Рост энергетической независимости США: динамика и

ограничения

The Growth of the US Energy Independence: Dynamics and Limitations

Москва, 2015 =||= Moscow, 2015

Заседание Ученого Совета Института США и Канады РАН, Москва, 15 апреля 2015 г. Meeting of

the Academic Council at the Institute for the USA and Canadian Studies, Russian Academy of Sciences,

Moscow, April 15, 2015.

А.В. Корнеев, канд. экон. наук, руководитель Центра проблем энерге-

тической безопасности Института США и Канады РАН, Москва.

Andrei V. Korneyev, Cand. Sc. (Econ.), Head, Center of Energy Security

Problems, Institute for the USA and Canadian Studies, RAS, Moscow.

2. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 2.

Ключевые тенденции и новые факторы

Непредвиденная смена тактической парадигмы развития ТЭК:

В первый президентский срок Барак Обама собирался радикально перестроить

энергетическую политику США: превратить страну в самодостаточную и

эффективную энергетическую державу путем развития альтернативной

энергетики.

В результате последовавших системных провалов такой политики произошел

откат на регрессивную модель активизации внутренней добычи минерального

топлива на время кризисного фазового переходного периода с продолжением

ограниченной государственной поддержки будущих инновационных

энергетических технологий.

Текущая стратегическая цель – ускоренный переход США к 2020 г. на полное

самообеспечение основными видами минерального топлива за счет роста

продуктивности собственных внутренних месторождений нефти, газа, угля и

снижения энергетического импорта – сейчас он составляет около 40%.

Происходит также использование временного снижения мировых цен на топливо

для стимулирования экономического роста и инвестиций в инновации.

3. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Длительное снижение цен на топливо мешает достижению энергонезависимости.

Варианты прогноза DOE 2015 г. чистого энергетического импорта в США до 2040 г.

Здесь и далее прогнозные диаграммы составлены по данным ежегодника Annual Energy Outlook, DOE, EIA.

4. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 4.

Шесть крупных неудачных инициатив энергетической политики Б. Обамы.

Открытие глубинного бурения на шельфе – блокировано катастрофой

платформы BP 2010 г. в Мексиканском заливе.

Повышение доли АЭС в энергобалансе – блокировано катастрофой на АЭС

Фукусима и авариями на американских АЭС в 2011 г.

Ликвидация неоправданных льгот и субсидий нефтегазовым корпорациям на

сумму свыше 18 млрд. долл. в год – блокировано в Конгрессе действиями

энергетического лобби в 2011 и 2012 гг.

Рост субсидий для освоения альтернативных источников – блокировано

бюджетным дефицитом и общей финансовой неустойчивостью в стране.

Расширение силового обеспечения дешевого топливного импорта после вывода

экспедиционных войск на Ближнем и Среднем Востоке – блокировано

неудачами военных решений в Ираке, Афганистане, Пакистане, Сирии, Судане.

Увеличение доли нефтяного импорта из стран Африки – блокировано ростом

экономической экспансии в эти страны Китая.

Неудачные энергетические инициативы президентской администрации

5. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

По теплотворной способности источников в общей структуре потребления, %. Расчеты автора.

Современная структура энергетического баланса США

6. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Первичные источники и внутренние энергетические потоки ТЭК США, квадр. б.т.е.

7. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Первичные источники и внутренние поставки нефти в США в 2014 г., млн. барр. в сутки.

8. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Первичные источники и внутренние поставки газа в США в 2014 г., трлн. куб. футов.

9. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Первичные источники и внутренние поставки угля в США в 2014 г., млн. кор. т.

10. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

DOE: минеральные виды топлива смогут обеспечить в 2040 г. не менее 85% энергопотребления США.

Прогноз перспективной структуры энергопотребления США до 2040 г., квадр. б.т.е.

11. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Сланцевый газ сможет обеспечить свыше половины всего объема добычи газа в США на 30-40 лет.

Ожидаемый рост добычи сланцевого газа в США на перспективу до 2040 г., трлн. куб. футов.

12. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Прогноз структуры внешней торговли природным газом США до 2025 г., трлн. куб. футов.

13. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Влияние снижения индекса цен на добычу сланцевой нефти и конденсата в США и Канаде

14. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Схема залегания и миграции углеводородов в различных геологических формациях

15. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Данные российских геологов по нашим запасам сланцевого газа значительно выше чем в этой таблице.

10 стран с наибольшими технически извлекаемыми запасами сланцевых нефти и газа, 2014 г.

16. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Дополнительный учет прогнозных запасов сланцевого газа в России выводит ее на 1-е место в мире.

Расположение основных месторождений сланцевых нефти и газа в мире, 2014 г.

17. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 17.

Энергетический план Б.Обамы “Blueprint for a Secure Energy Future”, 2012 г.

Преимущественное использование и восстановление своих топливных запасов.

Сокращение выбросов разрушающих среду энергетических углеродных загрязнений.

Приоритетное инвестирование чистых и безопасных энергетических технологий.

Поддержка новых производительных способов получения биотоплива.

Гарантированное достижение независимости экономики США от импортных

топливных поставок к 2020 г. и возврат на роль энергоэкспортера.

Рост энергоэффективности национальной экономики, восстановление американского

лидерства в международных энергетических программах.

Борьба с неблагоприятными изменениями глобального климата.

Изменение структуры энергетического баланса в рамках антимонопольного

стимулирования энергосбережения и использования возобновляемых источников.

Энергетические инициативы президентской администрации

18. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 18.

Выпуск ветровых генераторов, полупроводниковых фотоэлектрических панелей,

новых видов биологического топлива, новых гибридных легковых и грузовых

автомобилей повышенной топливной экономичности, топливных элементов и

мощных аккумуляторов с ускоренной перезарядкой.

Расширение использования ветровой, солнечной и геотермальной энергии,

многотопливных транспортных средств, ускоренная прокладка новых линий

электропередач и топливных трубопроводов по федеральным энергетическим

коридорам. В перспективе – выход на водород, как единый общий энергоноситель.

Текущая ситуация: практическая реализация этого плана встретила значительные

бюджетные трудности, противодействие топливных корпораций и требует крупных

инвестиционных ресурсов, доступных лишь в условиях возобновления стабильного

экономического роста, привлечения дополнительных внешних ресурсов и

международной научно-технической кооперации.

Энергетические инициативы президентской администрации

19. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 19.

Позиции программного доклада “Blueprint for a Secure Energy Future”, - рост добычи нефти.

Энергетические инициативы президентской администрации

20. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 20.

Рост топливной эффективности и экономичности транспортных средств.

Энергетические инициативы президентской администрации

21. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 21.

Внедрение электроприводов, природного газа и биотоплива для транспортных средств.

Энергетические инициативы президентской администрации

22. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 22.

Коммерциализация новых топливных и транспортных технологий.

Энергетические инициативы президентской администрации

23. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 23.

Субсидирование стандартов внедрения возобновляемых источников энергии.

Энергетические инициативы президентской администрации

24. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Энергетические инициативы президентской администрации

Снижение промышленных выбросов «парниковых» газов.

25. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 25.

Развитие возобновляемых источников энергии для электрогенерации. Рост доли «чистого угля».

Энергетические инициативы президентской администрации

26. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Роль производства жидкого топлива из газового конденсата и биометанола.

Прогноз использования различных видов топлива в транспортном секторе США, квад. б.т.е.

27. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Снижение чистого импорта жидкого топлива в США на фоне повышения эффективности

диверсифицированной внутренней добычи, млн. барр. в сутки.

28. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Справа – вариант оптимистического прогноза добычи сланцевой нефти.

Добыча нетрадиционной нефти обеспечит дополнительный рост внутреннего

производства, млн. барр. в сутки.

29. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Впервые за 60 лет чистый экспорт нефтепродуктов из США превысил импорт в 2011 г., млн.

барр. в сутки.

30. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

В оптимистическом варианте США к 2035 г. могут стать чистым экспортером сырой нефти.

Варианты прогноза DOE 2013 г. чистого импорта нефти в США до 2040 г., %.

31. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Для независимости от импорта нефтепродуктов к 2035 г. надо снизить их потребления на 8%.

Значение роста энергосбережения для топливной независимости США, млн. барр. в сутки.

32. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Текущий отрицательный пик цен не превышает уровня предшествующих кризисных периодов.

Динамика изменений закупочных цен на нефть с 1970 по 2015 г., в долларах 2010 г. за

баррель

33. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

При наибольшем значении цены доля возобновляемых источников к 2040 г. может возрасти до 20%.

Варианты прогноза DOE 2013 г. динамики мировых цен на нефть до 2040 г., долл. за баррель.

34. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Нижний пик снижения цен отражает дополнительную антироссийскую демпинговую акцию.

Уточненный прогноз DOE 2015 г. динамики мировых цен на нефть до 2040 г., долл. 2013 г. за

баррель.

35. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Прогноз сравнительного потребления жидкого топлива в США, Китае и Индии в период

1990-2040 гг., млн. барр. в сутки.

36. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

США смогут стать нетто-экспортером природного газа уже к 2020 г.

Прогноз потребления, внутренней добычи и чистого импорта газа в период 1990-2040 гг.,

трлн. куб. футов в год.

37. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Стабильную роль будет играть производство и международная торговля СПГ.

США смогут одновременно быть экспортером и импортером природного газа, данные

прогноза в трлн. куб. футов в год.

38. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Возрождения атомной энергетики в США пока не прогнозируется.

Баланс первичных видов топлива для электрогенерации в США до 2040 г., трлн. киловатт-

часов в год, %.

39. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Без учета доли гидроэлектростанций. CHP – промышленные ТЭЦ с когенерацией на биомассе.

Баланс возобновляемых источников энергии для электрогенерации в США до 2040 г., млрд.

киловатт-часов в год.

40. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 40.

Главная стратегическая задача: обеспечение эффективного, надежного и экологически

безопасного энергоснабжения по доступным ценам. Для этого надо решить 7 проблем:

1) неустойчивые цены на минеральное топливное сырье;

2) неустойчивый и низкий платежеспособный спрос на энергоресурсы;

3) высокая зависимость от импорта энергоносителей;

4) недостаток инвестиций для модернизации всех элементов ТЭК;

5) необходимость защиты окружающей среды и стабильности климата;

6) высокая техногенная и террористическая уязвимость инфраструктуры;

7) опасность природных катаклизмов и совмещенных техногенных катастроф.

Вывод: решение трех взаимосвязанные задач – обеспечение энергетической

безопасности, устойчивого экономического роста и экологического равновесия в

США в принципе возможно, но требует того, чего пока нет:

– жесткой политической воли, целевой концентрации значительных финансовых средств,

отсутствия противодействия энергетической коррупции и политической оппозиции.

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

41. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 41.

В США имеется 11 отработанных механизмов решения энергетических проблем:

1) устойчивый экономический рост при свободном доступе капитале на энергорынки

и содействии инвестициям во все звенья энергетической цепи;

2) открытость, прозрачность, эффективность и конкурентность рынков для

производства, поставок и услуг в области транспортировки и транзита

энергоресурсов;

3) создание прозрачных, стабильных и эффективных правовых рамок и систем

госрегулирования, адекватных и стабильных инвестиций в добычу, переработку и

сбыт энергоресурсов;

4) развитие диалога между всеми заинтересованными сторонами по вопросам

усиления взаимозависимости в энергетической сфере и безопасности предложения и

спроса;

5) диверсификация предложения и спроса на энергоносители, источники энергии,

географических и отраслевых рынков, транспортных маршрутов и средств

транспортировки энергоносителей;

Вывод: кроме этого дополнительно нужны новые инновационные решения.

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

42. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 42.

6) поощрение мер по повышению энергоэффективности и энергосбережения за счет

разнообразных конкурентных инициатив;

7) экологическая ответственность при разработке и использовании энергоресурсов,

внедрение экологически чистых технологий, решение проблемы климатических

изменений;

8) обеспечение прозрачности и надлежащего государственного регулирования в

энергетическом секторе в целях борьбы с коррупцией;

9) эффективные действия при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в

энергетической сфере, увеличение стратегических запасов топлива;

10) обеспечение безопасности жизненно важной энергетической инфраструктуры;

11) решение энергетических проблем беднейших слоев населения.

Вывод: необходимость общей долгосрочной комплексной стратегии и согласованных

планов действий республиканцев и демократов в области национальной и глобальной

энергетической безопасности.

Такой долгосрочной согласованности на политическом уровне в США пока нет.

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

43. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 43.

Средние объемы ежегодного бюджетного финансирования федеральных энергетических программ в США с 2012 г., млн. долл. в текущих ценах:

– 60 млн. долл. на исследования в области хранения энергии; 770 млн. долл. на ядерную энергетику, включая 65 млн. долл. на малые модульные ядерные реакторы и 60 млн. долл. на исследования в области ядерных отходов;

– 276 млн. долл. на исследования в области совершенствования энергоносителей на ископаемом топливе, развития технологий использования и хранения угля, снижения выбросов парниковых газов;

– 350 млн. долл. на финансирование перспективных научных исследований технологий «чистой» энергетики;

– 120 млн. долл. на поддержку центров исследования перспективных разработок и 140 млн. долл. на интеллектуальные электрические сети;

– 11,5 млрд. долл. на развитие систем ядерного сдерживания и обеспечение военно-морских сил новыми ядерными энергетическими установками;

– 2,5 млрд. долл. на поддержку программы нераспространения ядерного оружия и обеспечение безопасности хранения ядерных боеприпасов во всем мире.

Текущие объемы федерального финансирования энергетических программ

44. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 44.

Прикладные направления государственного субсидирования НИОКР ТЭК в США:

1) сейсмическое многомерное геологическое картирование – использование волнового

зондирования в различных частотных диапазонах для создания объемных изображений

подземных образований, упрощающих обнаружение залежей нефти и газа;

2) дистанционное геологическое картирование методом измерения локальных

внутренних сопротивлений – определение разнородных зон проводящих участков

земных недр, при которых используются электромагнитные волны ультранизкой

частоты для выявления расположения нефтегазоносных пластов;

3) глубоководная разведка и добыча – получение нефти и газа из морских

месторождений на глубинах свыше 1,5 км и ниже 3000 м под уровнем дна; плавучие

системы добычи, хранения и отгрузки топливного сырья;

4) новые методы подготовки и малоотходного сжигания угля на ТЭС с последующим

улавливанием углекислого газа и углеродных загрязнений.

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

45. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 45.

5) инжекционная интенсификация добычи нефти и газа – технологии закачки в

продуктивные пласты рабочих жидких или газообразных реагентов для замедления

или обращения процессов естественного истощения действующих месторождений с

учетом их геологической структуры;

6) кустовое горизонтальное и наклонное бурение – проводка наклонных или

горизонтальных скважин повышенной протяженности с учетом переменной плотности

горных пород и с применением активных контролируемых отклонителей,

устанавливаемых между дистанционно управляемым турбобуром и бурильной

колонной;

7) внедрение специальных методов интенсивной очистки нефтепродуктов с

использованием абсорбционно-газофракционирующих установок, термического

крекинга, висбрекинга в жидкой фазе, коксования, пиролиза, пекования,

термоокислительной и адсорбционной очистки;

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

46. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 46.

8) строительство и эксплуатация автономных плавучих и платформенных морских заводов по производству сжиженного природного газа и водорода в открытом море с последующей перегрузкой на криогенные танкеры;

9) дистанционный мониторинг состояния нефтегазовых трубопроводов – проектирование, монтаж и эксплуатация электронных автоматизированных систем для отслеживания режимов работы насосных станций, состояния заслонок и вентилей, оптико-волоконной локализации возникновения неполадок, врезок, пробоин и утечек;

10) многоуровневая когенерация – процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии, при котором теплообменная среда после получения электроэнергии применяется для нужд теплоснабжения, кондиционирования и криогенноного энергоаккумулирования;

11) газожидкостная конверсия – промышленное производство жидкого топлива из горючих газов для транспортных средств на базе промежуточного получения синтез-газа, синтеза средних дистиллятов и выделения тяжелых предельных углеводородов без примесей серы и полиароматических соединений;

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

47. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 47.

12) рост производства синтетических видов жидкого топлива: Octane, Toluol

(Methylcyclohexane), Ethylbenzol, Isopentane, Isobutane, Ethylmethylether, Dimethylether,

Methanol, Ethanol. НИОКР по освоению донных арктических метановых гидратов.

13) использование сайклинг-процесса при добыче газового конденсата – продленная

разработка месторождений при поддержании высокого внутрипластового давления

посредством обратной закачки деэтанизированного конденсата, получаемого из ранее

извлеченного природного газа после отделения жидких углеводородов;

14) внедрение мультифазных насосов и трубопроводов для безопасной одновременной

транспортировки нефти, газа и конденсата, снижения давления на устье скважины,

уменьшения вредного воздействия на окружающую среду, эффективного

использования попутного газа без факельного сжигания;

15) промышленная добыча метана угольных пластов – извлечение и очистка

природного газа, образующегося в результате подземных биохимических и

физических процессов, с применением локального горизонтального бурения, а также

пневмо- и гидродинамического воздействия на продуктивные пласты;

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

48. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems 48.

16) повышение эффективности методов разведки и добычи сланцевого газа –

дистанционное сейсмическое многопрофильное зондирование, компьютерный

многомерный анализ и расчетное графическое моделирование, направленное

многовекторное наклонное бурение, гидравлический разрыв пластов;

17) внедрение методов безводного газового разрыва пластов при добыче сланцевой

нефти и природного газа, направленных на снижения загрязнения окружающей среды

– пропановый и гелиевый фрекинг.

Заслуживает особого внимания: опыт освоения остаточных зон старых обводненных

нефтяных пластов путем закачки углекислого газа, использование экологически

чистых технологий повышения нефте- и газоотдачи горизонтальных скважин

плазменно-импульсным, парогазовым и вибрационным воздействиями.

– Рост применения композитов вместо конструкционных металлов и все более широкое

использование геосинтетических материалов различного назначения;

– Ускоренное внедрение АСУП, дистанционного мониторинга, интегрированных ИЭС на

нефтегазопромыслах и трубопроводах.

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

49. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Водород как универсальный энергоноситель. Его преобразование в тепловую и электрическую энергию позволяет достичь более высоких температур парогазовых смесей, чем для природного газа, и существенно поднять КПД.

Концепция алюмоэнергетики - применение дисперсного алюминия в качестве промежуточного энергоносителя в стационарных, транспортных и портативных приложениях. Электрохимическое окисление алюминия в топливных элементах и алюмоводородные технологии обеспечивают водород для выработки тепловой и электрической энергии.

Бороводородные виды топлива представляют собой алкилированные производные бороводородов - пентаборан, декаборан и другие. Обладают повышенной удельной теплотворной способностью порядка 17000 ккал / кг. Увеличивается дальность полета самолета примерно на 50%, тяга двигателя - на 40%.

Импульсная и высокочастотная элетроэнергетика. Снижаются тепловые потери, возможна однопроводная и беспроводная объемная резонансная передача тока, уменьшаются габариты и масса трансформаторов и двигателей.

Новые виды энергетических систем для переходных экономических укладов

50. Проблемы энергетики США =|= The U.S. energy problems

Спасибо за внимание!