То, как мы думаем о том, какой вклад ископаемые виды топлива вносят в наш энергетический баланс, переоценивает его полезность. Это потому, что большая часть энергии от сжигания ископаемого топлива теряется как отработанное тепло.
По данным Всемирной угольной ассоциации, средняя эффективность угольных электростанций в мире составляет около 33%. То есть только треть энергии, накопленной в черных глыбах, преобразуется в электричество. Многие современные автомобили с двигателем внутреннего сгорания имеют КПД около 20%, преобразуя только пятую часть энергии бензина в движение.
Почему такая сухая и техническая вещь, как измерение энергии, должна привлекать к себе внимание? Потому что непонимание этого резко преувеличивает трудность достижения глобальных целей в области чистой энергетики.
Давайте сначала определимся с терминами. «Первичная энергия» — это мера энергии, найденная в природе, скажем, блоки угля или сырой нефти. «Конечная энергия» — это то, что мы можем использовать в виде бензина или электричества. А «полезная энергия» — это та часть, которая преобразуется, например, в движение автомобиля или освещение комнаты.
Несмотря на то, что ископаемые виды топлива удовлетворяют примерно 80% мирового спроса на первичную энергию, они отвечают только за 60% ее полезной энергии, согласно BNEF. Иными словами, 20% мирового спроса на первичную энергию сегодня удовлетворяется за счет неископаемых источников — и эти источники отвечают за 40% полезной энергии в мире.
Энергетический прогноз BNEF на 2020 год предлагает два основных сценария будущего. Сценарий экономического перехода расширяет текущие тенденции, когда возобновляемые источники энергии становятся дешевле и дешевле, электромобили более распространены, и климатический сценарий предполагает, что правительства серьезно относятся к изменению климата и настаивают на сильном сокращении выбросов.
В сценарии экономического перехода к 2050 году ископаемые виды топлива все еще могут обеспечивать 70% первичной энергии, 60% конечной энергии и 55% полезной энергии. Но если бы мир принял серьезные климатические меры, BNEF моделирует, что доля ископаемого топлива в первичной энергии упадет до 28%.
Прогнозы показывают, что более дешевых возобновляемых источников энергии и электромобилей будет недостаточно. Согласно сценарию экономического перехода, в 2050 году мир все еще будет выделять 27 миллиардов метрических тонн углекислого газа, что всего на 16% меньше, чем в 2019 году. К тому времени он должен быть близок к чистому нулю выбросов, чтобы достичь самой амбициозной климатической цели в рамках Парижского соглашения — сохранить потепление менее чем до 1,5 градусов Цельсия. Выбросы упадут до менее чем 5 миллиардов метрических тонн в климатическом сценарии — гораздо ближе к тому, где они должны быть.
Дело не только в выбросах, которые будут отличаться в этих двух сценариях. Согласно сценарию перехода экономики, в 2050 году мир будет потреблять 679 экзаджоулей первичной энергии — это эквивалентно 300 миллионам баррелей нефти в день. В то время как в климатическом сценарии мир потребляет 574 экзаджоуля, примерно на 15% меньше.
Поскольку мир потребляет больше энергии из возобновляемых источников в виде электроэнергии, он управляет аналогичной экономической продукцией, потребляя при этом меньше первичной энергии. Генерация электроэнергии от солнца и ветра является высокоэффективной, а двигатели внутри электромобилей преобразуют более 80% энергии, хранящейся в батареях, в движение.
Понимание огромного количества растраченной энергии, получаемой от сжигания ископаемого топлива, показывает, почему замена его более чистыми источниками может оказаться не таким уж большим подъемом, как кажется. Например, уголь, используемый для производства электроэнергии, составляет сегодня 15% мирового потребления первичной энергии, но только 5% ее конечной энергии.
Возобновляемые источники энергии не нуждаются в замене потраченного впустую тепла, а значит, задача для них гораздо более выполнима. Конечно, ветер не всегда дует, и солнце не всегда светит, поэтому замена угля возобновляемыми источниками энергии не всегда проста. Но масштаб проблемы меньше, чем думает большинство людей.
«Электрические устройства иногда могут предложить эффективность выше 100%», — считает аналитик BNEF Маттиас Киммель.
Это может показаться странным. Как может быть больше энергии на выходе, чем на входе? Но это именно то, что делают тепловые насосы и кондиционеры. Они используют электричество для переноса тепла снаружи внутрь или наоборот, и обычно обеспечивают три единицы энергоснабжения за одну единицу потребляемой энергии, что означает эффективность 300%.
По словам Гневомира Флиса, советника по вопросам энергетики и климата аналитического центра Agora Energiewende, существует сложная история, объясняющая, почему «первичная энергия» является движущей силой разговоров о спросе и потреблении энергии. Но эта история не служит текущему моменту, когда мир должен быстро отойти от ископаемого топлива. Поэтому в следующий раз, когда вы услышите, как кто-то говорит, что человечество зависимо от ископаемого топлива, которое обеспечивает 80% нашей энергии, вы будете знать, что им сказать: преодолеть эту зависимость будет легче, чем кажется по нашим устаревшим цифрам.
