XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

Объект статьи: концепция энергетического поворота Германии.

Предмет статьи: мероприятия, которые реализуются в промышленности Германии в рамках энергетического поворота.

Согласно курсу на достижение климатической нейтральности Германия должна до нуля сократить выбросы парниковых газов к 2045 году, что будет способствовать климатическому равновесию, т.е. сдерживанию роста среднегодовой температуры в пределах 1,5°Cи противостоянию изменению климата в целом¹. Основной мерой достижения поставленной цели является полный переход на возобновляемые источники энергии (далее по текст ВИЭ) и их внедрение и развитие во всех областях промышленности. Эта идея отражена в концепции «Энергетического поворота» (нем. Energiewende) — официальной энергетической стратегии Германии, заключающейся в отказе от использования традиционных источников энергии (угля, нефти, природного газа и атомной энергии²) и их полной замене альтернативными источниками (энергия ветра, солнца, недр земли, гидроэнергия, биотопливо). По данным Федерального правительства Германии динамика введения ВИЭ выглядит следующим образом: в 2021 году доля ВИЭ в общем потреблении электроэнергии Германии составляла около 41%, в 2022 году — 46,2%, в первой половине 2023 г. показатель возрос до 52%. К 2030 году 80% объема энергии в Германии должно вырабатываться из возобновляемых энергоресурсов. Таким образом, энергетический поворот стал главной движущей силой преобразований и коренных изменений во всех отраслях промышленности Германии.

Промышленность является вторым (после энергетического сектора) источником антропогенных выбросов парниковых газов (углекислого газа, метана, озон, закис азота), которые нагреваются и задерживают тепловую энергию в атмосфере, образуя тем самым парниковый эффект. Он, в свою очередь, и приводит к повышению средних температур на Земле. Большой объем выбросов парниковых газов (далее по тексту ПГ) происходит при сжигание ископаемого топлива для выработки электроэнергии и тепла. Поэтому Германия в первую очередь уделяет внимание модернизации энергоемких отраслей промышленности, т.е. тех отраслей промышленности, в которых производство требует больших затрат на топливо и энергию. К ним относятся стекольная, угольная, сталелитейная, целлюлозно-бумажная, пищевая, автомобильная и др. промышленности.

Мероприятия, проводимые в отраслях промышленности в рамках энергетического поворота

1. Отказ от ископаемого угля

Отказ от выработки энергии из угля сильно отразился на Рурской области, промышленность которой еще с середины прошлого века была выстроена исключительно на добыче угля. На эту территорию приходилось 60% всей выплавки стали в стране и 80% добычи каменного угля, что делало этот регион ведущим в угольной промышленности Германии. Однако использование угля в качестве энергоресурса считается одной из ключевых причин выбросов углекислого газа и препятствует достижению климатической нейтральности, поэтому уже к 2018 году в Руре были закрыты все каменноугольные шахты. Несмотря на это, в период с июля по сентябрь 2022 года угольными электростанциями было выработано 36,3%, в 2021 году этот показатель составлял 31,9%.

2. Использование зеленого водорода

Германия активно поддерживает и развивает использование зеленого водорода в рамках национальной водородной стратегии. Его использование в промышленности также способствует достижению энергетического поворота и климатической нейтральности страны к 2045 году. Это связано с тем, что при сжигании H2 не выделяются вредные для климата газы. Однако важно, чтобы производство водорода тоже было климатически нейтральным. Поэтому зеленый водород может быть получен только в процессе электролиза с использованием ВИЭ.

Применение зеленого водорода будет эффективно в энергоемкой сталелитейной отрасли промышленности — в сталелитейной и химической промышленности. Так, например, промышленный сталелитейный концерн Thyssenkrupp планирует производить в ближайшем будущем углеродно нейтральную сталь на заводе, работающем на зеленом водороде.

3. Использование энергоэффективных технологий

Помимо перехода на возобновляемые источники энергии, важную роль в энергетический поворот играет энергоэффективность. Правительство Германии подчеркнуло это, приняв в конце 2014 года Национальный план действий по энергоэффективности (NAPE) и учредив фонд энергоэффективности для содействия рациональному и экономному использованию энергии.

В цементной и известковой промышленности мерами по повышению энергоэффективности считаются оптимизация использования отработанного тепла, модернизация дробилок, цементных и известковых печей, применение органического цикла Ренкина (ОЦР), улучшение изоляции печей.

4. Использование CCUS-технологий

Основным способом снижения выбросов CO2, выделяемого в ходе промышленных процессов на предприятиях, является улавливание, захоронение и хранение диоксида углерода (англ. CarbonDioxideCapture, UtilisationandStorage, CCUS). Различные CCUS-технологии улавливают углекислый газ на промышленном объекте, после чего его очищают, сжижают и транспортируют (по трубопроводу или морским транспортом) к тому месту, где он будет использован или захоронен. Захоронение CO2 представляет собой его закачивание под землю. Закачивание углекислого газа может происходить в минерализованные водоносные пласты (глубина более 1 км) для дальнейшего депонирования CO2, либо в пласты для увеличения нефтеотдачи (EOR) и одновременного хранения CO2. Улавливаемый CO2 может быть использован в качестве сырья для производства ряда продуктов, таких как бетон, метанол, этанол, карбонаты, пластмассы и т.д. CCUS-технологии способны особо эффективно снизить выделения углекислого газа на электростанциях, цементных фабриках, нефтеперерабатывающие заводах.

Таким образом, энергетический поворот является ключевым фактором развития промышленности Германии. Мероприятия, проводимые в рамках энергетической реформы в промышленности, направлены на снижение антропогенных выбросов ПГ, повышение энергоэффективности и оптимизации производственных процессов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Арзуманов И. Кладбище для CO₂: как устроены технологии улавливания и хранения углерода / Арзуманов И. [Электронный ресурс] // +1 : [сайт]. — URL: https://plus-one.ru/ecology/2021/11/09/kladbishche-dlya-co2.

2. Керн В. Расширение использования ВИЭ в Германии / Керн В. [Электронный ресурс] // deutschland.de : [сайт]. — URL: https://www.deutschland.de/ru/topic/okruzhayuschaya-sreda/energeticheskaya-reforma-6-voprosov-o-rasshirenii-ispolzovaniya-vie.

3. Могиленко А. ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ: ОПЫТ ГЕРМАНИИ / Могиленко А. [Электронный ресурс] // Энергетика и промышленность России : [сайт]. — URL: https://www.eprussia.ru/epr/330/2305124.htm.

4. На пути к климатически нейтральной промышленно развитой стране / [Электронный ресурс] // deutschland.de : [сайт]. — URL: https://www.deutschland.de/ru/topic/ekonomika/klimaticheski-neytralnaya-promyshlenno-razvitaya-strana-germaniya.

5. Перерождение бывшего угольного региона / [Электронный ресурс] // deutschland.de : [сайт]. — URL: https://www.deutschland.de/ru/topic/ekonomika/rurskaya-oblast-transformaciya-ugolnogo-regiona.

6. Anteil der Erneuerbaren Energien steigt weiter / [Электронныйресурс] // Die Bundesregierung : [сайт]. — URL: https://www.bundesregierung.de/breg-de/schwerpunkte/klimaschutz/faq-energiewende-2067498#:~:text=Die%20Stromerzeugung%20aus%20Erneuerbaren%20Energien,noch%20bei%2044%2C4%20Prozent.

7. CO2 in Industrieprozessen reduzieren / [Электронный ресурс] // Industrie Energieforschung : [сайт]. — URL: https://www.industrie-energieforschung.de/themen/co2-in-industrieprozesse-reduzieren.

8. Energiewende in der Industrie / [Электронный ресурс] // Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz : [сайт]. — URL: https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Downloads/E/energiewende-in-der-industrie.pdf?__blob=publicationFile&v=10.

9. Schröter M., Weißfloch U., Buschak D. Energieeffizienz in der Produktion – Wunsch oder Wirklichkeit? / Schröter M., Weißfloch U., Buschak D. [Электронный ресурс] // Fraunhofer ISI : [сайт]. — URL: https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/modernisierung-produktion/erhebung2009/pi51.pdf.

10. Wie die Energiewende in der Industrie gelingen kann / [Электронный ресурс] // Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz : [сайт]. — URL: https://www.bmwk-energiewende.de/EWD/Redaktion/Newsletter/2020/05/Meldung/News1.html.