Основополагающие компоненты мировой цивилизации

Посмотрим, что же происходит с энергетическими ресурсами. Потребление первичной энергии до 2030 г будет увеличиваться в среднем на 1,7% в год. При этом потребление возобновляемых источников энергии будет расти более чем на 6% ежегодно. Производство электроэнергии до 2035 г будет возрастать ежегодно на 2,3%.

За прошедшие полвека энергопотребление на душу населения в мире увеличилось в 1,6 раза. При этом выбросы диоксида углерода на одного живущего на Земле увеличились на одну треть. К 2050 г потребление электроэнергии по отношению к 2015 г возрастет на 70-85%. Опережающий рост потребления энергетических ресурсов, по сравнению с численностью населения Земли, обусловлен научно-техническим прогрессом. На производство энергии приходится две третьих глобальных выбросов парниковых газов (GHG).

Из «Прогноза мировой энергетики» (World Energy Outlook) МЭА следует, что к 2030 г на возобновляемые источники энергии будет приходиться 29% производства электроэнергии. Существует вероятность того, что к 2050 г объем электроэнергии, производимой на основе ВИЭ, может вырасти до 50%.

Связь между глобальным ростом экономики и выбросами GHG, связанными с энергетикой, значительно ослабла. Тем не менее, она не разорвана окончательно: за период с 2013 по 2030 гг экономика вырастет на 88%, а выбросы CO2, связанные с энергетикой, — на 8% (достигнут 34,8 гигатонны).

жидается, что показатели энергоемкости мировой экономики и углеродоемкости производства электроэнергии к 2030 г улучшатся на 40%.

Следует отметить, что в мире происходит существенное перераспределение баланса энергопотребления. По оценкам экспертов в определенной перспективе до 20% потребляемой электроэнергии пойдет на обеспечение деятельности центров обработки данных, в том числе для целей охлаждения и кондиционирования. И это — большое поле деятельности для техники низких температур. По прогнозу МИХ глобальная потребность в электроэнергии для целей охлаждения к 2030 г составит 25% от мирового потребления.

Международная группа экспертов по изменению климата считает, что потребность в энергии для бытовых кондиционеров летом предположительно вырастет более чем 13-кратно между 2000 и 2050 гг и более чем 30-кратно к 2100 г при условии исполнения сценария изменения климата.

Мировое сообщество всерьез озабочено потеплением климата Земли. По мнению экологов, 2016 г стал самым жарким за всю историю метеонаблюдений, продолжив тенденцию двух предыдущих лет. Средняя температура поверхности планеты оказалась на 0,99°C выше, чем в XX веке, а по сравнению с XIX веком на 1,1°C. Вклад отдельных газов в парниковый эффект: диоксид углерода 61%; метан 23%; ХФУ, включая хладагенты, 12% и закись азота 4%.

Парижское соглашение по изменению климата, принятое 12 декабря 2015 г во Франции, вступило в силу 4 ноября 2016 г. Его подписали 175 стран, оно должно заменить Киотский протокол к 2020 г. Россия готова к 2030 г сократить объемы выбросов парниковых газов на 70% от уровня 1990 г. Однако РФ отложила ратификацию Парижского соглашения на 2019-2020 гг.

Одним из камней преткновения Парижского климатического соглашения является введение так называемого углеродного налога — платы за выбросы. В применении «углеродного сбора» заинтересованы в первую очередь страны Западной Европы, стремящиеся ограничить импорт энергоресурсов. Государства, экономика которых связана с добычей углеводородов, считают этот механизм не идеальным. По расчетам Института проблем естественных монополий, ущерб для российской экономики грозит составить 3-4% ВВП. Парижское соглашение не вполне учитывает вклад лесов различных государств в поглощение диоксида углерода.

2017 г в России объявлен годом экологии. Указом Президента № 642 от 1 декабря 2016 г утверждена Стратегия Научно-технологического развития Российской Федерации. Стратегия предусматривает переход на низкоуглеродную экономику и ориентацию на использование возобновляемых и вторичных энергетических ресурсов, в том числе массовое использование тепловых насосов.

По прогнозам к середине XXI века производство пищевых продуктов в мире должно увеличиться на 70%, и это потребует существенного увеличения холодильных мощностей, задействованных в пищевом секторе. Существенными резервами в улучшении обеспечения людей пищевыми продуктами являются более полная переработка сырья и сокращение потерь сельскохозяйственного сырья и продовольствия.

Глобальные потери пищевой продукции достигают в общей сложности 1,2 млрд т. Структура потерь различна в зависимости от уровня развития экономики государств. В развивающихся странах их объемы обусловлены неразвитостью технологий и инфраструктуры, в том числе непрерывных холодильных цепей. В странах с развитой экономикой более значительны потери в сфере потребления. Они оцениваются в 20-30%, это подтверждают и опросы населения.

Каково же состояние мировой холодильной индустрии в настоящее время?

Международный институт холода оценивает объемы глобальных продаж холодильного оборудования в $300 млрд в год;

общее число холодильных систем составляет порядка 3 млрд ед., из которых 1,5 млрд — бытовые холодильники;

• в холодильном секторе занято 12 млн работников;
• техника низких температур потребляет 17% от общего расхода электроэнергии в мире. В обеспечении продовольствием задействовано примерно 40% холодильных мощностей. Следовательно, 7% мирового потребления электроэнергии расходуется на цели охлаждения при производстве и потреблении пищевых продуктов;
• примерно 1/3 производимых в мире пищевых продуктов требует охлаждения.

По данным Международной ассоциации охлаждаемых складов емкость промышленных холодильных терминалов в мире в 2016 г составила 600 млн м³. Рост за два года (201522016 гг) — 8,6%, за два предыдущих года (2012-2014 гг) увеличение емкости холодильных складов составило 20%. Т.е. рост объемов холодильных складов значительно опережает увеличение населения нашей планеты.

По общему объему холодильных складов на первом месте Индия — 140 млн. м3, на втором месте США — 120 млн м³, на третьем Китай — 106 млн м³.

Помимо холодильных терминалов по многим другим показателям холодильная индустрия также развивается опережающими темпами. Это говорит о том, что холодообеспечение в мире в целом улучшается.

По прогнозам компаний TechNavio, ReportsnReports и ряда других мировой показатель совокупного темпа годового роста CAGR до 2020 г составит:

• для промышленного холодильного оборудования — 7%, для коммерческого холодильного оборудования более чем 5%;
• для систем кондиционирования воздуха — около 9%, объем рынка сплит-систем будет увеличиваться ежегодно на 6%;
• для транспортных рефрижераторных перевозок — 7%, этому способствует растущий спрос на замороженные продукты;
• для рынка вентиляторов с рекуперацией энергии —11,4%;
• европейский рынок тепловых насосов до 2020 г будет расти более чем на 9% в год.

Представленные данные подтверждают реалистичность прогноза МИХ о предполагаемом росте глобальной потребности в электроэнергии для целей охлаждения до 2,5% к 2030 г.

Ключевыми параметрами развития низкотемпературных систем продолжают оставаться энергоэффективность и экологическая безопасность. При условии ее сохранения холодильные системы с ограниченным влиянием на климат могут быть созданы за счет применения хладагентов с низкими показателями потенциалов глобального потепления и разрушения озонового слоя Земли, из анализа 100 млн соединений отобрано 21 вещество — кандидаты в однокомпонентные хладагенты с низким потенциалом глобального потепления.

Данные по результатам обследования холодильных складов в ЕС свидетельствуют о том, что объемы энергопотребления на 1 м³ складов отличаются в 7-60 раз. Очевидно, что в этом сегменте индустрии холода существуют резервы для сокращения энергопотребления.

Применение тепловых насосов (ТН) — энергоэффективных устройств, использующих возобновляемую тепловую энергию воздуха, воды, земных недр, рассматривается как один из способов борьбы с глобальным потеплением.

Использование компрессорных ТН сокращает потребление электроэнергии для целей теплоснабжения в 3-4 раза, абсорбционных ТН — потребление газа на 50-60%. Применение тепловых насосов в мировой экономике уже сейчас сокращает на 1% глобальную эмиссию диоксида углерода в атмосферу. Широкомасштабное их распространение позволит к 2030 г увеличить сокращение выбросов до 8%.

Количество установленных тепловых насосов в Европе приближается к 10 млн. Все большее число экспертов приходят к выводу, что декарбонизация отопительного сектора невозможна без использования тепловых насосов. В сравнительно небольшой срок количество тепловых насосов в Европе может вырасти до 60 млн.

Мировые продажи ТН «воздух-вода» за пятилетие увеличились на 80%, достигнув 1,8 млн шт. Объем мирового рынка ТН всех типов в стоимостном выражении оценивается более чем в $10 млрд. По России прогноз объема рынка ТН на 2030 г — момент окончания реализации текущей Энергетической стратегии — 11 000-15 000 шт. (500-700 МВт).

Эффективное излучение в космическое пространство (ЭИ) — альтернативный, возобновляемый источник энергии для охлаждения. Научные исследования по использованию ЭИ активно развиваются во многих странах мира.

В США выпускается и используется соответствующее оборудование. Его применение позволяет экономить 30-70% энергии в системах кондиционирования воздуха. Исследованиями в данной области занимаются члены МАХ, ученые Университета ИТМО и Алматинского технологического университета.

Как известно, целью Академии является консолидация мирового научно-технического потенциала для решения актуальных проблем развития холодильной отрасли и биотехнологий.

Интеллектуальный потенциал, скоцентрированный в Академии, на протяжении без малого двадцати пяти лет позволяет успешно реализовывать обозначенные цели.

Являясь международной организацией, Академия поддерживает прочные партнерские отношения с Международным институтом холода, другими международными организациями. За прошедший год члены Академии участвовали в более чем в 45 международных и российских конференциях, семинарах и выставках различного уровня.

МАХ и Россоюзхолодпромом разрабатывается «Стратегия развития холодильной отрасли России». Для этого создана рабочая группа из числа авторитетных и компетентных ученых, инженерно-технических работников и руководителей отрасли. По направлению «наука и образование» в рабочую группу включен 21 человек. Данный документ будет разработан и принят Минпромторгом, что позволит решить вопросы импортозамещения в холодильной отрасли и даст новый импульс развитию холодильной индустрии в РФ.

По материалам доклада на ХХIV годичном собрании МАХ 27 апреля 2017 г.