Возобновляемая энергия в Норвегии и Исландии



В статье автор рассматривает региональные аспекты развития и использования возобновляемых источников энергии в Норвегии и Исландии.

Ключевые слова: Норвегия, Исландия, возобновляемая энергия, нетрадиционные источники энергии, экономика.

Со времен неолита людям требовалась энергия для комфортного существования, и общество, развиваясь, стало использовать чрезмерно много ресурсов, истощая природные запасы. Более того, после промышленной революции энергетика стремительно развивалась, принося помимо практической пользы неоценимый ущерб экологии.

В нынешнее время многие страны, стремясь к рациональному использованию ресурсов и заботе об окружающей среде, заинтересованы в использовании возобновляемых источников энергии. Однако, несмотря на растущую долю нетрадиционной энергии в структуре мирового энергетического спроса, углеводородная энергетика обеспечивает абсолютное большинство потребления первичной энергии. Огромный рост спроса на энергию во всем мире приводит к значительному увеличению выбросов углерода в атмосферу, урон от которых ежегодно становится минимизировать всё сложнее. Наибольшую часть в общем потреблении энергии занимает электроэнергия.

Несмотря на продолжающийся быстрый рост возобновляемых источников энергии, в 2018 году он обеспечил лишь треть необходимого увеличения выработки электроэнергии. Наибольшего успеха в сфере «безопасной» энергетики достигли Исландия и Норвегия, и именно они являются лидерами современных энергетических направлений.

Эти страны имеют значительные показатели использования альтернативной энергии — несмотря на высокое потребление энергии, средняя доля потребления энергии альтернативных источников составляет более 70 % [14], что является максимумом среди всех стран мира. Норвегия и Исландия имеют довольно небольшие размеры территорий и количество их ресурсов ограничено, и именно это во многом объясняет огромную долю нетрадиционных источников энергии.

Общее потребление энергии в Норвегии 19064,82 тыс тонн за 2018 год, на душу населения приходится примерно 3,6 тонн. Динамика потребления энергии держится примерно на одном уровне за последние 10 лет, однако прослеживается тенденция к сокращению, динамика представлена на рис. 1.

Рис. 1. Динамика потребления энергии в Норвегии, 2008–2018 г.г. [7]

Норвегия является крупным производителем энергии и одним из крупнейших в мире экспортеров нефти и газа. В нефтегазовой промышленности занято более 3 % населения (74 тыс. чел.), еще около 200 тыс. чел. заняты косвенно. В 2017 году было экспортировано нефти и продуктов нефтепереработки почти на $33 млрд, что составляет 30,6 % от суммы всего экспорта, а газа было экспортировано на сумму $27,7 млрд [13]. Общая сумма экспорта нефтегазовой промышленности составила 15 % от ВВП.

В качестве средства обеспечения безопасности и смягчения последствий «голландской болезни», характеризующейся колебаниями цен на нефть, норвежское правительство направляет часть от экспортной выручки в Государственный пенсионный фонд. Норвегия использует около 220 тысяч баррелей нефти в день, экспортируя при этом 1,2 миллиона баррелей в день. Большая часть «местного» использования — для управления транспортными средствами, и эта цифра снижается, поскольку Норвегия является одной из ведущих стран в области электрификации своего транспортного сектора.

Несмотря на высокие запасы углеводородов почти половина потребляемой энергии производится на гидроэлектростанциях.

Электроэнергетический сектор в Норвегии зависит главным образом от гидроэлектроэнергии. Значительная доля общего производства электроэнергии потребляется национальной промышленностью. Всего в стране действует множество гидроэлектростанций, способных производить колоссальное количество энергии. Также на территории страны расположена одна экспериментальная электростанция, основанная на приливной волне — ПЭС Хаммерфест, проработавшая с 2003 по 2007 год.

Норвегия также работает над созданием соединительных линий с Великобританией и Германией, что позволит экспортировать еще больше электроэнергии (по состоянию на октябрь 2019 года экспортировано электроэнергии на сумму $29,9 млн).

В Норвегии очень развит сектор альтернативной энергетики, он составляет 72 % от общего потребления энергии в 2018 году [12].

За счёт особенностей своего географического положения Исландия изначально была вынуждена по большей части использовать возобновляемые энергетические ресурсы. По данным Евростата в 2018 году Исландией было использовано 3193,52 тонны энергии, 72 % из которой являются энергией из возобновляемых источников [12]. Исландия — северная страна, поэтому потребление энергии на душу человека велико — 9,1 тонн энергии на одного человека в 2018 году. И ежегодно потребление энергии растёт (рис. 2), что обусловлено проведением электричества в наиболее отдаленные части страны и развивающимся туризмом.

Рис. 2. Динамика потребления энергии в Исландии, 2008–2018 гг. [7]

Однако, по данным государственной статистики, около 85 % общего объема первичной энергии в Исландии поступает из возобновляемых источников, произведенных внутри страны. Геотермальная энергия обеспечила около 65 % первичной энергии в 2016 году, доля гидроэнергетики составила 20 %, а доля ископаемого топлива (в основном, нефтепродуктов для транспортного сектора) составила 15 % [8].

В 2017 году было экспортировано нефтепродуктов на сумму $697 млн, угля — на $22 млн и газа — на $1,79 млн [13]. Сумма экспорта углеводородных энергетических ресурсов составила 9,6 % от общей суммы экспорта.

Импортируемая нефть удовлетворяет большую часть остающихся в Исландии энергетических потребностей, стоимость которых заставила страну сосредоточиться на внутренних возобновляемых источниках энергии. Профессор Б. Арнасон впервые предложил идею использования водорода в качестве источника топлива в Исландии в 1970-х годах, когда произошел нефтяной кризис. Идея была признана несостоятельной, но в 1999 году была создана Исландская Новая Энергия для управления переходом Исландии к первому водородному обществу к 2050 году [6].

В целом, Исландия, как и Норвегия стремится к энергетической независимости, что обусловлено использованием альтернативной энергетики и поиском новых энергетических ресурсов.

Топливно-энергетический комплекс необходим для нормального функционирования современного общества. Научно-технический прогресс позволил не только совершить огромное количество достижений в разных отраслях жизнедеятельности человека, но он и же повысил ресурсозатратность как для дальнейшего развития человеческого общества, так и для его бытовых нужд. Более того, население ежегодно увеличивается, и электрифицируются самые отдаленные и экономически неразвитые части Земли, что значительно повышает расходование топливных ресурсов, в частности — углеводородов, которые не только имеют свою конечность, но и пагубно влияют на природу. Именно поэтому нетрадиционные источники энергии становятся всё более необходимыми миру, так как именно альтернативная энергетика позволяет получать и расходовать ресурсы в разумных количествах, не ставя под удар экологию и оставляя будущим поколениям природные ресурсы.

Чаще всего под термином «альтернативная энергетика» подразумевается использование возобновляемых (нетрадиционных) ресурсов таких как солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы и биогаза, гидроэнергия, геотермальная энергия — большинство из этих способов были давно известны человеку [1].

Доля использования альтернативной энергии выше в странах экономических и социально более развитых. После достижения высокого уровня жизни, всё больше стран разрабатывают технологии энергоснабжения, позволяющие сократить негативные последствия на экологию. Но, к сожалению, развитие альтернативной энергетики — дорогостоящий процесс, который могут позволить себе далеко не все страны мира. В таблице 1 приведены данные по доле возобновляемой энергии и уровню жизни стран для наглядной демонстрации выше написанного.

Таблица 1

Экономические показатели развития стран Европы, 2017 г. [10; 12]

Страна	ВВП на душу населения, долл	Место в рейтинге по уровню жизни ООН	Доля возобновляемой энергетики, %
Норвегия	72120	1	72,7
Исландия	53655	6	72,2
Швеция	53652	7	54,6
Дания	50570	11	35,7
Финляндия	44826	15	41,2
Испания	38265	26	28,1
Словакия	32994	38	11,8

Как видно из таблицы 1, доля альтернативной энергетики связана с уровнем жизни и ВВП на душу населения (исключением в данном случае является Дания, но в данный момент правительство проводит политику по отказу от расходования возобновляемых ресурсов, и доля альтернативной энергетики возрастает). Данная связь подтверждается и корреляционным анализом, представленном в таблице 2.

Таблица 2

Корреляционный анализ ВВП и доли возобновляемых источников энергии стран Европы

Страна	ВВП на душу населения, долл	Доля возобновляемой энергетики, %	Коэффициент корреляции
Норвегия	72120	72,7	0, 882
Исландия	53655	72,2
Швеция	53652	54,6
Дания	50570	35,7
Финляндия	44826	41,2
Испания	38265	28,1
Словакия	32994	11,8

В данном случае коэффициент корреляции равен 0,882, что означает наличие тесной связи между показателями.

Однако, несмотря на многие положительные аспекты использования альтернативной энергии, имеются и недостатки, главными из которых являются:

– высокая стоимость получения возобновляемой энергии (стоимость электроэнергии, полученной с помощью ВИЭ примерно в 3 раза дороже, чем электроэнергия, полученная из углеводородных источников [4]);

– сильная зависимость от погодных условий и меньшее количество получаемой энергии в сравнении с использованием углеводородных ресурсов.

Энергия ветра — один из самых древних способов получения энергии. До 19 века ветровые турбины являлись основным источником энергии, но они были заменены паровыми двигателями. В данное время ветровые электростанции (ВЭС) — перспективная отрасль энергетики, так как она не оказывает значительного вредного воздействия на экологию и стоимость электричества, получаемого данным способом, значительно ниже. Наиболее удачное расположение для ВЭС на шельфе, где ветра сильнее и постояннее.

Во всех странах Северной Европы есть ВЭС, лидерами являются Дания и Швеция, однако и Норвегия с Исландией развивают данное направление в нетрадиционной энергетике (таб. 3).

Таблица 3

Количество и мощность ВЭС стран Северной Европы [14]

Страна	Количество ВЭС, шт	Мощность, МВт
Швеция	998	14614
Финляндия	214	4452
Норвегия	58	3444
Исландия	2	4
Дания	1771	10179

Для Норвегии 2017 год стал рекордным для развертывания ветроэнергетики: было установлено 324 МВт новой ветроэнергетики и еще 1600 МВт было установлено в конце года. Общая установленная мощность на конец 2017 года составила 1188 МВт, а в 2018 году — уже 3444 МВт. Электроэнергия, вырабатываемая ветром, составила 1,9 % от общего производства электроэнергии в стране и покрыла 2,1 % от общего спроса в 2017 году [15].

В Исландии в рамках научно-исследовательского проекта Landsvirkjun в 2012 году были установлены 2 ветряные турбины. Проект национальной Landsvirkjun посвящен преимуществам ветроэнергетики в Исландии. В Исландии есть ряд областей, которые имеют большой потенциал для успешного использования энергии ветра. В данное время ведутся разработки новых ВЭС, мощность которых, как ожидается, будет достигать 7,5 МВт [16].

Одним из главных источников получения энергии является гидроэнергетика. Гидроэнергия — это энергия, получаемая от падающей или быстро текущей воды, которая может использоваться для разных полезных целей. С древних времен с помощью гидроэнергии функционировали водяные мельницы и различные механические устройства, а в конце 19 века люди научились преобразовывать гидроэнергию в электричество [2].

В нынешнее время гидроэнергетика является одним из главных источников получения электричества. Но во многом деятельность гидроэлектростанций зависит от напора и количества воды, поэтому довольно сложно увеличивать получаемую мощность (не считая строительство новых ГЭС).

По данным BP Statistical Review за 2018 год страны Северной Европы потребили около 50 млн тонн гидроэнергии, что составляет 36 % от всей потребленной энергии, лидером по производству и потреблению электричества, произведенного с помощью ГЭС среди них, является Норвегия (рис. 3).

Рис. 3. Потребление гидроэнергии, 2018 г. (составлено по материалам [3])

Норвегия является седьмой по величине гидроэнергетической державой в мире и самой большой в Европе. По всей стране распространены огромные водные ресурсы, которые заложили основу для электроснабжения и индустриализации как в городах, так и в отдаленных районах. На сегодняшний день 96 % норвежской гидроэнергетики сосредоточено на 1600 станциях, расположенных по всей стране с севера на юг.

Они покрывают примерно 60 % потребностей Норвегии в энергии. Более того, Норвегия экспортирует энергию в соседние страны и, как уже говорилось ранее, Норвегия работает над созданием соединительных линий с Великобританией и Германией для увеличения экспорта энергии.

Почти вся электрическая энергия в Исландии производится за счет возобновляемых источников энергии большая часть электричества (75,5 %) производится именно с помощью гидроэлектростанций. Только на островах Гримси и Флатей, которые не подключены к национальной сети, дизельные генераторы используются для производства электроэнергии. Все электростанции мощностью более 1 МВт должны быть подключены к национальной сети, но многие владельцы небольших станций подают электроэнергию в сеть для продажи.

Электростанции, подключенные к национальной сети, показаны на карте (рис. 4), национальная энергетическая компания (Landsvirkjun) является крупнейшим производителем электроэнергии в стране.

Рис. 4. Картограмма расположения ГЭС на территории Исландии [11]

Один из интереснейших способов получение энергии — это использование геотермальных энергоресурсов. Под геотермальной энергией понимают физическое тепло глубинных слоев Земли, имеющих температуру, превышающую температуру воздуха на поверхности. В качестве носителей этой энергии могут выступать как вода или пар, так и сухие горные породы [1]. Наличие геотермальных источников обосновано геологическими особенностями территорий, поэтому среди стран Северной Европы геотермальная энергия широко используется только в Исландии, количество геотермальных источников приведено на рис. 5.

Рис. 5. Геотермальная карта Исландии [9]

Исландия является лидером в использовании геотермальной энергии для отопления помещений. Производство электроэнергии с помощью геотермальной энергии значительно увеличилось в последние годы (до 25 %).

В течение 20-го века Исландия превратилась из одной из самых бедных стран Европы, зависящей от торфа и импортируемого угля, в страну с высоким уровнем жизни, где практически вся стационарная энергия получается из возобновляемых ресурсов. Так что использование геотермальных ресурсов и гидроэнергетики являются экономически важным фактором в существовании страны, ведь сокращение использования экспортной энергии привело к повышению ВВП страны (рис. 6).

Рис. 6. Динамика ВВП и импорта энергии Исландии за 2 года (составлено по материалам [15; 17])

Геотермальные ресурсы также обеспечивают энергией туристические достопримечательности. Например, Голубая лагуна полностью обеспечена энергией от геотермальных источников. Туристы заинтересованы достопримечательностями Исландии и способами их электрификации и отопления, а туризм обеспечивает более 90 % ВВП страны.

Импортируемая нефть удовлетворяет большую часть остающихся в Исландии энергетических потребностей, стоимость которых заставила страну сосредоточиться на внутренних возобновляемых источниках энергии. Поэтому в 1999 году был создан проект «Новая Энергия Исландии», целью которого является переход к использованию водорода в качестве энергоресурса к 2050 году.

Таким образом, нетрадиционная энергетика Норвегии и Исландии не только является экологически безопасной, но и экономически выгодной. Регионы развиваются за счет экспорта избыточной возобновляемой энергии, а замена углеводородных импортируемых источников местными ВИЭ способствует сокращению трат на энергию и развитию бизнеса: норвежские гидроэлектростанции экспортирую значительную часть энергии в ЕС, а Исландия стала практически энергонезависимой страной и развивает эко-туризм.

Нетрадиционные источники энергии позволяют сохранить огромное количество невозобновляемых ресурсов, из чего следует, что будущее энергетики напрямую зависит от использования ВИЭ вместо углеводородных ресурсов, поскольку они не загрязняют окружающую среду и не являются ограниченными по количеству.

Таким образом, Норвегия и Исландия на личном примере демонстрируют возможность энергетического функционирования с минимальным использованием топлива, загрязняющего атмосферу. Возобновляемая энергетика позволяет сохранить ресурсные базы стран для использования их в ином ключе будущими поколениями и свести к минимуму ущерб, наносимый природе, в целях обеспечения человечества энергией. Но необходимо помнить о разумном замещении традиционных (углеводородных) источников энергии, так как не всегда мощности ВИЭ хватает для осуществления деятельности крупных производств.

Литература:

1. Алхасов, А. Б. Возобновляемая энергетика / А. Б. Алхасов. — 2-е изд. — Москва: Физматлит, 2012. — 256 c. — Текст: непосредственный.
2. Альтернативные источники энергии: учебник / коллектив авторов; под ред. Ф. И. Сухова // Москва: РУСАЙНС, 2020. — 436 с. Текст: непосредственный.
3. Bob Dudley. BP Statistical Review of World Energy 2019 / Bob Dudley // BP magazine. — 2019. — № 68. — 64 p.
4. Kathleen Vaillancourt. Energy technology system analysis programme / Kathleen Vaillancourt // IEA ETSAP— Technology Brief. — 2014. — № 12.
5. Electricity production capacities for renewables and wastes. — Текст: электронный // Eurostat: [сайт]. — URL: https://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?dataset=nrg_inf_epcrw&lang=en (дата обращения: 13.08.2021).
6. Energy in Iceland. — Текст: электронный // Wikipedia: [сайт]. — URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_in_Iceland (дата обращения: 13.08.2021).
7. Final energy consumption by sector. — Текст: электронный // Eurostat: [сайт]. — URL: https://ec.europa.eu/eurostat/databrowser/view/ten00124/default/table?lang=en (дата обращения: 13.08.2021).
8. Energy. — Текст: электронный // Government of Iceland: [сайт]. — URL: https://www.government.is/topics/business-and-industry/energy/ (дата обращения: 13.08.2021).
9. Geothermal map of Iceland. — Текст: электронный // ResearchGate: [сайт]. — URL: https://www.researchgate.net/figure/Geothermal-map-of-Iceland-High-temperature-fields-inside-the-active-volcanic-zone-are_fig2_228473661 (дата обращения: 13.08.2021).
10. Gross domestic product, nominal. — Текст: электронный // IMF: [сайт]. — URL: https://www.imf.org/en/Publications/SPROLLs/world-economic-outlook-databases#sort= %40imfdate %20descending (дата обращения: 11.02.2021).
11. Hydro Power Plants In Iceland. — Текст: электронный // Orkustofnun: [сайт]. — URL: https://nea.is/hydro-power/electric-power/hydro-power-plants/ (дата обращения: 13.08.2021).
12. Share of renewable energy in gross final energy consumption. — Текст: электронный // Eurostat: [сайт]. — URL: https://ec.europa.eu/eurostat/databrowser/view/t2020_31/default/table?lang=en (дата обращения: 13.08.2021).
13. The Observatory of Economic Complexity. — Текст: электронный // OEC: [сайт]. — URL: https://oec.world/en (дата обращения: 13.08.2021).
14. The Wind Power is a comprehensive database of detailed raw statistics on the rapidly growing sphere of wind energy and its supporting markets. — Текст: электронный // The wind power: [сайт]. — URL: https://www.thewindpower.net (дата обращения: 11.02.2021).
15. Wind Energy in Norway. — Текст: электронный // Ieawind: [сайт]. — URL: https://community.ieawind.org/about/member-activities/norway (дата обращения: 28.12.2020).
16. Wind Power. Energy from fresh air. — Текст: электронный // Landsvirkjun: [сайт]. — URL: https://www.landsvirkjun.com/researchdevelopment/windpower (дата обращения: 28.12.2020).