Преимущества нефти и получаемого из нее топлива

Нефть и альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии - чрезвычайно популярная тема в последнее время. Даже в России, где с традиционными источниками все в порядке, поиск альтернативных источников энергии приобретает все большее значение.

Есть ли альтернатива нефти? Такой вопрос мне очень часто задают мои знакомые, не знакомые с нефтяной отраслью.

По данным BP Statistical Review of World Energy потребление энергии в мире распределено в следующих пропорциях:

Как мы видим из диаграммы, наиболее значительным является потребление нефти (33,1%). К 2030 году по прогнозу той же компании ВР потребление нефти наряду с природным газом продолжит занимать свое лидирующее положение и составит порядка 30% в мировом энергобалансе.

Согласно отчетам из списка стран по добыче нефти, объемы потребленияэтого сырья сегодня поистине впечатляющи. Например, чтобы произвести столько же энергии, сколько ее содержится в потребляемой нефти необходимо построить порядка 4000 атомных станций по 1,5 ГВт каждая. На сегодня в мире примерно 440 действующих атомных реакторов общей мощностью около 363 ГВт. Если построить еще 4000 атомных реакторов в соответствии с существующими технологиями, то все известные запасы урана будут использованы буквально за 10 лет.

Возникает естественный вопрос, почему именно нефть занимает такую значительную долю в мировом энергопотреблении? За счет чего нефти удалось занять свое лидирующее положение в качестве источника энергии?

Преимущества нефти и получаемого из нее топлива

В значительной степени нефть имеет такое важное значение благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания и развитию транспорта на его основе. В транспорте нефть без преувеличения можно считать незаменимой.

Чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить теплотворную способность различных видов топлив.

Глядя на эту таблицу легко понять, почему топлива, получаемые из нефти, занимают ведущее положение. И дизельное топливо, и керосин, и бензин обладают наибольшей теплотворной способностью на единицу объема.

Также легко понять, почему так много разговоров о водородной энергетике - в весовых единицах водород обладает наибольшей теплотворной способностью. И также понятно, почему на практике водород в качестве топлива используется только в ракетах и т.п. и не используется на обычном транспорте – в объемных единицах он обладает наименьшей теплотворной способностью. Мало кто согласится купить машину, работающую на водороде, и везде возить за собой цистерну с этим самым водородом - обычного бака для этого вида топлива явно будет недостаточно.

Недостатки биотоплива из приведенной таблицы также становятся видны невооруженным глазом. И метанол, и этанол обладают в ~2 раза меньшей теплотворной способностью, чем привычный для нас бензин.

Теплотворная способность, конечно, не единственный критерий, который необходимо принимать во внимание. Важна не только энергетическая ценность, но и физические характеристики энергоносителя. И в этом смысле нефть имеет преимущества перед многими другими энергоносителями. Просто потому что она представляет собой жидкость. А жидкость – это удобно. Ее легко транспортировать, легко обеспечить ее подачу в камеру сгорания. Попробуйте, например, представить себе самолет, летающий на угле.  Газ – тоже проблематичный вариант. Например, из топливного бака, заполненного водородом, всего лишь за одну неделю улетучивается половина объема.

Нефть уникальным образом сочетает в себе множество преимуществ. Все современные технологии заточены под углеводородное топливо. Вся инфраструктура, развивающаяся уже более века, также ориентирована на нефть. В то же время какие-то отдельные преимущества альтернативных источников энергии при рассмотрении их в более широком контексте сразу начинают проигрывать традиционной нефти и получаемым из нее нефтепродуктам.

Преимущества нефти и получаемого из нее топлива:

• высокая энергоемкость;
• удобство использования;
• трудновоспроизводимая чистота сгорания в двигателе внутреннего сгорания;
• возможность относительно быстро пополнить запас топлива в транспортном средстве;
• отсутствие необходимости в утилизации каких-либо остатков;
• триллионно-долларовая уже существующая инфраструктура, завязанная на топливо из нефти;
• субсидии, которые усиливают изначально присущие нефти преимущества.

Вместе с тем, как мы знаем, нефть относится к невозобновляемым источникам энергии. О пике добычи нефти разговоры ведутся уже не одно десятилетие и как бы мы ни были оптимистично настроены, пик когда-нибудь наступит, после чего последует спад добычи. При этом потребление энергии (в том числе нефти) и соответственно спрос на нее будет только расти. Это связано как с увеличением численности населения (к 2030 году нас будет уже 9 млрд. человек), так и с повышением уровня жизни (а это неизменно сопровождается повышением потребления энергии).

В этом свете становится понятно, почему таким странам как, например, США приходится развивать добычу, так скажем, альтернативных видов нефти. Сланцевая нефть, о которой так много говорят, тоже в каком-то смысле относится к альтернативным источникам энергии. И хотя эффективность ее добычи вызывает много вопросов, ее добыча будет расти. А куда деваться, если традиционной нефти не хватает? Добыча нефти из нефтяных песков в Канаде, добыча тяжелой нефти в долине реки Ориноко в Венесуэле, разгорающаяся борьба за ресурсы в Арктике - все это не от хорошей жизни. Мир требует углеводородов. И пока, по большому счету, заменить их нечем.

Альтернативные (возобновляемые) источники энергии нужны и, несомненно, важны. Но представление о том, что они могут полностью заменить собой углеводороды, не соответствует истинному положению вещей. Определенно они будут совершенствоваться и постепенно расширять свою нишу в будущем энергобалансе. Но и без нефти в современном мире никак не обойтись.