ЭНЕРГЕТИКА И КЛИМАТ

ЭНЕРГЕТИКА И КЛИМАТ

ГИНЗБУРГ Александр Самуилович

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН  

Зам. директора, доктор физ.-мат. наукЗав. Лабораторией математической экологии

Почетный работник охраны природы РФЧлен Общественного совета города Москвы

единица эквивалент в джоулях

джоуль 1 Дж

эрг 0.1 µДж

ватт секунда 1 Дж

ватт час 3.6 кДж

кВт час 3.6 МДж

Международная калория 4.1868 Дж

Британская термическая единица (BTU) 1.054350 кДж

кубический метр природного газа 37 - 39 МДж

тонна условного топлива в пересчете на нефть

41 - 45 ГДж

тонна условного топлива 29.3 ГДж

тонна тротила 4.184 кДж

Единицы измерения энергии

Энергетика в современном мире

Тренды мирового производства различных видов энергии

International Energy Outlook 2010

Относительная доля производства различных видов энергии в мире в 2004 году

Энергетика в современном мире

Энергетика в современном мире

Энергетика в современном мире

International Energy Outlook 2010

International Energy Outlook 2010

Три сценария цен на нефть

High Oil Price

Reference

Low Oil Price

Доступная возобновляемая энергия

Основные положения WEO 2010

Мировая энергетика в настоящее время находится в состоянии беспрецедентной неопределенности.

Глобальный экономический кризис 2008-2009 годов поверг мировые энергетические рынки в пучину хаоса, и темпы выхода глобальной экономики из кризиса играют ключевую роль в определении перспектив развития энергетики на последующие несколько лет.

Прежде всего, они будут зависеть от правительств и их реакции на две смежные проблемы − изменение климата и энергетическую безопасность, которые определят будущее энергетики в долгосрочной перспективе.

Основные положения WEO 2010Результаты знаковой Конференции ООН по изменению

климата, которая состоялась в декабре 2009 года в Копенгагене, стали шагом вперед, однако многие вопросы, решение которых необходимо для создания устойчивой энергосистемы, остались нерешенными.

Обязательство, взятое на себя лидерами стран «Большой двадцатки» на встрече в г. Питсбурге (США) в сентябре 2009 года, целью которого было «рационализовать и поэтапно устранить в среднесрочной перспективе неэффективное субсидирование ископаемого топлива, стимулирующее расточительное потребление энергоресурсов», имеет потенциал, по крайней мере, хотя бы частично компенсировать разочаровывающие результаты конференции в Копенгагене.

Основные положения WEO 2010•Заявленные недавно стратегии смогут изменить ситуацию при условии их внедрения

•Страны с формирующейся рыночной экономикой, возглавляемые Китаем и Индией, обусловят рост мирового спроса

•Будет ли пик нефтедобычи реальностью настоящего или фантомом

прошлого?

•Нетрадиционная нефть имеется в избытке, но затраты на ее добычу более высокие

•Китай мог бы стать для нас проводником в «золотой век» газа

•Кардинальные изменения в производстве электроэнергии уже не за горами

•Будущее возобновляемых источников энергии полностью зависит от сильной поддержки правительства

•Открытие каспийских кладовых энергоресурсов усилит мировую энергетическую безопасность

Основные положения WEO 2010

•Совокупность обязательств, принятых странами на Конференции в Копенгагене, гораздо менее масштабна, чем общая цель

•Провал в Копенгагене стоил нам как минимум 1 триллион долларов США…

•…хотя достижение цели Конференции все еще (почти) возможно

•Отказ от субсидирования ископаемого топлива принесет тройную выгоду

•Энергетическая бедность в развивающихся странах призывает к незамедлительным действиям

Россия занимает лидирующее место в мире по запасам традиционных топливно-энергетических

ресурсов (ТЭР)

1 место по природному газу (23% мировых запасов)

2 место по запасам угля (19% мировых запасов)

5-7 место по запасам нефти (4-5% мировых запасов)

Уран – 8% мировой добычи природного урана

Россия 2009 год Топливно-энергетические ресурсы

Суммарное производство более 1800 млн т у.т. Внутреннее потребление – 990 млн т у.т.Экспорт – около 800 млн т у.т.

Россия – крупнейший экспортер энергоресурсовПочти 80% всей добываемой нефти экспортируется

Нефтегазовый комплекс страны обеспечивает около17% российского ВВП и более 40% доходовконсолидированного бюджета страныРоссия занимает лидирующее место в мире позапасам традиционных ТЭР:1 место по природному газу (23% мировых запасов);2 место по запасам угля ( 19% мировых запасов);5-7 место по запасам нефти (4-5% мировых запасов);Уран – 8% мировой добычи природного урана

Среднегодовые дневные суммы солнечной радиации на неподвижныеповерхности южной ориентации с оптимальным углом наклона к

горизонту, кВтч/(м2 день)

Среднегодовые скорости ветра на высоте 50 м, м/с

Распределение деревоперерабатывающих предприятийпо территории России (древесные отходы)

Распределение гидроресурсов малых рек по территории России (мини- и микро-ГЭС)

Размещение действующих и проектируемых приливных электростанций 1 - Кислогубская, 2 - Лумбовская, 3 - Кольская, 4 - Мезенская, 5 - Тугурская, 6 - Пенжинская

Общие законы Мэрфи

(Закон № 23)  

Всё, что есть хорошего в

жизни, либо незаконно, либо аморально,

либо ведет к ожирению. 

Intergovernmental Panel on Climate ChangeFourth Assessment Report

Climate Change 2007: Synthesis Report

e.g. What are the critical thresholds/ switches/ hot spotsin the Earth System?

Earth System Questions

Климатическая система Земли

Развитие климатических моделейНовые учитываемые процессы

Изменения в человеческих иестественных факторах климата • Парниковые газы • Аэрозоли • Конденсационные следы самолетов, перистые облака, землепользование идругие эффекты • Радиационное воздействие вследствиесолнечной активности и изверженийвулканов • Результирующее глобальное радиационное воздействие, потенциалы глобального потепления и характер воздействия • Приземное воздействие и гидрологический цикл Наблюдения за изменениямиклиматаПонимание и объяснение причинизменения климатаПрогнозирование будущих измененийклимата Надежные выводы и ключевыенеопределенности

Доклад 1-й Рабочей группы Межправительственной группыэкспертов по изменению климата

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕЗЮМЕ

Solar radiation balance at the top of atmosphere 235

Solar radiation absorbed by Earth surface 168

Thermal radiation balance at the Earth surface 66

Latent heat flux from the surface 78

Convective and turbulent fluxes from the surface 24

Geothermal flux through the Earth surface 0.05

Anthropogenic heat flux over the globe 0.03

Anthropogenic heat flux over the land surface 0.1

Anthropogenic heat flux (central Tokyo, day time) 400

Anthropogenic heat flux (Tokyo suburbs at night) 30

Потоки энергии в климатической системе Земли (Вт/м2)

Kiehl and Trenberth Trenberth, Fasullo and Kiehl 1997 2008

Глобальные средние радиационные воздействия и их 90%-ные доверительные интервалы для различных факторов и механизмов, 2005 год. В графах справа указаны наилучшие оценки, доверительные интервалы, пространственный масштаб и уровень научной достоверности

Линейные глобальные температурные тренды за период 1979-2005 гг., оцененных у поверхности (слева) и со спутников в тропосфере (справа).

Общее повышение температуры с 1850-1899 по 2001-2005 гг. составляет 0,76°C ± 0,19°C.

Среднегодовая температура воздуха

Северного полушария (Росгидромет)

Рисунок взят из доклада «Россия и сопредельные страны: природоохранные, экономические и социальные последствия изменения климата». WWF Росии, OXFAM. – М., 2008. – 64 с.

Среднегодовой глобальный уровень моря на основании реконструированных данных за период с 1870 г. (красный), мареографических измерений с 1950 г. (синий) и данных спутниковой альтиметрии с 1992 г. (черный). Единицы измерения – миллиметры относительно среднего за 1961-1990 гг. Планки погрешностей – 90%-ные доверительные интервалы.

Среднемесячные аномалии температуры (на примере 1995 года)

январь февраль март апрель

май июнь июль август

сентябрь октябрь ноябрь декабрь

1960

Среднегодовые аномалии Среднегодовые аномалии приземной температуры с 1960приземной температуры с 1960

попо 1969 гг.1969 гг.1961

19621963

19641966

19671968

1969

Карты температурных аномалий в десятилетие 1960-1969 гг.

Annual anomalies

January July -5 K

+5 K

Карты температурных аномалий в десятилетие 1990-1999 гг.

Среднегодовые аномалии

January July-5 K

+5 K

Annual anomalies

Поле аномалий температуры приземного воздуха на территории России, осредненных за зимний (декабрь 2003-февраль 2004 гг.) и летний сезоны 2004 г. (ИГКЭ Росгидромета и РАН)

Средние годовые и сезонные аномалии температуры приземного воздуха (С) для России за 1951-2004 гг. Аномалии рассчитаны как отклонения от

среднего за 1961-1990 гг. Зеленая кривая – 5-летняя скользящая средняя. Линейный тренд показан красной линией. (ИГКЭ Росгидромета и РАН)

1960 1970 1980 1990

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Balchug

tem

pera

ture

,Co

years

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

MGU

tem

pera

ture

,Co

years

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Mihel'sona

tem

pe

ratu

re,Co

years

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Nebol'sinate

mpera

ture

,Co

years

1960 1970 1980 1990 2000

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Dmitrovte

mpe

ratu

re,Co

years

1960 1970 1980 1990 2000

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Serpuhov

tem

pe

ratu

re,Co

years

1960 1970 1980 1990 2000

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Cherusti

tem

pe

ratu

re,C

o

years

1960 1970 1980 1990 2000

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

Volokolamsk

tem

pe

ratu

re,Co

years

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Te

mp

era

ture

, o C

years

Moscow New York

Annual Temperature TrendsK.G. Rubinstein, A.S. Ginzburg, 2003

Urban air temperature trends, K/century

City Period Average Min Max

Paris 1891-1968 1,5 1,1 1,9

Tokyo 1900-1990 3,6 2,7 4,7

Moscow 1901-2000 2,3 1,1 3,2

S. Africa 1960-1990 2,4 1,2 3,4

Turkey 1951-1990 1,0 0,6 1,4

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000200

300

400

500

600

700

800

900

An

nu

al p

reci

pita

tion

, m

m

Years

Balchug Nebol'sina Mihel'sona MSU VDNH

Moscow City Precipitation

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 20200

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

An

nu

al p

recip

ita

tio

n,

mm

years

New York Moscow

Annual Precipitation Trends

Изменения температуры относительно соответствующего среднего за 1901-1950 (°C), по десятилетиям с 1906 по 2005 гг.

Чарльз КеннелДиректор Скриптовского института

океанологии

Стабилизировать климат для науки об изменении климата

(Stabilizing the Climate for Climate Change Science)

Хотя общественное доверие к науке о климате растет, но осознание роли антропогенного воздействия на климат растет в США очень медленно. Возможной причиной этого является американский стиль жизни, основанный на автомобильной экономике, дешевой энергии и вере в силу рынка.

Без научного консенсуса очень трудно достичь политического консенсуса и климат для науки о климате зависит от того как достигается консенсус, как он доносится до общественности и как общество достигает консенсуса в отношении науки.

Две фразы из доклада Кеннела:

1.  Prediction is very hard, especially when it’s about the future. (Yogi Berra)

Прогнозы очень трудны, особенно насчет будущего.

2. Communication is hard, especially when it’s to other people. (Charlie Kennel)

Общаться трудно, особенно с другими людьми.

Эти фразы прекрасно показывают, как непроста сама проблема изменения климата и как непросто донести даже то, в чем достигнут научный консенсус, до широкой общественности и людей, принимающих решения.