АРКТИКА: ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ, ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И НОВЫЕ ТОЧКИ РОСТА - 4(158), апрель 2021 - Энергетическая политика
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
РГАСНТИ 44.09.29 ISSN 2409-5516
ОБЩЕСТВЕННО-ДЕЛОВОЙ
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
№4(158), апрель 2021
Тема номера
АРКТИКА: ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ,
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И НОВЫЕ ТОЧКИ РОСТА
Источник фото на обложке:
ingus.kruklitis.gmail.com / Depositphotos.com
Содержание Contents
5 Слово редакторов 5 Editor’s Column
От первого лица In the first person
6 А. Новак. Водород: энергия «чистого» будущего 6 А. Novak. Hydrogen: the energy of a «clean» future
Климат Climate
12 В. Клименко, А. Клименко, А. Терешин, О. Миушина. 12 V. Klimenko, A. Klimenko, A. Tereshin, O. Mikushina.
Энергетика и природа климата: есть ли шанс Energy and natural climate factors: if there is a chance
остановить глобальное потепление? to stop global warming?
30 М. Моргунова, А. Коваленко. Энергетические 30 M. Morgunova, A. Kovalenko. Energy innovation
инновации в условиях Арктики in the Arctic
44 Л. Нефедова, Ю. Рафикова. Статические оценки 44 L. Nefedova, J. Rafikova. Static assessment of climate
климата и ГИС-технологий при анализе рисков and GIS technologies in risk analysis in helio energy
в гелиоэнергетике
Technology
Технологии
54 O. Zhdaneev. Target scheme of interaction between the
54 О. Жданеев. Целевая схема взаимодействия defense industry and the fuel and energy complex
между ОПК и ТЭК
Transport
Транспорт
72 А. Zhuravleva. How long or short: why the world
72 А. Журавлева. Долго ли, коротко ли: зачем миру needs the Northern Sea Route?
Севморпуть?
Oil
Нефть
88 А. Ribchinsky. Belorussian up-stream in Russian
88 А. Рыбчинский. Белорусская нефтедобыча в России: Federation: current state and outlook
текущее состояние и перспективы
УЧРЕДИТЕЛИ ИЗДАТЕЛЬ НАУЧНО-РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ В.А. Крюков – акад. РАН, д. э. н., Главный Фотограф Журнал зарегистрирован Перепечатка материалов Тираж 1000 экземпляров
директор ИЭОПП СО РАН редактор Иван Федоренко в Федеральной службе и использование их в любой форме,
В.В. Бушуев – акад. РАЕН и РИЭ, д. т. н., Е.А. Телегина – член-корр. РАН, по надзору в сфере связи, в том числе в электронных СМИ, Периодичность выхода 12 раз в год
Министерство энергетики Федеральное председатель совета, ген.директор ИЭС д. э. н., декан факультета РГУ Анна Горшкова информационных технологий
Дизайн и верстка возможны только с письменного Цена свободная
Российской Федерации, государственное А.М. Мастепанов – акад. РАЕН, д. э. н., нефти и газа им. И.М. Губкина и массовых коммуникаций разрешения редакции
107996, ГСП‑6, г. Москва, Научный Роман Павловский
бюджетное учреждение руководитель Центра энергетической А.И. Громов – к. г. н., директор по Отпечатано в «ПБ «Модуль»,
ул. Щепкина, д. 42 «Российское энергетическое политики ИПНГ РАН энергетическому направлению ФИЭФ редактор Адрес редакции:
Свидетельство о регистрации Редакция не несет ответственности 115162, Москва, Мытная улица,
Д.А. Соловьев – к. ф.-м. н., С.П. Филиппов – акад. РАН, Виталий Бушуев средства массовой информации за содержание рекламных дом 48, цоколь пом. 2, ком. 1,3
агентство» ответственный секретарь совета д. э. н., директор ИНЭИ РАН 129085, г. Москва, ПИ № 77–75080 от 07.03.2019 материалов
ФГБУ «Российское
Министерства энергетики А.Н. Дмитриевский – акад. РАН, д. г.-м. н., А.Б. Яновский – д. э. н., заместитель Обозреватель проспект Мира, Подписано в печать:
энергетическое агентство» Журнал «Энергетическая политика»
Редакция не имеет возможности 08.04.2021
Министерства энергетики Российской Федерации, научный руководитель ИПНГ РАН министра энергетики России Арсений Погосян д.105, стр. 1 входит в Перечень рецензируемых
Н.И. Воропай – член-корр. РАН, д. т. н., П.Ю. Сорокин – заместитель +79104635357 научных изданий ВАК вступать в переписку, Время подписания
Российской Федерации, 129085, г. Москва, рецензировать и возвращать в печать
научный руководитель ИСЭМ СО РАН министра энергетики России
129085, г. Москва, проспект Мира, А.И. Кулапин – д. х. н., ген. директор РЭА О.В. Жданеев – к. ф.-м. н., руководитель Корректор GorshkovaAA@ При перепечатке ссылка не заказанные ею рукописи по графику: 13:00
проспект Мира, д.105, стр. 1 д. 105, стр. 1 Минэнерго России дирекции технологий ТЭК ФГБУ «РЭА» Роман Павловский minenergo.gov.ru на издание обязательна и иллюстрации фактическое: 13:00
5
С Л ОВО РЕ Д АК ТОРОВ
Виталий БУШУЕВ Анна ГОРШКОВА
Научный редактор журнала Главный редактор журнала
«Энергетическая политика», акад. РАЕН и РИЭ, д. т. н. «Энергетическая политика»
Арктика как лакмусовая
бумажка климатических
изменений
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(158 ) / 202 1
Проблемы изменения климата явля- Климатические изменения наиболее
ются сегодня одним из ключевых гео- сильно влияют на хрупкую природу Ар-
политических вопросов. Экологическая ктики. В номере собраны статьи, анали-
повестка начинает играть основополага- зирующие степень влияния энергетики
ющую роль в экономике развитых стран на арктическую экосистему, возможно-
мира, которые ставят перед собой цель сти применения новых инновационных
перейти на безуглеродное производство методов освоения ее ресурсов, а также
и снизить выбросы парниковых газов. планы по развитию Северного морского
В апрельском номере журнала «Энерге- пути.
тическая политика» мы подняли вопрос Особое место в номере уделено сотруд-
о том, насколько такой подход будет эф- ничеству предприятий ТЭК и ОПК, в том
фективен и действительно ли глобальное числе для проектирования и строитель-
потепление вызвано только лишь антро- ства оборудования и техники, а также для
погенной деятельностью. арктических проектов.
Александр НОВАК
Заместитель председателя Правительства РФ
6 7
DOI 10.46920/2409-5516_2021_4158_6
Водород: энергия
ОТ ПЕ РВОГО Л И Ц А
ОТ ПЕ РВОГО Л И Ц А
«чистого» будущего
В современном мире значительное распространение получают тренды
к расширению использования альтернативных источников энергии. Все
более значимую роль в данном сегменте играет водород. В качестве энер-
гоносителя этот химический элемент известен миру уже более полутора
столетий. Однако специфические физико-химические свойства и высокая
стоимость его производства пока не позволили водороду получить широ-
кого применения в отраслях ТЭК. В силу усиливающегося влияния на раз-
витие международных энергетических рынков курса на декарбонизацию
глобальной экономики мировое сообщество стремится к поступательному
переходу на использование низкоуглеродных и безуглеродных источников
энергии. И именно водород как экологически чистое топливо может сы-
грать одну из ключевых ролей в достижении углеродной нейтральности.
Таким образом, сегодня водородная энергетика получает второй шанс
на ускоренное развитие. Задача России – на основе имеющихся конку-
рентных преимуществ воспользоваться открывающимися возможностями
и занять лидирующие позиции на этом перспективном рынке.
Области использования
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(158 ) / 202 1
В сфере электроэнергетики он может
водорода использоваться в качестве углеродно-
нейтрального топлива как для централи-
Водород, полученный с использованием зованной, так и для распределенной гене-
низкоуглеродных технологий, может быть эф- рации, выступать средством накопления
фективным средством декарбонизации тех энергии и применяться в качестве вторич-
отраслей промышленности, которые в насто- ного энергоносителя, аккумулирующего
ящее время потребляют большое количество энергию, которая производится на объек-
угля или газа в качестве источника энергии, тах возобновляемой энергетики.
либо такой водород может стать вариантом Кроме того, использование водоро-
замены уже используемого водорода на низ- да в смеси с метаном или в чистом виде
коуглеродный (например, в нефтепереработ- в системе газоснабжения рассматривается
ке и химической промышленности). в качестве направления декарбонизации
Несмотря на то, что сегодня водород децентрализованного теплоснабжения
используется в основном в промышленном и ЖКХ.
производстве, этот химический элемент Водород может применяться в раз-
имеет значительный потенциал расшире- личных видах транспорта – автомобилях,
ния областей применения. складском транспорте, поездах, авиатранс-
порте, судах – как в топливных элементах, ственной цепочки, дефицитом необходимой ется развитие технологий для его исполь- связи развитие водородной энергетики пол-
так и в двигателях внутреннего сгорания. инфраструктуры для хранения и транспор- зования в качестве средства накопления ностью отвечает поставленным задачам.
тировки водорода, а также рядом пробелов энергии на установках ВИЭ и расширение Несмотря на то, что отечественные
8 9
Настоящее и будущее в нормативной правовой базе. сфер применения водородных топливных топливно-энергетический и электроэнер-
На сегодняшний день наиболее эко- элементов. гетические балансы сегодня являются од-
водородной энергетики
номически выгодным является произ- ними из самых «зеленых» в мире, Россия
По оценкам экспертов, мировой спрос водство водорода из ископаемого сырья. Развитие водородной продолжает дальнейшую работу над раз-
на чистый водород в настоящее время на- По данным МЭА, в структуре мирового витием альтернативных источников, в том
энергетики в России
ходится на уровне 75 млн тонн в год. При производства чистого водорода 75 % при- числе над расширением использования
ОТ ПЕ РВОГО Л И Ц А
ОТ ПЕ РВОГО Л И Ц А
этом порядка 95 % потребления приходится ходится на природный газ, 23 % – на уголь. В 2019 году Россия присоединилась водорода на внутреннем рынке.
на нефтеперерабатывающую и химическую При этом водород, производящийся из ис- к Парижскому соглашению по климату,
промышленность, в основном самостоя- копаемого сырья (в первую очередь, угля) чем поддержала международные усилия
тельно обеспечивающих собственные по- обладает относительно высоким углерод- по противодействию изменению климата,
требности в водороде за счет его производ- ным следом. Для снижения углеродного охране окружающей среды и рационально- Мировой спрос на чистый
ства на специализированных установках следа и дальнейшей декарбонизации от- му природопользованию. водород в настоящее время
непосредственно в месте потребления (так раслей возможно внедрение технологий Уже сегодня страна является одним
производства водорода из ископаемого из гарантов глобальной энергетической
находится на уровне 75 млн
сырья с использованием систем улавли- безопасности, обеспечивая природным тонн в год. При этом порядка
вания и хранения углекислого газа, а также газом – наиболее экологическим чистым
95 % потребления приходится
электролиза воды, в первую очередь, с по- ископаемым источником энергии – евро-
мощью энергии объектов атомной, гидро-, пейских и восточных партнеров. на нефтеперерабатывающую
ветряной и солнечной энергетики. Большие Одна из ключевых задач, закрепленных и химическую промышленность
перспективы имеются у новых технологий в Энергетической стратегии Российской Фе-
низкоуглеродного производства водорода, дерации на период до 2035 года, – на основе
в частности технологии пиролиза метана. имеющихся компетенций в сфере тради-
В настоящее время мировые эксперты ционной энергетики развивать потенциал В качестве наиболее перспективных
не пришли к единому мнению о потенци- России в новых перспективных направ- направлений в настоящее время рассма-
альных объемах мирового рынка водорода. лениях, формируя собственную научную тривается применение водорода в качестве
Диапазон оценок глобального спроса на во- и техническую базу энергетики будущего энергоносителя на транспорте, в энерге-
дород к 2050 году колеблется в пределах и наращивая экспорт высокотехнологичных тике и промышленности. Помимо этого,
от нескольких десятков до почти 700 млн решений и несырьевой продукции. В этой водород потенциально может использо-
тонн в год. Между собой конкурируют два
возможных сценария дальнейшего разви-
тия водородной энергетики: формирование Одним из первых самолетов на водороде стал советский ТУ-155 Источник: jetphotos.com
глобального рынка с крупнотоннажными
перевозками энергоресурса от центров
производства к центрам потребления,
Молекула водорода
по аналогии с рынками нефти и сжижен-
Источник: vistapointe.net
ного природного газа, или же локальное
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
сосредоточение производства и потребле-
называемый кэптивный рынок). Еще около ния водорода в рамках отдельных стран
42 млн тонн водорода используется в сме- или небольших регионов.
си с другими газами (в основном в виде По какому сценарию пойдет дальней-
синтез-газа) в качестве сырья или топлива шее развитие водородной энергетики, бу-
при производстве тепловой и электриче- дет во многом зависеть от темпов декарбо-
ской энергии. низации мировой экономики и скорости ос-
Для сравнения, в качестве энергоно- воения и развития водородных технологий.
сителя в таких перспективных сферах как Способствовать появлению глобального
транспорт и энергетика в настоящее время рынка водорода будет спрос со стороны
потребляется менее 0,01 млн тонн в год. стран, ратифицировавших Парижское кли-
Столь незначительные объемы во многом матическое соглашение, но не имеющих
связаны с сохраняющимися барьерами достаточных собственных ресурсов для
развития водородной энергетики: высокой производства низкоуглеродной энергии
стоимостью низкоуглеродного водорода, и топлива для декарбонизации секторов
недостаточной готовностью технологий экономики. Еще одним немаловажным сти-
для его широкого применения, включая мулом, способным увеличить объемы про-
обеспечение безопасности всей производ- изводства и потребления водорода, явля-
ваться для энергоснабжения потребите- Международное
лей энергетически изолированных районов сотрудничество
и территорий с особыми требованиями эко- Наша страна является одним
10 логичности, например, в Арктике. В активной стадии находится вза- 11
Наша страна обладает важными конку- имодействие с иностранными партне-
из лидеров мирового рынка
рентными преимуществами: значительным рами в сфере водородной энергетики. углеводородов. Наращивая
энергетическим потенциалом и ресурсной В первую очередь, ставка будет делаться
компетенции в традиционных
базой, генерирующими мощностями, гео- на страны Европейского союза и Азиатско-
графической близостью к потенциальным Тихоокеанского региона, в которых уже направлениях ТЭК, Россия
ОТ ПЕ РВОГО Л И Ц А
ОТ ПЕ РВОГО Л И Ц А
потребителям водорода, научным заделом приняты долгосрочные программы раз- готова стать одним из ведущих
в сфере производства, транспортировки вития водородной энергетики.
и хранения водорода, а также действующей В настоящий момент наиболее интен- экспортеров водорода
транспортной инфраструктурой. сивный диалог ведется с немецкой и япон-
Для реализации имеющегося в стране ской сторонами. В рамках Российско-
потенциала в октябре 2020 года правитель- Японского Консультационного энергети-
ством была утверждена дорожная карта ческого совета достигнуты принципиаль- Еще одним перспективным направлением
по развитию водородной энергетики в Рос- ные договоренности о взаимодействии сотрудничества двух сторон может стать
Использование водорода на НПЗ в Германии
сийской Федерации до 2024 года, задача в рамках двусторонней рабочей группы. обмен опытом в части развития технологий.
Источник: pressebox.de
которой – расширение производства и по- Отдельное внимание уделяется перспек- Что касается российско-германского
требления водорода, а также вхождение тивам сотрудничества по водородному сотрудничества, в высокой степени го-
страны в число мировых лидеров по его Отдельное внимание стоит обратить направлению между российскими компа- товности находится подписание совмест-
производству и экспорту. В настоящее на разработку технологий эффективной ниями и японскими органами власти. ной российско-германской декларации
время подготовлен проект Концепции раз- и безопасной транспортировки и хранения В частности, одна из крупнейших энер- о намерениях между Минэнерго России
вития водородной энергетики, в котором водорода, не получивших в настоящее вре- гетических компаний России – «Роса- и Федеральным Министерством эконо-
сформулированы приоритеты развития мя достаточного развития для широкомас- том» – в рамках подписанного в 2019 году мики и энергетики ФРГ о сотрудничестве
водородной энергетики с определением штабного применения в промышленности. соглашения о сотрудничестве совместно в сфере устойчивой энергетики. Предусма-
краткосрочных, среднесрочных и долго- Для достижения эффективных результатов с Агентством по природным ресурсам тривается создание рабочей группы высо-
срочных целей. потребуется развитие отечественной науч- и энергетике Японии разрабатывает технико- кого уровня по устойчивой энергетике под
Одной из первостепенных задач, на ко- ной школы и профессиональных кадровых экономическое обоснование (ТЭО) проек- председательством министров энергетики
торой предстоит сосредоточиться, должна компетенций, создание инжиниринговых та поставок водорода из России в Японию. России и Германии и входящей в ее состав
стать разработка конкурентоспособных центров и полигонов для отработки пилот- В случае его успеха можно будет говорить подгруппы по сотрудничеству в сфере во-
технологий производства водорода как ных проектов, а также разработка соответ- о реализации масштабного проекта ор- дородной энергетики.
из ископаемого сырья, в первую очередь ствующей нормативной базы по стандар- ганизации глобальной цепочки поставок Подписание Декларации станет основой
природного газа, так и электролизом воды тизации и в сфере безопасности по всей водорода, а в будущем – о формировании для расширения взаимовыгодного энерге-
на базе АЭС и ВИЭ. При этом, нужно про- цепочке жизненного цикла от производства уникального низкоуглеродного водородного тического сотрудничества между нашими
должать работу по развитию в стране воз- до применения водородных энергоносите- кластера, цена на водород в котором будет странами, обмена опытом в области изу-
обновляемой энергетики, уделяя особое лей. Для вывода на рынок новых решений интересна для потенциальных партнеров. чения технологии производства, хранения,
внимание снижению стоимости, получа- необходимо будет обеспечить и законода- использования и транспортировки водоро-
емой от солнечных и ветровых станций тельную поддержку водородной энергетики. да для реализации совместных российско-
Южнокорейская Hyundai активно развивает производство
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
электроэнергии, для организации эконо- Развитие всех этих направлений германских проектов в данной сфере, а так-
машин на водороде и заправочные станции для них
мически эффективного производства водо- предусмотрено в рамках дорожной кар- же будет способствовать использованию
Источник: hyundai.com
рода с минимальным углеродным следом. ты по развитию водородной энергетики. и совершенствованию наилучших доступ-
К 2024 году запланирована реализация ных технологий и практик.
ряда пилотных проектов в области водо- На сегодняшний день энергетическая
родной энергетики, направленных, в том политика Российской Федерации полностью
При взаимодействии числе, на создание и применение пилотных отражает ключевые мировые тренды. Наша
с иностранными партнерами установок производства водорода без вы- страна на протяжении многих лет является
бросов углекислого газа, разработку, изго- одним из лидеров на глобальном рынке угле-
ставка, в первую очередь, товление и проведение испытаний газовых водородов, при этом параллельно, не теряя,
будет делаться на страны ЕС турбин на метано-водородном топливе, со- а наращивая компетенции в традиционных
здание опытного образца железнодорож- направлениях ТЭК, Россия намерена войти
и АТР, которые уже приняли
ного транспорта на водороде и опытных в число мировых лидеров в сфере произ-
долгосрочные программы полигонов низкоуглеродного производства водства и экспорта водорода. Это окажет
развития водородной энергетики водорода на объектах переработки углево- мультипликативный эффект на развитие
дородного сырья или добычи природного смежных отраслей и будет способствовать
газа, производство водорода с использо- достижению глобальной цели низкоуглерод-
ванием атомных электрических станций. ного развития мировой экономики.
Аннотация. Исторический подход к прогнозированию мировой энергетики способен да-
УДК 551.583 DOI 10.46920/2409-5516_2021_4158_12
вать полезные результаты на временных горизонтах глубиной в несколько десятилетий.
Генетический прогноз предполагает стабилизацию глобального потребления энергии
Энергетика и природа
12 13
на уровне в 30 млрд тонн условного топлива и повышение концентрации диоксида углерода
почти до 500 млн‑1 к концу нынешнего столетия. С исторической точки зрения реализация
климата: есть ли шанс наиболее агрессивных сценариев антропогенного воздействия IPCC представляется мало-
вероятной. Тем не менее, объемы выбросов парниковых газов при реализации генетиче-
остановить глобальное ского прогноза развития мировой энергетики не предотвращают повышение глобальной
К Л И М АТ
К Л И М АТ
температуры на 2 градуса по сравнению с доиндустриальной эпохой. Расчеты на модели
потепление?
климата показывают, что ожидаемое в ближайшие 10–15 лет замедление глобального
потепления будет вызвано противодействием естественных факторов, в первую очередь,
снижением солнечной активности и переходом главных циркуляционных индексов в оче-
Energy and natural climate редную отрицательную фазу. Предполагается, что потепление возобновится в следующем
десятилетии, но с меньшими, чем в последние 30 лет, скоростями.
factors: if there is a chance Ключевые слова: энергетика, эмиссия, диоксид углерода, концентрация, исторический подход,
климатическая модель, природные факторы, прогноз, сценарии, атмосфера, климат.
to stop global warming? Abstract. Historical approach to the world energy forecasting can provide useful results on
extended time horizons several decades deep. The genetic forecast assumes the global energy
consumption cap at 30 billion tons of coal equivalent and carbon dioxide concentration further rise
to nearly 500 ppm by the end of this century. From a historical point of view, the implementation
of the most aggressive IPCC scenarios of anthropogenic impact seems unlikely. Nevertheless,
Владимир КЛИМЕНКО Vladimir KLIMENKO the scale of greenhouse gas emissions with the implementation of the genetic energy forecast
Руководитель лаборатории глобальных Head, Global Energy Problems Laboratory National does not prevent a global temperature rise by two degrees compared to pre-industrial era. Climate
проблем энергетики, МЭИ, ИЭИ РАН Research University Moscow Power Engineering modeling show that the anticipated slowdown of global warming in the next 10–15 years will be
e-mail: nilgpe@mpei.ru Institute, Energy Research Institute of the Russian
caused by the counteraction of the natural factors, first of all a decrease in solar activity and the
transition of the major circulation indices to the next negative phase. Warming is expected to
Academy of Sciences
resume in the next decade but at a slower pace than in the last 30 years. This hiatus should be
Александр КЛИМЕНКО e-mail: nilgpe@mpei.ru
maximized to expand the area of the global energy transition and the large-scale implementation
Главный научный сотрудник, МИСиС
of carbon capture technologies. Without these measures the achievement of Paris Agreement
e-mail: nilgpe@mpei.ru Alexander KLIMENKO
targets seems impossible.
Principal Researcher National University Keywords: energy, emission, carbon dioxide, concentration, historical approach, climate model, natural
Алексей ТЕРЕШИН of Science and Technology MISIS factors, forecast, scenarios, atmosphere, climate.
Ведущий научный сотрудник лаборатории e-mail: nilgpe@mpei.ru
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
глобальных проблем энергетики, МЭИ Введение
e-mail: nilgpe@mpei.ru Alexey TERESHIN
Leading Researcher В июле 2020 г. исполнилось 30 лет
Ольга МИУШИНА e-mail: nilgpe@mpei.ru со дня опубликования Первого оценоч-
ного доклада по изменениям климата,
Старший научный сотрудник лаборатории В 2020 г. концентрация подготовленного Межправительственной
глобальных проблем энергетики, МЭИ, Olga MIKUSHINA группой экспертов по изменениям климата
ИЭИ РАН Senior Researcher
СО2 в атмосфере достигла (МГЭИК) [1]. Группа была создана в 1988 г.
e-mail: nilgpe@mpei.ru e-mail: nilgpe@mpei.ru 415 млн‑1, что является совместными усилиями Всемирной мете-
орологической организации и ООН, и с тех
беспрецедентным пор подготовила еще четыре оценочных
доклада, последний из которых [2] увидел
событием в геологической свет в 2013–2014 гг. Выход очередного
истории Земли Шестого доклада запланирован на 2022 г.
Деятельность МГЭИК, которая, не проводя
никаких собственных исследований, при-
звана, тем не менее, снабжать мировую
общественность наиболее полной и досто- E, млрд т у.т.
верной информацией по всему спектру ре-
32
левантных проблем, явилась, в частности,
14 заметной вехой в исследовании взаимо- В последний раз столь высокое 15
30
действия энергетики и климата. Многие
содержание СО2 в атмосфере, 28
выводы МГЭИК, касающиеся этой сферы,
представляются отнюдь не бесспорными. как в наши дни, наблюдалось
26
К тому же, за истекший период времени в эпоху плиоцена, которой
произошло достаточно много важных со- 24
соответствовал очень теплый
К Л И М АТ
К Л И М АТ
бытий – достаточно назвать: Рамочная кон-
22
венция ООН по изменениям климата (1992), климат с температурой на 3 °C
Киотский протокол (1997), Парижское со-
выше современной 20
глашение по климату (2015), не говоря уже
о начале глобального энергетического пе- 18
рехода и масштабного распространения
практики регулирования выбросов парни- 16
ковых газов. Таким образом, необычайно бычайно высокий уровень океана, вероятно, 14
динамичная ситуация в области взаимо- на 15–30 м выше современного. Разумеет-
действия энергетики и климата дает нам ся, возможность возвращения таких усло- 12
основания вновь вернуться к этой теме. вий вызывает острое беспокойство миро-
10
В 2020 г. среднегодовая концентрация вой общественности на фоне уже достигну-
углекислого газа в атмосфере достигла того с конца XIX столетия потепления в 1 °C. 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
отметки в 415 млн‑1, что является беспре- В настоящее время можно считать твердо год
цедентным событием в геологической исто- установленным, что высокое содержание
рии Земли, по крайней мере, за последние СО2 в атмосфере и современное потепление Рис. 1. Эволюция потребления энергии в мире в последние 30 лет
и некоторые прогнозы энергопотребления, выполненные в 1981-1990 гг., с указанием года публикации:
три миллиона лет. В последний раз столь преимущественно являются результатом — ИАЭ, 1984; — IAASA, 1981; — МАГАТЭ, 1984; — Окриджский институт энергетического
высокое содержание СО 2 в атмосфере деятельности человека, в основном, за счет анализа, 1985; — WEC, 1984; — Московский энергетический институт (МЭИ), 1990 [4]
наблюдалось в эпоху плиоцена (9–2 млн сжигания органического топлива [1, 2]. Со-
лет назад), которой соответствовал чрез- вершенно ясно, что скорость дальнейшего
вычайно теплый климат (с температурой поступления антропогенного углерода в ат-
в среднем на 3 °C выше современной) и нео- мосферу, следовательно, скорость дальней- шего потепления напрямую связаны с коли- ных температурных оценок (оставшаяся
чеством сжигаемого органического топлива часть связана с внутренней изменчивостью
и определяются тем, как будет развиваться и особенностями климатических моделей),
Металлургический завод «Норильский Никель» Источник: pro-arctic.ru
мировая энергетика. В Пятом оценочном то к 2050 г. эта доля возрастает до 50 %,
докладе МГЭИК (p. 979, Fig.11.8) [2] показа- а к концу столетия превышает 80 %. По-
но, что именно неопределенность сценари- скольку влияние энергетики на климат
ев антропогенного воздействия на атмосфе- очень велико, то чрезвычайно важным яв-
ру играет решающую роль в формировании ляется поиск долговременных тенденций
общей неопределенности оценок будущих ее развития и построение обоснованных
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
климатических изменений на дальнюю пер- долгосрочных прогнозов.
спективу. Так, если для периода до 2030 г. Нельзя сказать, что эта задача являет-
она определяет до 20 % разброса модель- ся новой, поскольку, ещё начиная с середи-
ны 70‑х годов прошлого столетия, долго-
срочные прогнозы регулярно появляются
в мировой научной печати, начиная с работ
Настоящая проблема Римского клуба и последующих публикаций
заключается в том, что ни один Международного института прикладного
системного анализа (IAASA), Международ-
из предлагаемых десятков ного агентства по атомной энергии (МА-
сценариев, по сути, не имеет ГАТЭ) Всемирного энергетического совета
(WEC), Института атомной энергии АН СССР
никакого отношения к реальной
(ИАЭ) и других организаций (их подробный
эволюции мировой энергетики обзор можно найти в [3]). Однако не может
и эмиссии СО2 не поражать степень неуспешности этих
прогнозов, которые, как правило, начинают
разрушаться уже через 10–15 лет после их
составления (рис. 1).
деляет их будущее поведение на много
лет вперед. Последовательное примене-
ние генетического подхода (обнаружение
16 и экстраполяция исторических тенденций В ближайшие 15–20 лет 17
в будущее) позволило сформулировать две
можно ожидать достижения
фундаментальные тенденции, определя-
ющие современные пути развития энер- пика антропогенной эмиссии
гетики мира: углекислого газа на уровне
– стабилизацию национального удель-
в 10–11 Гт С в год, не слишком
К Л И М АТ
К Л И М АТ
ного энергопотребления на душу на-
селения на уровне, определяемом отличающимся от современного
главным образом климатическими
в 9,5 Гт С в год
и географическими факторами [5]
(данные энергетической статисти-
ки BP и ООН показывают, что этот
процесс в большинстве развитых
стран мира уже завершился [3]); ровое потребление энергии до 28–30 млрд
– неуклонное снижение в течение уже т у. т., что лишь в 1,5 раза выше современ-
более 100 лет углеродной интенсив- ного. Таким образом, исторический подход
Предприятия ТЭК вносят значительный вклад Источник: ности мировой энергетики (количе- ограничивает потребление энергии в теку-
в эмиссию СО2 rclassenlayouts / Depositphotos.com ства диоксида углерода, приходяще- щем столетии именно этим сравнительно
гося на единицу потребления энер- невысоким значением. Между тем, авто-
В результате мировое энергетическое ложными представлениями о масштабах гии) в результате изменений струк- ры многих радикальных энергетических
сообщество поражено тотальным скепси- будущих климатических изменений, что туры топливно-э нергетического сценариев ещё совсем недавно допускали
сом, крайняя позиция которого заключе- вызывает излишнее напряжение в обще- баланса. рост энергопотребления до 60, 100 и даже
на в утверждении, что долгосрочный про- стве и обратную гипертрофированную Реализация первой тенденции должна 200 млрд т у. т./год (см. [3]), исходя из не-
гноз развития энергетики невозможен. реакцию. Но это не проблема неверного привести среднемировое удельное потре- верной гипотезы о том, что для достижения
В последнюю четверть века этот песси- выбора сценария – настоящая проблема бление энергии на душу населения к вели- уровня жизни развитых стран необходим
мизм проложил дорогу и в сообщество заключается в том, что ни один из предлага- чинам около 2,8–3 т у. т./год·чел (это не- соответствующий им уровень потребле-
климатологов, которые вместо прогнозов емых десятков сценариев, по сути, не имеет многим выше современного уровня), что ния энергии. Эта идея жива до сих пор. При
предпочитают пользоваться весьма про- никакого отношения к реальной эволюции при росте численности населения планеты этом упускается из виду важное обстоя-
извольными сценариями [2]. В последние мировой энергетики и эмиссии диоксида к 2100 г. примерно до 10 млрд человек, со- тельство, что почти все высокоразвитые
15 лет наибольшей популярностью поль- углерода. Поскольку реакция климатиче- гласно последним оценкам Демографиче- страны расположены в средних и высоких
зовались, пожалуй, сначала сценарии А1В, ской системы зависит не только от объёма ской службы ООН, доведет ежегодное ми- широтах, требующих значительных (до 40 %
В2, а затем также RCP8.5 (особенно первый выбросов, но и от их динамики, то задача от общей потребности) дополнительных
и последний), которые значительно преуве- корректного прогноза развития мировой расходов на отопление.
личивают размер антропогенной эмиссии энергетики приобретает вполне реальное Пробка из автомашин в Лос-Анджелесе, США Сохранение второй тенденции означает
углерода и, соответственно, реакцию кли- практическое значение. Цель настоящей Источник: industrytap.com снижение темпов роста антропогенного
матической системы, как на глобальном, работы – продемонстрировать, что пред- воздействия на климатическую систему.
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
так и на региональном уровне [3]. В резуль- ложенный нами более 30 лет назад метод В частности, в ближайшие 15–20 лет мож-
тате мировое сообщество в течение уже генетического прогноза является весьма но ожидать достижения пика антропоген-
трех десятилетий постоянно снабжается надежным инструментом, позволяющим ной эмиссии СО2 на уровне в 10–11 Гт С /
предвидеть генеральное развитие мировой год, не слишком отличающимся от совре-
энергетики на много лет вперед. менного в 9,5 Гт С / год. Неуклонное сниже-
ние углеродной интенсивности можно обо-
Среднемировое удельное Генетический прогноз сновать фундаментальным философским
потребление энергии на душу принципом прогрессирующего упрощения
развития мировой энергетики
А. Дж. Тойнби, широко распространенным
населения составит около В основу генетического прогноза по- в природе и общественной жизни. Приме-
2,8–3 т у. т./год на человека при ложен исторический экстраполяционный нительно к энергетике этот принцип про-
подход, широко распространенный в со- является в постепенном переходе от более
росте численности населения
временных социологии и экономике в виде сложных, «законсервированных» в органи-
планеты к 2100 г. примерно известной теории институциональных из- ческом топливе энергоносителей, к более
до 10 млрд человек менений лауреата Нобелевской премии простым, естественным. Этому принципу
по экономике 1993 г. Д. К. Норта. Основная полностью отвечает развитие мировой
идея этой теории заключается в том, что энергетики с начала индустриальной эпо-
история развития сложных систем опре- хи: от угля к нефти, затем к газу и, наконец,к нетрадиционным возобновляемым источ- Совершенно очевидно, что все они зна- мичным видом мировой энергетики,
никам энергии (ВИЭ) – солнечным, ветро- чительно завышают глобальную потреб- демонстрирующим в течение по-
вым, биотическим и др. Глобальный энер- ность в первичной энергии уже с начала следних 25 лет поразительные тем-
18 гопереход, ставший новой реальностью 1990‑х годов, и это расхождение продолжа- Рост эмиссии углерода пы роста в 15–20 % в год. В 2020 г. 19
в последние десять лет и сопровождаю- ет нарастать со временем, достигая сейчас электростанции на основе ВИЭ впер-
завершится уже в следующем
щийся быстрым ростом потребления газа 40–50 % (см. рис. 1). Более того, прогнозы вые произвели более 3 трлн кВт·ч
и еще более быстрым ростом потребления 1980‑х годов содержали целый ряд ошибок десятилетии на уровне в год, а за год до этого превзошли
ВИЭ (со скоростью в 12–15 % в год), являет принципиального характера, а именно: в 10–11 млрд т С / год, потом атомную энергетику по объёму про-
собой яркое свидетельство осуществления 1) предположение о том, что потре- изводства электроэнергии. В рамках
начнётся медленное снижение.
К Л И М АТ
К Л И М АТ
этого принципа. бление вначале нефти, а затем газа исторического подхода возобновля-
На рис. 1 показано сравнение генети- пройдут свой пик на рубеже столе- В конце столетия она будет емые источники энергии (включая
ческого прогноза развития мировой энер- тий ввиду скорого исчерпания их из- гидроэнергетику) займут ведущее
на уровне ниже 6 млрд т С/год
гетики, выполненного в 1990 г. [4], с дан- влекаемых запасов. В действитель- место в мировом энергобалансе уже
ными BP и ООН по потреблению энергии ности, производство и потребление через 20–30 лет [6, 7].
за последние 30 лет. Можно видеть, что нефти и газа продолжают расти,
на протяжении всего этого периода откло- и максимум производства нефти Эмиссия и атмосферная
будет достигнут не ранее середины, составить немногим более 2,9 трлн
концентрация диоксида
а газа – лишь во второй половине кВт·ч, что практически в точности
текущего столетия. Даже в конце соответствует современному уров-
углерода
XXI в. потребление газа, в основном ню. Это означает, что доля АЭС в об- Таким образом, реальная энергетиче-
за счет введения в эксплуатацию щем энергопотреблении продолжит ская картина мира в начале XXI в. сильно
обширных нетрадиционных запасов падать и не превысит тех же 4 % отличается от её изображения в недавних
(сланцевого, угольного метана, газа к середине столетия; сценариях, которые были рассчитаны,
плотных формаций) будет всё ещё 3) роль возобновляемых источников по крайней мере, на три четверти столе-
на уровне нынешнего [6]; энергии (ВИЭ) в обозримом будущем тия. Разумеется, что основанные на них
2) предполагалось, что атомная энер- представлялась весьма незначи- представления об эволюции эмиссии СО2
гетика значительно потеснит дру- тельной. На самом деле, ВИЭ, без и его концентрации в атмосфере так же
гие источники энергии, а её доля сомнения, являются самым дина- весьма далеки от реальности (рис. 2).
в общем потреблении в первой
четверти XXI в. превысит 15–20 %.
В действительности, атомная Рис. 2. Мировая эмиссия S и среднеглобальная концентрация С диоксида углерода: фактические данные CDIAC
( 1) и NOAA ( 2), прогнозы Клименко и др. [4] ( 3), Будыко и др. [8] ( 4), Окриджского института
энергетика переживает затяжной энергетического анализа ( 5) (см. [3]) и сценарий A1B МГЭИК ( 6)
кризис, особенно усилившийся
после аварии на станции Фукусима
в марте 2011 г. Её среднегодовой S, млрд т C/год -1
C, млн
рост в последние 25 лет составил
Одним из главных источников 12 500
ничтожные 0,7 %, что значительно
выбросов СО2 являются угольные ТЭС
меньше, чем для любого другого
Источник: Madrabothair / Depositphotos.com 11 480
вида энергии. Доля атомной энерге-
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
тики в мировом энергопотреблении
нение фактических данных от расчетных за те же 25 лет упала с 5,6 до 4,2 %, 10 460
составляло 3–4 % и достигло максимума и нет никаких шансов, что она может
в 6 % в 2012 г. Генетический прогноз по- существенно вырасти в ближайшие 9 440
зволил совершенно верно предсказать рез- 30–40 лет. На это вполне опреде-
S
кое замедление ежегодных темпов роста ленно указывает недавний ежегод-
8 420
энергопотребления на рубеже тысячелетий, ный отчет МАГАТЭ по перспекти-
которое в 1990–2020 гг. снизилось до 1,8 % вам развития атомной энергетики
против 3,7 % в 1950–1990 гг. Это обстоя- (2020 г.), в котором, как всегда, 7 400
тельство стало полной неожиданностью представлены два сценария буду-
для большинства аналитиков, в свое время щего – высокий и низкий. Учитывая, 6 380
ожидавших более чем двукратного увели- что за всю 40‑летнюю историю соз- C
чения потребления энергии в течение по- дания подобных прогнозов не было 5 360
следней четверти века. Это демонстрирует ни одного случая осуществления вы-
рис. 1, где показаны несколько прогнозов, сокого сценария, правильнее опе-
4 340
выполненных в 1980‑х годах рядом весьма реться на данные низкого варианта,
авторитетных исследовательских органи- согласно которому выработка элек- 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
заций (см. [3]). троэнергии на АЭС к 2050 г. должна
годС точки зрения климатологии, более
важным является кумулятивный выброс
диоксида углерода, поскольку именно он
20 определяет концентрации CO2 в атмосфере Предотвратить нежелательное 21
и радиационный форсинг этого парниково- потепление можно за счет
го газа. Предсказанная нами [4] величина
кумулятивной эмиссии за последние 30 лет
технологий захоронения углерода.
(1990–2019 гг.) в 228 Гт C практически не от- Но есть сомнения, что масштаб
личается от реальной (227 Гт С), рассчитан-
захоронения может достичь
К Л И М АТ
К Л И М АТ
ной по данным BP. Таким образом, можно
надеяться, что ошибка вычисления выброса нужного уровня в ближайшие
углерода в атмосферу до конца текущего сто- десятилетия
летия будет находиться в пределах 5–7 %.
Для сравнения отметим, что диапазон куму-
лятивной эмиссии углекислого газа по сце-
нариям группы SRES МГЭИК к 2100 г. состав- но ниже наименее агрессивных сценариев
ляет более 50 % от медианного значения. антропогенного воздействия МГЭИК [2]
По нашим представлениям скорость (В1 из второго семейства сценариев SRES
роста концентрации диоксида углерода бу- и RCP 4.5 из недавнего семейства сцена-
дет уменьшаться с современной величины риев). Это непосредственно означает, что
0,5 % в год (по данным NOAA) до 0,3 % в се- прогнозные оценки будущего потепления
редине столетия и 0,1 % в его конце (рис. 3). нуждаются в серьезной коррекции.
Концентрация достигнет максимального
Концентрация выбросов выхлопных газов в Пекине Источник: значения немногим выше 500 млн‑1 в пер- Изменения среднеглобальной
достигла исторических значений Safia Osman / Flickr.com вой половине XXII в., после чего начнется
температуры и природные
её медленное снижение, вызванное погло-
Напротив, генетический прогноз позво- эквивалентно погрешности вычисления щением избыточного углерода атмосферы
климатические факторы
лил с высокой степенью точности пред- среднеглобальной температуры в преде- океаном и наземной биотой, а также раз- Насколько велика может быть такая
сказать реальную эволюцию эмиссии лах (0,02–0,04)°C при чувствительности витием технологий захоронения углерода. коррекция, можно судить по результатам
и концентрации углекислого газа в по- климатической системы в (1,5–3,0)°C Таким образом, генетический прогноз расчетов на двух моделях – климатической
следнюю четверть столетия. Именно к удвоению концентрации СО2. дает результаты, которые лежат существен- модели промежуточной сложности ИФА
концентрация СО2 является важнейшим Поскольку генетический прогноз об-
параметром, который непосредственно наруживает удивительную устойчивость
используется в расчетах температуры и не требует частой корректировки со вре- Рис. 3. Концентрация диоксида углерода в атмосфере: прогнозные оценки ( 1) Окриджского института
воздуха во всех климатических моделях, менем, можно предположить, что он бу- энергетического анализа (см. [3]), ( 2) Будыко и др.[8], ( 3) МЭИ [9]
и сценарии МГЭИК B2 ( 4), A1B ( 5), RCP 4.5 ( 6) и RCP 6 ( 7)
и поэтому точность её определения яв- дет демонстрировать сходные показатели,
ляется решающей для подобных расче- по крайней мере, в течение нескольких сле-
-1
тов. Рис. 2 показывает, что генетический дующих десятилетий. В этой связи интерес- C, млн
прогноз без коррекции позволил пред- но взглянуть на результаты этого прогноза 700
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
сказать концентрацию СО2 в последние до конца текущего столетия [7]. Мы полага-
30 лет с беспрецедентно высокой точно- ем, что рост эмиссии углерода завершится 650
стью (ошибка составила менее 1 %), что уже в следующем десятилетии на уровне
в 10–11 млрд т С / год, после чего начнётся 600
её медленное снижение. Однако и в кон-
це столетия величина эмиссии будет на- 550
Концентрация СО2 достигнет ходиться на уровне не ниже 6 млрд т С /
год в результате сжигания значительных 500
максимума в 500 млн‑1 в первой
количеств угля и нетрадиционного газа.
половине XXII в., после Достижение целей климатически нейтраль- 450
чего начнется её медленное ной, т. е. с нулевыми нетто-в ыбросами
400
экономики, провозглашенное лидерами
снижение, вызванное некоторых развитых стран мира, видит-
350
поглощением избыточного ся нам нереальным ни к 2050 г., ни даже
в более отдаленной перспективе, исходя
углерода океаном и биотой из богатого исторического опыта эволюции
300
1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100
энергетики и первого десятилетия реали-
зации Парижского соглашения [7]. год Tглоб, oC o
Tглоб, C
3.0 3.0
22 2.5 2.5 23
2.0 2.0
1.5 1.5
1.0 1.0
К Л И М АТ
К Л И М АТ
0.5 0.5
0.0 0.0
2000 2025 2050 2075 2100 2000 2025 2050 2075 2100
годы годы
Рис. 4. Изменения среднеглобальной температуры, рассчитанные на климатических моделях
ИФА РАН (а) [10] и МЭИ (б) [9, 11] при различных вариантах антропогенного воздействия на атмосферу:
историческому прогнозу [4-7] ( 1) и сценариям МГЭИК B1 ( 2), B2 ( 3), A1B ( 4) и А2 ( 5) Рис. 5. Хронология и прогноз изменения глобальной температуры воздуха DTглоб в 1850–2100 гг. (в отклонениях
от среднего за 1850–1900 гг.). 1 — данные CRU; 2 — расчёты настоящей работы: антропогенный тренд, дополненный
доминирующими гармониками 69, 21 и 9,1 года (до 2025 также 6 года)
РАН [10] и регрессионно-аналитической обходимого уровня в течение нескольких
модели МЭИ [9, 11] с использованием ближайших десятилетий. В самом деле, необходимых экономических издержек ниже температуры предыдущего пятилетия
различных вариантов антропогенного действующие в настоящее время в мире и господствующее стойкое неприятие об- (2001–2005 гг.). Кроме того, пятнадцать лет
воздействия – прогнозных оценок авто- мощности по захоронению диоксида угле- щественностью таких технологий, трудно кряду, с 1998 по 2013 г. средняя по планете
ров настоящей статьи [4–7] и сценариев рода оцениваются GCCSI на уровне 10 млн рассчитывать на достижение быстрого температура отказывалась расти, а в Юж-
SRES МГЭИК [2]. Как видно из рис. 4, обе тонн углерода в год (или около 0,1 % от еже- прогресса в этой области. ном полушарии и вовсе падала. Это явле-
модели дают сходные оценки изменения годной эмиссии), а для предотвращения Первая декада нынешнего столетия ние в более поздней научной литературе
среднеглобальной температуры на период дальнейшего роста температуры на 0,5 °C завершилась весьма неординарным кли- получило название Малого Перерыва (Little
до 2100 г. для одинаковых сценариев ан- необходимо депонировать не менее 1 млрд матическим событием – впервые после Hiatus) (для того, чтобы отличить его от т. н.
тропогенного форсинга (МЭИ и А2 МГЭИК), тонн к середине и до 3 млрд тонн к концу 1970 г. среднеглобальная за пятилетие Большого Перерыва, последовавшего
в то время как разброс оценок при выборе нынешнего столетия. Учитывая масштаб (2006–2010 гг.) температура оказалась в 1945–1975 гг., до сих пор в значительной
крайних сценариев достигает 3 градусов. мере загадочного явления, прервавшего
Таким образом, совершенно ясно, что глобальное потепление, начавшееся еще
Баренцево море Источник: jooinn.com
обоснованность прогнозных оценок ан- в конце XIX в.). Новый перерыв вызвал са-
тропогенного воздействия на атмосферу, мый настоящий переполох в научном сооб-
в первую очередь, под влиянием энергети- ществе, поскольку поставил под серьезное
ки, в значительной мере определяет и точ- сомнение антропогенное происхождение
ность расчетов будущих климатических современного глобального потепления.
изменений. Ведь за 30 лет с 1983 по 2013 г., вместив-
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
Осуществление наиболее агрессив- ших период Малого Перерыва, антропоген-
ных сценариев МГЭИК, таких как A1FI, ная эмиссия диоксида углерода, основно-
A1B или RCP 8.5, RCP 6.0, с точки зрения го парникового компонента атмосферы,
исторического подхода выглядит неверо- возросла на 85 % – с 5,1 до 9,4 млрд тонн
ятными, а тревога по поводу наступления углерода в год, а концентрация СО2 – с 343
соответствующих последствий совершен- до 395 млн‑1. Как в этом случае объяснить
но необоснованной. Тем не менее, при- видимое замедление скорости глобального
ближение концентрации CO2 к 500 млн‑1 потепления?
не оставляет надежды на возможность Совершенно очевидно, что наблюдае-
удержания повышения среднеглобальной мое глобальное повышение температуры
температуры не только в пределах 1,5, (рис. 5) является результатом совместного
но и 2 °Cеще до конца нынешнего столе- воздействия на климатическую систему
тия. Единственная возможность предот- не только антропогенных, но и естествен-
вращения нежелательного потепления ных факторов. Некоторые из последних
заключается в широком использовании и являются причиной климатического па-
технологий захоронения углерода. Одна- радокса начала нынешнего столетия. Ниже
ко существуют серьезные сомнения, что мы попытаемся идентифицировать эти
масштаб захоронения может достичь не- факторы и на основе этого анализа датьпрогноз развития климатической ситуации модели климата МЭИ [9, 11]. Полученные
в мире на ближайшие десятилетия. таким образом остаточные температур-
На рис. 6 представлены результаты не- ные ряды с удалённым трендом должны
24 прерывного вейвлет-анализа рядов гло- содержать важную информацию о влиянии 25
бальной и полушарных температур воз- естественных факторов.
духа в период 1850–2020 гг. по данным Данные на рис. 6 показывают наличие
CRU. Здесь анализируется только один весьма устойчивых примерно 70‑летнего
из трех доступных и оперативно пополня- и 20‑летнего циклов за всё время инстру-
емых глобальных температурных архивов ментальных наблюдений с середины XIX в.
К Л И М АТ
К Л И М АТ
(HadCRUT4), поскольку в настоящее время Менее значимый 9‑летний цикл наблюдал-
он является единственным имеющим про- ся в бόльшей части (1870–1900 и 1940–
должительность свыше 170 лет, что крити- 2000 гг.), а 6‑летний – в значительной части
чески важно для настоящего исследования. общего периода наблюдений. Похожие ре-
Следует подчеркнуть, что возможность зультаты были получены также при иссле-
анализа столь продолжительных рядов довании температурных рядов методом
появилась лишь относительно недавно, максимальной энтропии [12].
что теперь делает реальным поиск в них Можно предположить, что источни-
мультидекадных ритмов. Из рядов пред- ком доминирующей 70‑летней циклично-
варительно был удалён долгопериодный сти является Северная Атлантика, где она
антропогенный тренд, вызванный нако- уверенно фиксируется не только в океа-
плением парниковых газов и аэрозолей не, но и на континентальной периферии –
в атмосфере, который определялся расчё- в Гренландии, на Земле Элсмира, Англии,
тами на комбинированной (сочетание энер- Финляндии, на Новой Земле и Ямале,
гобалансовой и статистической моделей) причём не только в инструментальных Гольфстрим Источник: PantherMediaSeller / Depositphotos.com
Рис. 6. Спектры мощности (слева) и глобальные вейвлет-спектры (справа) остаточных рядов температуры воздуха: данных, но и в рядах палеотемператур сивным западным переносом воздушных
а — глобальной; б — Северного полушария; в — Южного полушария. Красные области соответствуют бóльшим и давления продолжительностью в сот- масс и заметным потеплением большей
значениям энергии спектра. На вейвлет-спектре жирные линии отмечают границы 90%-ной области достоверности
относительно красного шума; штриховой линией показан конус влияния концевых эффектов. На глобальном спектре
ни и даже тысячи лет. В последнее время части нетропической зоны Северного полу-
уровень 90%-ной значимости показан штриховой линией установлено, что зона влияния 70‑летней шария, особенно выраженным в зимне-
цикличности распространяется далеко весенний период. Кстати, именно такой
на юг и охватывает районы формирова- сезонной асимметрией отличалась самая
ния Гольфстрима. Мы полагаем, что этот быстрая фаза современного потепления
ритм обусловлен квазипериодическими (1975–2005 гг.), что также свидетельствует
изменениями атмосферной и океанической в пользу связи полушарных и глобальных
циркуляции, известными как Североатлан- температур с событиями в Северной Ат-
тическое колебание (NAO) и Атлантическая лантике.
мультидекадная осцилляция (АМО). Оба Наконец, оказывается, что 70‑летний
этих явления тесно связаны друг с другом ритм отмечен в рядах глобальной темпера-
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
и, даже более, представляют собой две туры и температуры Северного полушария,
стороны одной медали – внутренней не- но относительно слабо выражен в спектре
устойчивости глобальной климатической Южного полушария, что является важным
системы [13–15]. Фаза этой неустойчивости
определяет интенсивность адвекции тё-
плых субтропических вод на север и далее
в бассейны Норвежского и Баренцева мо- Источником доминирующей
рей и, в конечном счете, влияет на климат
полушария и мира в целом. Действительно,
70 летней цикличности является
ряды индексов AMO/NAO содержат пример- Северная Атлантика и ее
но 60–70‑летнюю компоненту [13, 16, 17] континентальная периферия –
и обнаруживают сильную положительную
корреляцию с рядами температуры Север- Гренландия, Земля Элсмира,
ного полушария [15, 18]. Нами установлено, Великобритания, Финляндия,
что корреляция температурных рядов с ин-
дексом АМО оказывается более сильной.
Новая Земля и Ямал
Эпохи с положительными индексами
AMO/NAO характеризуются более интен-дополнительным свидетельством в пользу 0,4 2,0
его североатлантического происхождения. 0,3 1,5
Наличие бидекадного цикла часто 0,2 1,0
26 приписывают влиянию Солнца, но здесь
Зона влияния 70 летней 0,1 0,5 27
не всё так просто, поскольку в нашем цикличности распространяется 0 0,0
случае этот цикл почти не выражен в Се- далеко на юг в районы -0,1 -0,5
верном, зато отчётливо виден в Южном -0,2 -1,0
полушарии. Это заставляет искать его формирования Гольфстрима. Ритм
-0,3 а -1,5 б
возможное происхождение не только в по- обусловлен квазипериодическими -0,4 -2,0
К Л И М АТ
К Л И М АТ
ведении Солнца, но и в динамике Южного
колебания (SO), индекс которого имеет пик
изменениями атмосферной 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020
в 22 года [19]. В последние годы сформи- и океанической циркуляции 1362,0 0,6
ровалась точка зрения, что Южное коле-
1361,8 0,4
бание является составной частью более
1361,6 0,2
масштабного явления под названием Ти-
хоокеанская декадная осцилляция (PDO), появилась целая серия свидетельств того, 1361,4 0,0
в спектре которой присутствует выражен- что бидекадный цикл неразрывно связан 1361,2 -0,2
ный бидекадный цикл. Влияние PDO рас- с явлением АМО и представляет собой 1361,0 -0,4
пространяется на весь Земной шар [20], неотъемлемый атрибут климатической 1360,8 -0,6
но в особенности выражено в тропической системы, устойчивый в течение тысяче- 1360,6 -0,8
в г
зоне. Это видно потому, что температур- летий [13, 22]. 1360,4 -1,0
ные ряды экваториальной и южной частей Природа 9‑летнего цикла представля- 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020
Тихого океана, а также всей акватории ется в настоящее время наименее ясной
Индийского океана содержат выражен- и видится нам результатом сложения ко- Рис. 7. Хронология изменения в 1850–2020 гг. естественных климатических факторов: AMO (а), PDO (б), TSI (в) и SO (г)
ную бидекадную осцилляцию [12]. В свою лебаний лунно-солнечных приливов с ха-
очередь Южное колебание, в значитель- рактерными временами в 8,85 (период пе-
ной мере определяющее температурный ригея лунной орбиты) и 9,86 года (период
режим Южного полушария, несомненно, барицентра системы Солнце-Юпитер), не- Сравнение данных инструменталь- рерыва (1998–2013 гг.). Мы полагаем, что
испытывает влияние колебаний скорости сомненно, способных вызывать значитель- ных наблюдений с 1850 г. с результатами в ближайшие годы потепление снова за-
вращения Земли, также имеющих важный ные изменения атмосферной циркуляции расчётов на энергобалансовой модели, медлится и возобновится лишь к началу
период в 22 года [21]. В последнее время и, следовательно, температуры воздуха. дополненных суперпозицией нескольких следующей декады, но его скорости вплоть
основных выявленных циклов, представ- до конца столетия будут ниже достигнутых
лено на рис. 5. Расчётная кривая на участ- в период 1975–2005 гг., когда совпадение
Таяние ледника в Аргентине Источник: GUDKOVANDREY / Depositphotos.com ке 1850–2020 гг. объясняет более 75 % чрезвычайно интенсивных положитель-
наблюденной изменчивости и ясно де- ных фаз NAO/AMO и PDO/SO (рис. 7) с
монстрирует, что естественные факторы рекордными за последние 600 лет уров-
в значительной мере могут усиливать или, нями солнечной радиации [23] обеспечи-
напротив, маскировать развивающееся по- вало скорости потепления, превышающие
тепление вплоть до его полной остановки 0,2 °C за декаду. В ближайшее десятилетие
ЭН Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТИ КА №4(1 58) / 2 021
Э Н Е РГЕ ТИЧ Е СК АЯ ПОЛИТ И КА №4 (1 58) / 20 2 1
или даже кратковременного похолодания, естественные факторы будут оказывать
как это имело место во время Большого сдерживающее воздействие на процесс
(1945–1975 гг.) или недавнего Малого пе- глобального потепления, что будет связано,
в первую очередь, со снижением солнечной
активности и переходом NAO/AMO в отри-
цательную фазу, для которой характерно
Исторический подход ослабление интенсивности западного пе-
реноса воздушных масс. Как показывают
устанавливает низкий потолок
данные недавних наблюдений, оба указан-
глобальных энергопотребления ных процесса набирают силу. В самом деле,
и эмиссии СО2 в 30 млрд т у. т. индекс AMO, достигший локального макси-
мума между 2005–2010 гг., начал сниже-
и 11 млрд т С/год, соответственно, ние и скоро должен войти в отрицательную
т. е. ниже основных зону. Тихоокеанский индекс PDO также
миновал очередной максимум в 2017 г.
климатических сценариев и, таким образом, сейчас впервые за по-
следние 60 лет происходит одновременное
снижение обоих главных циркуляционныхВы также можете почитать
