Беларусь долгое время гордилась своими успехами в области энергосбережения. О них говорилось много и давно. Для этого действительно есть объективные предпосылки – энергоемкость ВВП постоянно снижалась.
Рисунок 1 – Энергоемкость и ВВП Беларуси
На протяжении длительного периода наблюдался устойчивый экономический рост. В этот же период наблюдается и стабильное сокращение энергоемкости. И даже в кризисный 2009 года (в котором ВВП практически не вырос, энергоемкость значительно сократилась). Правда последние 5 лет ВВП уже не растет. Практически не изменилось также и энергоемкость. Поэтому на открытии XXV Белорусского энергетического и экологического форума «Energy EXPO» Министр энергетики Виктор Каранкевич приводя очередные победы в энергетике указал, что «энергоемкость ВВП нашей страны за последние 10 лет снизилась в 1,2 раза». Если бы он взял пятилетний период, то похвастаться было бы нечем. Энергоемкость за этот период сократилась всего на 1,9%. Кстати, и со снижением в 1,2 раза министр тоже соврал, очень большая ошибка округления. На самом деле энергоемкость снизилась всего на 1,17 или на 17% за 10 лет. Так себе успех.
В общем есть мнение, что на сокращение энергоемкости оказывают влияние 2 фактора:
- Сокращение относительной доли условно-постоянных топливных затрат (эффект масштаба). Условно постоянные затраты, которые можно считать неизменными при изменении ВВП. При росте ВВП данные затраты на единицу ВВП сокращаются.
- Сокращение затрат энергии на формирование единицы ВВП. Реализация энергосберегающих мероприятий и обновление технологического оборудования приводит к сокращению потребления энергии на единицу.
Однако степень влияния каждого из этих параметров определить было невозможно. Более того, неизвестно, все ли это параметры, которые влияют на энергоемкость. Да и в целом непонятн, верны ли эти два предположения. В период с 2015 по 2020 год и ВВП и энергоемкость имело различные тенденции, и детальный анализ данного периода может дать некоторую дополнительную информацию.
Рисунок 2 – Структура энергоемкости и ее изменение, а также изменение энергоемкости
В 2015 году существенно изменилась методика формирования топливно-энергетического баланса. В результате изменился подход к определению потерь и изменилась общая структура распределения ТЭР по секторам использования (значительное изменение энергетической и неэнергетической составляющей на графике в 2015–2016 годы). Поэтому изменение потребления можно оценивать только для периода после 2016 года. При этом в 2019 и 2020 году изменение энергоемкости опустилось ниже 100, что говорит о ее снижении. Следовательно, наиболее интересные с точки зрения анализа являются 2017 и 2018 годы.
На рисунке 2 приведена структура энергоемкости, которая состоит из:
- Энергетическая составляющая включает в себя потребление в секторе «Конечного потребления».
- Неэнергетическая составляющая включает «Сектор преобразования» (данные берутся по модулю), «Неэнергетический сектор» и «Потери при распределении».
Разделение энергоемкости на энергетическую и неэнергетическую составляющую позволяет сказать, что причины роста энергоемкости находятся вне сектора конечного потребления. Там энергоемкость за этот период с 2016 по 2018 год не изменилась.
В рамках данной работы были проведены пересчет энергетической составляющей ВВП на основании данных о валовом потреблении ТЭР. Результаты расчетов совпали с данными Белстата (что подтверждает правильность расчетов), что позволило получить более детальную структуру энергоемкости. Например, при анализе мы можем не ограничиваться только энергетической и неэнергетической составляющей, но посмотреть влияние каждого отдельного сектора экономики на энергоемкость ВВП.
Рисунок 3 – Структура неэнергетической составляющей энергоемкости ВВП
Вклад потерь при транспортировке ТЭР в энергоемкость (потери энергии на единицу ВВП снижаются) существенно сокращается на протяжении всего периода. Энергоемкость неэнергетического сектора в 2017 и 2018 году увеличила энергоемкость ВВП на 0,1 кг у.т./млн. руб. 2005 года, что не является значительным. Но ключевой рост энергоемкости в 2017 и особенно в 2018 году внес сектор преобразования. Данный сектор представлен в статистических данных в виде двух подсекторов – подсектор преобразования в тепловую и электрическую энергию и подсектор преобразования в другие виды топлива. Влияние второго подсектора на энергоемкость пренебрежимо мало, находится на уровне 0,18-0,25 кг у.т./млн. руб. 2005 года. При этом данный сектор показал в 2017 году значительное сокращение энергоемкости (снизилось до 0,082), что положительно повлияло на общую энергоемкость, хотя влияние это и было не существенным.
Ключевым драйвером изменения энергоемкости ВВП в 2017 и 2018 году стало увеличение потребления на преобразование в тепловую и электрическую энергию. В 2017 году данный подсектор обеспечил рост энергоемкости на 0,3 кг у.т./млн. руб. 2005 года из изменения на 1,7 кг у.т./млн. руб. 2005 года в целом. В 2018 году при общем изменении энергоемкости на 4 кг у.т./млн. руб. 2005 подсектор преобразования в тепловую и электрическую энергию обеспечил 4,5 кг у.т./млн. руб. – т.е. компенсировал сокращение энергоемкости в других сектора. И полностью обеспечил рост.
Рисунок 4 – Вклад каждого компанента в изменение энергоемкости ВВП
На рисунке 4 приведено изменение каждой из составляющей энергоемкости. Видно, что в 2017–2018 годах энергоемкость конечного потребления практически не сокращалась. А основной положительный вклад вносили конденсационные электростанции. В 2018 году только КЭС и ТЭЦ сформировали фактически весь рост энергоемкости. В 2020 году работа КЭС несколько сократила общую энергоемкость, но вероятно за счет пуска АЭС, которая компенсировала данное сокращение.
Немного подробнее опишем, в чем же заключается вклад сектора преобразования в тепловую и электрическую энергию. В этом секторе энергетические установки производят тепловую и электрическую энергию. В использованной методике произведенная электрическая и тепловая энергия учитывается в секторе конечного потребления и относится к «Энергетическому сектору». Производство электрической и тепловой энергии производство сопровождается потерями. При работе конденсационных электростанций (производят только электрическую энергию) потери энергии составляют около 55% от общей использованной энергии. Для теплоэлектроцентралей (одновременное производство тепловой и электрической энергии) и котельных данный показатель значительно ниже – около 15–25%. Эти потери относятся к «Неэнергетической составляющей». Поэтому любое перераспределение производства электрической энергией между КЭС и ТЭЦ приводит к изменению неэнергетической составляющей при сохранении энергетической. Таким образом увеличение неэнергетической составляющей энергоемкости возможно в случае увеличения выработки электроэнергии на конденсационных станциях или роста выработки электрической и тепловой энергии, которое не компенсируется ростом ВВП. Однако из статистических данных, что электроемкость и теплоемкость ВВП сокращается на протяжении периода 2017–2020 годы, значит опережающего роста потребления тепловой и электрической энергии не наблюдалось.
Другим вариантом роста удельных значений потерь в энергосистеме является экспорт электроэнергии. При этом энергетическая составляющая сохраняется — потребление электроэнергии не изменяется, так как электроэнергия потребляется в другой стране. Но при этом все энергетические потери, связанные с производством электрической энергии, учитываются как потребленные топливо в Беларуси.
Из анализа статистических данных видно, что причиной роста энергоемкости ВВП в 2017–2018 годах стал рост экспорта электроэнергии (рисунок 5)
Рисунок 5 – Экспорт электроэнергии и потребление топлива в секторе преобразования в тепловую и электрическую энергию
И здесь хочется обратить внимание на АЭС, которая начала работать в 2020 году и ее эффект уже приведен на рисунке 4. При производстве электрической энергии на АЭС потери составляют около 63%. В 2020 году АЭС произвела 42 тыс. т у.т. электроэнергии (около 340 млн. кВтч). Для данного производства использовалось 112 тыс т у.т.
Когда АЭС будет работать на полную мощность (2 блока), она будет производить около 18,4 млрд кВтч электроэнергии, или 2269 тыс. т у.т. Все конденсационные станции в 2020 году произвели 1944 тыс т у.т. электроэнергии и еще 42 тыс. т у.т. произвели блок-станции. Значит АЭС частично будет замещать еще и выработку на ТЭЦ. И хотя некоторое производство на КЭС будет необходимо, в наших расчетах мы рассмотрим идеальный случай полного замещения выработки на КЭС и минимальном замещении выработки на ТЭЦ.
В этом случае вместо потребления 4377 тыс т у.т. ископаемых топлив для производства 1944 тыс. у.т. электроэнергии потребуется 5184 тыс т у.т. атомной энергии (дополнительно 807 тыс. тонн). Остальная выработка с АЭС – 325 тыс т у.т. заместит производство на ТЭЦ. Это приведет к дополнительному потреблению атомной энергии на 454,43 тыс. т у.т. Значит запуск АЭС на полную мощность приведет к росту валового потребления энергии на 1261 тыс т у.т.
При ВВП на уровне 2020 года такое дополнительное потребление приведет к росту энергоемкости на 12 кг у.т./млн. руб. 2005 года и вернет нас к состоянию 2017 года (выше энергоемкость сбыла только в 2018 году и до 2014 года). Рост энергоемкости ВВП составит 3%.
С другой стороны, можно поговорить о ВИЭ, выработка электроэнергии которой в статистике отражается как использование первичной энергии без потерь (с КПД равным 100%).
Если предположить, что такое производство электроэнергии, которое будет вырабатывать АЭС, вырабатывалось бы на ВИЭ, то энергоемкость бы снизилась значительно.
При производстве 1944 тыс т у.т. электроэнергии на ВИЭ (полном замещении КЭС) экономия валового использования энергии составила бы 2433 тыс. т у.т. И при замещении 324 тыс т у.т. производства на ТЭЦ экономия составила бы еще 87,2 тыс. т у.т.
В результате такого преобразования энергосистемы энергоемкость сократилась бы на 24 кг у.т./млн. руб. 2005 года (сокращение на 7%). Итого решение строить АЭС увеличивает энергоемкость ВВП страны на 10% относительно варианта с развитием ВИЭ.
Переход на использование только ВИЭ для производства тепловой и электрической энергии позволило бы снизить энергоемкость на 51,4 кг У.т./млн. руб. 2005 года или на 14% относительно 2020 года.
Из приведенного выше анализа можно сделать еще один вывод. Энергоемкость ВВП не всегда является показателем более эффективного использования ТЭР. Выбор технологии производства электрической и тепловой энергии может в значительной мере влиять на энергоемкость ВВП и прямое сравнение энергоемкости стран, имеющие в балансе большую долю АЭС и стран, активно развивающих ветряную и солнечную энергетику не корректно. Это нужно учитывать при определении целей повышения энергетической эффективности.