует умножить на прогнозируемый рост спроса на данные технологии в мире.
Таблица 3
Импорт оборудования экологически чистых угольных технологий в 2005
(на основе кодов HTS, млн. долл.)
|
Страна |
Позиция США |
Импорт из США |
Импорт |
|
Австралия и Новая Зеландия |
1 |
52,33 |
208,77 |
|
Бразилия |
1 |
34,93 |
117,34 |
|
Китай |
3 |
168,68 |
1054,31 |
|
ЕС |
2 |
470,51 |
2351,59 |
|
Индия |
3 |
20,50 |
162,62 |
|
Мексика |
1 |
290,35 |
398,22 |
|
Южная Африка |
2 |
15,87 |
93,79 |
|
Южная Корея |
1 |
90,17 |
269,60 |
|
Всего |
|
1143,34 |
4656,24 |
Источник: Составлено по данным EIA,
International Energy Outlook 2008 (Washington) и World Trade Atlas.
Стоимость экологически чистого угольного оборудования оценивается в 300 млн. долл. за 1 ГВт производственной мощности (последние оценки расходов на угольные электростанции приводятся Департаментом энергетики США в статье «Расширение рыночных возможностей систем угольного производства электроэнергии»). Планируется, что США будут экспортировать около 24,6% ССТ.
Рисунок 4
Доля США в импорте экологически чистого угольного оборудования, 2007 г.
.gif)
Источник: WorldTradeAtlas.
Девять стран, которые были проанализированы в соответствии с их высоким текущим и прогнозируемым уровнем использования угля для производства электроэнергии, приведены в табл. 1. Всемирный торговый Атлас за 2005 г. и коды HTS , отмеченные в табл. 2, были использованы для оценки импорта ССТ-оборудования во всем мире. Примечательно, что в Мексике 2/3 котлов, горелок для печей, фильтров и системы очистки для угольных электростанций импортированы из Соединенных Штатов. В страны ЕС большая часть оборудования импортирована из Южной Африки, в то время как Южная Африка импортирует это оборудование из Германии (см. табл. 3).
Всего мировой спрос на ССТ-оборудование с 2007 по 2030 г. составит 254 млрд. долл. Потенциал мирового рынка ССТ-оборудования в девяти странах был выведен путем сопоставления прогнозируемого увеличения потребления электроэнергии (рис. 3) и стоимости оборудования. В соответствии с этими предположениями импорт Китая составит 163 млрд. долл., а импорт данных технологий Индии составит 28 млрд. долл. (см. рис. 5).
Совокупный экспорт США экологически чистых угольных технологий к 2015 г. составит 15 млрд., а к 2030 г. – 36 млрд. долл. (Прогноз получен путем оценки импорта ССТ-оборудования анализируемых стран в настоящее время, мировых позиций США в этой отрасли и потенциала для каждой из этих стран вплоть до 2030 г.)
Рисунок 5
Совокупный мировой рынок экологически чистого угольного оборудования,
2007–2030 гг., млн. долл.
.gif)
Источник: International Trade Administration,
U.S. Department of Energy, and World Trade Atlas.
Итак, на основе анализа прогнозируемого роста потребления угля для производства электроэнергии во всем мире, а также общей конкурентоспособности США по выпуску очистного оборудования и строительству передовых угольных электростанций, можно сделать вывод, что Китай, Индия и Южная Корея составят наибольшую долю в экспорте экологически чистых угольных технологий из США – приблизительно 26 млрд., 3,5 млрд. и 3,2 млрд. долл. соответственно. Австралия, Бразилия, Мексика, Новая Зеландия, Южная Африка и страны ЕС потенциально представляют дополнительные рынки сбыта для растущего американского экспорта новых угольных технологий, оцениваемые в 2,9 млрд. долл.
«США уже приступили к реализации планов перестройки энергетики, которые администрации Барака Обамы удалось протолкнуть через американский конгресс. Сейчас речь идет о том, какие именно регионы получат новые инвестиции (порядка 150 млрд. долл. на ближайшее десятилетие) и новые рабочие места. Особенно рассчитывает на это американский промышленный Север, более всего пострадавший от кризиса: инвестиции в альтернативную энергетику должны создать по меньшей мере 2,5 млн. рабочих мест, которых так не хватает страдающим от безработицы штатам»[11].
Администрация США стремится дополнительно финансировать чистые энергетические технологии. Соединенные Штаты ускоряют исследования в перспективе наиболее конкурентоспособных на рынке технологий. «Инвестирование в более эффективные технологии и методы … – один из наиболее конструктивных и экономически оправданных способов создания новых рабочих мест»[12]. Инициативы администрации США «предусматривают стимулирование беспрецедентного уровня инвестиций в области энергетической эффективности в Соединенных Штатах»[13].
Частные инвесторы также уделяют серьезное внимание альтернативной энергетике. «Известный финансист-миллиардер и филантроп Джордж Сорос намерен вложить более 1 млрд. долл. в развитие технологий по производству чистой энергии»[14].
«Некоторые экономисты называют альтернативную энергетику очередным финансовым пузырём. Сходство, безусловно, есть: инвестиции кажутся слишком объёмными, при том, что произведённая альтернативными способами энергия дороже полученной традиционным путём. Однако эти инвестиции и внедрение новых технологий создают фактически новую отрасль и новые рабочие места, что, очевидно, будет способствовать выходу из текущего кризиса. И выиграют от этого именно те страны, которые, несмотря на финансовый кризис, решили вложить деньги в новую отрасль. Ну и потом, даже если «зелёная» энергетика окажется мыльным пузырём, то после того, как он лопнет, на планете просто станет легче дышать»[15].
[1] http://www.dti.uglemetan.ru/.
[2] Там же.
[3] Тимонина М. Уголь при свете электрогенерации // Экономика и ТЭК сегодня. 22.12.2006. (http://www.rusoil.ru/contents/22.12.06_35.html).
[4] Тарнавский В. Может ли уголь быть экологически безопасным энергоносителем? // UA Energy. 16.11.2009. (http://www.uaenergy.com.ua/c225758200614cc9/0/04ab5cfe09467157c225766a00472a6e).
[5] Там же.
[6] http://www.dti.uglemetan.ru/.
[7] Имамутдинов И. В топочном вихре // Эксперт. 18.07.2005. (http://expert.ru/expert/2005/27/27ex-nauk_6411/)
[8] Кларисс М., Пинтусов П. Угольный гамбит: Вырастет ли объем экспорта сибирских энергоносителей после аварии на японской АЭС // Российская газета. (Экономика Сибири 5455). 15.04.2011. (http://www.rg.ru/2011/04/14/reg-sibir/ugol.html).
[9] Там же.
[10] Здесь и далее «долл.» значит доллар США.
[11] Мальцев В., Харитонов В. Экологический союз: Свою альтернативную энергетику Китай будет развивать вместе с США // Частный корреспондент. 25.08.2009. (http://www.chaskor.ru/p.php?id=9683).
[12] http://www.immigrantclub.net/energo_effect.php.
[13] Там же.
[14] Мэнхайр Т. Джордж Сорос намерен вложить 1 млрд долларов в поиски чистой энергии // Inopressa. 12.10.2009. (http://inopressa.ru/article/2007-04-18/guardian/soros.html).
[15] Мальцев В., Харитонов В. Экологический союз: Свою альтернативную энергетику Китай будет развивать вместе с США // Частный корреспондент. 25.08.2009. (http://www.chaskor.ru/p.php?id=9683).