Нефти и газа не хватит на человеческий век. Есть ли перспективы?

Несмотря на переизбыток в настоящее время нефти и газа на рынке и снижение цен на них ниже критических отметок, разведанных запасов их хватит только на нескольких десятилетий

Разведанных запасов на разрабатываемых месторождениях нефти в России хватит на 35 лет добычи, природного газа — более чем на 50 лет. Об этом говорится в отчете Счетной палаты России о результатах экспертно-аналитического мероприятия «Анализ воспроизводства минерально-сырьевой базы РФ в 2015–2019 годах». Причём необходимо отметить, что трудноизвлекаемая нефть составляет 65% всех запасов. Без учета ее запасов, нефти хватит на 20 лет добычи. Если иметь ввиду тот факт, что разработка и широкое внедрения любой новой альтернативы ископаемого топлива занимает десятилетия, то уже сейчас должны быть разработаны технологии, способные заменить нефть и газ, в противном случае человечество снова пересядет в недалёком будущем на лошадей и начнет отапливать жильё дровами.

В этой связи многие научные центры по всему миру заняты разработкой новых технологий получения электроэнергии. В первую очередь, безусловно, внимание обращается на использование уже внедренных зеленых технологий, как солнечная и ветровая электрогенерации. Однако зависимость выработки электроэнергии от солнца и ветра не позволяет им занимать приоритетную долю в общем энергетическом балансе. Ситуация может серьёзно измениться, если удастся создать надёжные и долговечные системы хранения энергии, но самое главное условие при этом – они должны быть экономически выгодными. К сожалению, сейчас даже без наличия систем хранения энергии закупочная цена электроэнергии от этих видов электрогенерации значительно превосходит тарифы от атомных электростанций и от сжигания ископаемого топлива.

В настоящее время мы наблюдаем тенденцию, что темпы роста возобновляемой энергетики замедляются в Германии, Китае и других странах. Это связано с тем, что объёмы закупаемой энергии от «зелёной энергетики» постоянно увеличивались в последние годы, что сказалось на возможности государств субсидировать её. Например, в Германии наблюдается резкий спад объёмов установки новых ветрогенераторов. В 2019 году новые мощности составили 1,5 гигаватта по сравнению с 2,4 гигаваттами в 2018 году и рекордными 5,3 гигаватта в 2017-м. Агентство Bloomberg отметило, что падение объемов новых ветрогенераторов может создать проблемы для достижения заявленных целей по доли зеленой энергии, так как план подразумевает установку 4,6 гигаватта наземных ветряков ежегодно. Из Китая также регулярно приходят сообщения о вынужденных простоях «зеленой» энергогенерации, поскольку невозможно полностью инкорпорировать эту энергию в сеть. Проблемы возникают и с балансировкой энергосистемы. Так в Украине "Укрэнерго" уже заявило, что для дальнейшего активного развития возобновляемых источников в ближайшие годы необходимо 2 ГВт высокоманевренных мощностей с быстрым стартом и до 1 ГВт систем поддержки и регулирования частоты на базе аккумулирования электроэнергии. Таким образом, технические проблемы по увеличению доли электроэнергии, получаемой от солнечных панелей и ветрогенераторов, препятствуют дальнейшему её широкому внедрению. Эксплуатация же разрабатываемых систем хранения энергии, использующих дорогой и ядовитый литий, не может сейчас рассматриваться в качестве серьёзной перспективы, т.к. в этом случае цена такой электроэнергии будет очень высокой и неконкурентной.

Возможности же государств субсидировать её вызывают большой скепсис, особенно на фоне глубокого экономического кризиса и огромных долгов большинства государств.

Проблемы в электроэнергетике будут нарастать на фоне ограничений и запретов многих государств на использование автомобильного транспорта с двигателями внутреннего сгорания уже в ближайшие 10-30 лет и переходе на электрическую тягу. Увеличение доли вырабатываемой электроэнергии от сжигания ископаемого топлива для компенсации энергопотребления для зарядки электромобилей неизбежно увеличит выбросы парниковых газов в атмосферу, т.к. сегодня считается доказанным, что современные автомобили с двигателями внутреннего сгорания наносят меньший вред атмосфере, чем электромобили. Однако задача человечества состоит в уменьшении выбросов в атмосферу парниковых газов для снижения среднегодовой температуры, в противном случае само существование человека на Земле будет поставлено под угрозу, а огромные площади станут не пригодны для проживания человека уже в самые ближайшие годы.

Еврокомиссия планировала заменить использование природного газа в Евросоюзе на более «чистые» источники энергии, но в ближайшее время этого не произойдет, заявил заместитель главы генерального директората ЕК по энергетике Клаус-Дитер Борхардт в ходе онлайн-конференции Атлантического совета. Одним из рассматриваемых вариантов является использование водорода в качестве газомоторного топлива. Во всём мире ведутся работы по развитию водородной энергетики, однако пока водородная энергетика находится в основном на стадии разработки. Но это не означает, что в среднесрочной перспективе она не займёт свою нишу в общем балансе электрогенерации и в качестве газомоторного топлива. Осуществлять выброс водяного пара в атмосферу вместо выхлопных газов - является очень заманчивой идеей.

В Германии в настоящее время также разворачиваются работы по созданию системы энергоснабжения на основе проектируемых источников постоянного тока Neutrino Power Cube^®, разрабатываемых немецко-американской компанией Neutrino Energy Group. Принцип работы таких источников тока заключается в использовании, изобретённого компанией специального композитного материала, способного конвертировать воздействующие на него электромагнитные излучения и высокоэнергетические космические нейтрино невидимого спектра излучения в электрический ток.

Holger Thorsten Schubart, CEO Neutrino Energy Group
Фотограф Максим Новиков

Получение электрического тока от видимого спектра излучения (солнечный свет) полностью внедренная технология, причём стоимость солнечных панелей неуклонного снижается. «Идея создания материала для генерации электрического тока от частиц невидимого спектра излучения, - по словам CEO Neutrino Energy Group господина Holger Schubart, - присутствовала уже давно, так как поток таких частиц, попадающих на Землю, стабилен круглосуточно и не зависит от погодных условий. Задача стояла в том, чтобы создать высокочувствительный материал, который смог бы реагировать на воздействие таких частиц и вызывать направленное движение электронов. Открытие графена и изучение его свойств дало возможность группе наших учёных создать такой высокочувствительный материал. Сейчас уже ни у одного серьёзного учёного не вызывает сомнения тот факт, что графен не может существовать в 2D плоскости. Из-за своей кристаллической решётки на поверхности графена возникают графеновые волны. И именно это свойство графена позволило нам создать высокочувствительный многослойный материал из чередующихся слоёв графена и легированного кремния. Любые электромагнитные излучения, включая космические нейтрино, влияют на частоту и амплитуду колебаний атомов графена, переводя их в резонанс. Наличие же слоёв легированного кремния, размещённых между слоями графена в результате наличия эффекта «косого рассеяния» вызывают направленное движение электронов. Общий эффект заключался в том, что физики называют «косым рассеянием», когда облака электронов отклоняют свое движение в одном направлении. Мы также предполагаем, что и в нашем случае многослойное расположение чередующихся слоёв графена и легированного кремния приводит к эффекту «косого рассеяния». Источники постоянного тока получаются очень компактными, что позволяет размещать их внутри корпусов электроприборов и даже внутри корпусов электромобилей».

Исходя из информации, доступной из прессы, а также на основе различных интервью господина Шубарта, появление нейтринных источников тока на рынке можно ожидать через 2-3 года. Также с уверенностью можно утверждать, что широкое внедрение их в различных электроприборах и электромобилях снизят потребность в централизованном энергоснабжении, а значит и зависимость от нефти и газа будет уменьшаться по мере расширения рынка автономных нейтринных источников тока.