Энергопотребление в Израиле: сравнительный анализ
Диаграмма 2. Потребление первичной энергии в 2011 году (тонн нефтяного эквивалента на единицу ВВП).
Промышленный сектор
Удельное потребление энергии в промышленности Израиля в расчете на одного жителя на 25% ниже среднемирового и почти вдвое ниже, чем в США. Это объясняется преобладанием в США энергоинтенсивных отраслей (черная и цветная металлургия, производство извести и цемента, пищевая и бумажная, стекольная, химия и нефтехимия, и др.), составляющих более 50% промышленности. В Израиле практически отсутствует «большая» металлургия (исключение составляет производство металлического магния на базе солей Мертвого моря), в машиностроении преобладают неэнергоинтенсивные подотрасли, высока доля наукоемкой продукции. В частности на производство алмазов (20% экспорта) приходится лишь 0,12% потребления электроэнергии в промышленности и 0,03% общего энергопотребления по стране. В целом доля энергоинтенсивных отраслей составляет примерно 20% объема промышленного производства в Израиле.
В 2040 году объем производства промышленной продукции в США увеличится в 1.8 раза, а потребление энергии в 1.2 раза, то есть, энергоинтенсивность промышленного производства снизится на 40% за счет опережающего развития неэнергоинтенсивных отраслей, частичного замещения угля и нефтепродуктов природным газом, нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии, а также за счет структурных факторов.
Существенным фактором снижения энергоинтенсивности является вовлечение в производственный цикл вторичного сырья. Так, на получение алюминия из лома расходуется в 20 раз меньше энергии, чем из первичного сырья. За последние 30 лет доля лома в производстве алюминия выросла с 25% до 61% и будет расти в перспективе, снижая потребление энергии в этой отрасли промышленности.
В Израиле за последние 3 года объем всех видов отходов, возвращаемых в производство, вырос почти на 40% за счет улучшения организации их сбора и сортировки. Вместе с тем твердые бытовые, торговые и уличные отходы используются далеко не полностью, главным образом из-за несовершенства сортировки, поэтому значительная часть отходов не вовлекается в производственный оборот, а захоранивается.
Существенным резервом энергосбережения является когенерация – совместное производство электроэнергии и тепла, позволяющая использовать до 80% энергии топлива (при раздельном использовании – лишь до 50%). В США намечено увеличить долю комбинированных теплоэлектростанций в общей генерирующей мощности с 7 до 9.5%, при этом свыше 80% прироста придется на индустриальный сектор. В Израиле по данным энергобаланса за 2000 г. производство тепла составляло 8.7% от общего производства электроэнергии и тепла. По данным балансов 2010-2011 гг. доля тепла составляет лишь 0,3% (полностью потребляется в индустриальном секторе).
Существенным фактором снижения энергоинтенсивности в Израиле будет расширение использования природного газа в качестве первичной энергии в ряде технологических процессов, в т.ч. в индустриальном секторе, где его доля возрастет с 5% в настоящее время до одной трети от общего внутреннего энергопотребления.
Транспортный сектор
Как показывает диаграмма 1, данный сектор – основной потребитель энергии в США: потребление энергии в сфере транспорта в расчете на одного жителя США в 6 раз превышает средний мировой уровень, в два раза - среднеевропейский (страны ЕС), в 2.4 раза - израильский.
Таблица 1. Структура потребления энергии в транспортном секторе в 2010 году, %
В расчете на одного жителя США объем пассажирских перевозок (пассажирокилометры) в 2.2 раза превышает израильский показатель, в том числе, в грузоперевозках (тонно-километров) - в 3.8 раза, что отражает масштабы территории и преобладающую роль грузоперевозок в США. При этом в пассажирских перевозках наземным транспортом в США весьма малую долю занимают автобусы, расходующие на 1 п-км, как минимум, в 3 раза меньше топлива.
Напротив, в грузоперевозках США основную долю занимает рельсовый и водный транспорт, энергоинтенсивность которых соответственно в 14 и 10 раз ниже, чем тяжелых грузовиков. Этим объясняется преобладающая роль легкового автотранспорта в структуре потребления топлива в этом секторе США.
В последние годы в США отмечается тенденция замедления роста парка легковых автомобилей в пользу автобусов; в Израиле продолжается опережающий рост парка легковых автомобилей по отношению к автобусам.
Диаграмма 3. Уровень автомобилизации по видам транспорта (единиц на 1000 жителей).
Диаграмма 4. Средний годовой пробег по видам автотранспорта, тыс. км.
Диаграмма 5. Структура перевозок пассажиров по видам транспорта.
Диаграмма 6. Структура грузоперевозок по видам транспорта.
Железнодорожный транспорт энергоэффективен при перевозке однородных массовых грузов на значительные расстояния. В США из общей массы ж/д грузов на указанные приходится 80%, в т.ч. 40% на уголь (в Израиле импортируемый уголь перевозится морскими судами). Это же характерно для водного транспорта. На топливные трубопроводы приходится 2.5% потребления энергии в отрасли, что в полтора раза выше, чем на грузовые рельсовые перевозки.
В перспективе до 2040 г. в США и в мире основное направление снижения энергоинтенсивности в секторе – технологический прогресс всех видов транспорта.
Таблица 2. Прогнозируемые показатели энергоинтенсивности (расход топлива на единицу транспортной работы) отдельных групп транспортных средств в США в 2040 году, к уровню 2010 года.
Наиболее существенное снижение удельного расхода топлива прогнозируется на легковом автотранспорте за счет комплекса конструктивных усовершенствований, но преимущественно - за счет увеличения в парке доли гибридных и электромобилей. Прогнозируется, что в общей сумме продаж доля последних составит в 2025 г. одну треть, а в 2040 г. - три четверти. В результате при значительном росте объемов работы транспорта, особенно грузовых перевозок, потребление энергии в этом секторе США к 2040 г. прогнозируется практически на базовом, а в расчете на одного жителя снизится почти на 25%. Учитывая глобальный характер современной автомобильной промышленности, эти технические достижения могут быть в полной мере использованы в Израиле.
Вместе с тем, существенные резервы снижения потребления топлива в секторе связаны с прогрессивным совершенствованием структуры, в
первую очередь, с увеличением доли общественного транспорта в перевозках пассажиров. По нашим ориентировочным расчетам, перенаправление 10% потока пассажиров с легкового автотранспорта на автобусы означает снижение потребления топлива на 7,3%. Одновременно достигается улучшение транспортной инфраструктуры, снижается загрязнение воздуха.
Повышение роли железной дороги в грузовых и пассажирских перевозок в Израиле связано с планами строительства и реконструкции морских портов, развитием желдор сети, в том числе железной дороги Эйлат- Ашдод. Эффективным организационным направлением, способствующим оптимизации потоков пассажиров, является совместное размещение железнодорожных и автобусных станций, стоянок автомобилей, мотоциклов и велосипедов.
Жилищный и коммерческий секторы (торговля и общественное обслуживание). Энергопотребление в зданиях
Потребление энергии в США в расчете на одного жителя в 2010 г. было выше, чем в Израиле: в жилом секторе – почти вдвое, в коммерческом – в 3,5 раза. При этом на одного жителя США приходится в 1,8 раза большая площадь жилья, в 3,2 раза - коммерческая площадь (по данным о муниципальных налогах).
Диаграмма 7. Энергоинтенсивность в жилом и коммерческом секторе (кВт-час на 1 кв. м площади в год)
Диаграмма 8. Функциональная структура потребления энергии в США, %
В США в обоих секторах наиболее весомыми (43-51%) являются затраты на поддержание комфортной температуры на протяжение года. Cумма сутко-градусов нагрева и охлаждения (показатель, характеризующий потребность в энергии для поддержаниив комфортной температуры в зданиях) в Израиле существенно ниже, чем в США, соответственно в первом случае, при прочих равных условиях требуется меньше затрат энергии для поддержания комфортной температуры. Между тем, по данным, учитывающим только расход электроэнергии, эта доля в жилом секторе Израиля оценивается величиной 30%, в коммерческом секторе, который полностью электрифицирован, 30-40%. и более.
После мирового энергетического кризиса в большинстве развитых стран уделяется все большее внимание снижению этих потерь. С 1980 по 2010 гг. энергоинтенсивность в зданиях в США (на единицу площади) снизилась на 40% - за счет: 1) мер по повышению теплостойкости (совершенствованию теплоизоляции), в т.ч. на основе стандартов на новое строительство, внедрения новых стройматериалов. 2) совершенствования энергопотребления за счет модернизации энергопотребляющего оборудования.
К 2040 г. энергоинтенсивность в жилом секторе снизится на 40%, в т.ч. по функциям нагрева и охлаждения - в полтора раза, освещения - более, чем вдвое; в коммерческом секторе соответственно на 11, 40 и 50%.
В Израиле с 2011 г. осуществляется программа энергосбережения, предусматривающая экономию к 2020 г. 20% электроэнергии, преимущественно за счет быстроокупаемых низкозатратных мероприятий, главным образом, замены морально устаревшего оборудования. Таким образом, она охватывает примерно 1/3 технического потенциала энергосбережения. В Израиле явно не используется потенциал повышения теплостойкости зданий: с 2015 г. планируется ввод энергосберегащего стандарта на новое строительство, однако относительно основной части жилого и коммерческого фонда (более 90%) этот вопрос не решен. Между тем, по имеющимся прогнозам, потепление климата в США приведет к уменьшению периода, требующего обогрева и охлаждения в зданиях, тогда как в Израиле, напротив, этот период существенно возрастет.
Заключение
Сравнительный анализ энергопотребления позволяет обосновать эффективные направления снижения потребления энергии в секторах конечного потребления в Израиле. Для повышения действенности анализа энергопотребления, более надежного прогнозирования спроса на энергию и среднесрочного планирования развития энергетического хозяйства в Израиле необходимо также существенное совершенствование энергетической статистики в направлении функциональной детализации.
Доктор Яков Сосновский, Евгений Арьев