Проблемы топливно-энергетического комплекса Африки

Кариба на реке Замбези в Замбии, после сооружения плотины на которой образовалось одно из крупнейших на континенте водохранилищ. В 1971 г. в Замбии на левом притоке Замбезе – реке Кафуэ – вошла в строй одноименная ГЭС мощностью 900 тыс. кВт. Две последние электростанции снабжают энергией главным образом "Медный пояс". Крупные ГЭС Африки передают энергию на большие расстояния в основном в горнопромышленные районы и не стали районообразующим фактором (рис. 6).

До недавнего времени господствовало представление, в соответствии с которым только "крупные гидростанции могут при благоприятных природных условиях вырабатывать электроэнергию, по стоимости конкурентную с электроэнергией, производимой на мощных электростанциях, работающих на угле или ядерном горючем. При таком подходе "первичная" экономическая эффективность оборачивалась, как правило, существенными негативными экологическими последствиями. Характерным примером ГЭС "старого типа" является Асуанский гидротехнический комплекс, обеспечивающий более 40% всех потребностей Египта в энергии; позволяет осуществлять электрификацию сельской местности и сельскохозяйственного производства, развивать традиционные и создавать новые отрасли промышленного стока Нила, осваивать пустующие территории.

В результате строительства ГЭС около 336 тыс. га земли получили круглогодичное орошение, что позволяет ежегодно снимать до трех (вместо одного) урожаев. Кроме того, в бассейне Нила было осушено около 1,3м млн. федданов (546 тыс. га) земли. Максимальное годовое производство энергии Асуанским комплексом оценивается примерно в 8 млрд. кВт·ч. Затраты на строительство плотины уже окупились. Таким образом, экономические последствия строительства Асуанского комплекса можно оценить вполне положительно, при этом, однако, социально-экологические последствия, которые до недавнего времени отрицались, не удалось преодолеть и до сих пор.

В процессе возведения плотины были затоплены значительные территории, которые могли бы быть использованы для сельскохозяйственных целей; под водой оказались бесценные памятники древней культуры. В результате работы энергетических систем увеличилась скорость течения в Ниле, что ведет к размыванию берегов, утрате ряда плодородных земель в Дельте; нарушается процессы рыболовства. Парадоксально: благодаря программе улучшения земель (ирригация и др.) в Египте в 1955 – 1975 гг. плодородными стали около 400 тыс. га, но столько же земли было потеряно из-за эрозии, дезертификации и т.п. Около 100 тыс. человек были вынуждены покинуть обжитые места.

Таким образом, сложившееся представление о рентабельности лишь крупных гидротехнических сооружений требует пересмотра. Во-первых, страны, нуждающиеся в энергетических ресурсах для своего экономического развития, не имеют возможности долго ждать окупаемости строительства ГЭС (да и само строительство продолжается несколько лет). Во-вторых, они не могут выделять значительных капиталовложений, необходимых для строительства гидротехнических объектов. В третьих, вряд ли страны могут смягчить те социально-экологические последствия, которые присущи строительству и функционированию крупномасштабных ГЭС.

Поэтому наиболее плодотворным путем для развития гидроэнергетики могло бы быть строительство линии – ГЭС, не исключая, естественно, сооружения крупных ГЭС, если для подобного строительства отсутствуют противопоказания. Мини – ГЭС не требует сложного технического оборудования (отсутствует необходимость в разветвленной сети электропередач), не оказывает существенного негативного экологического эффекта. [16]

Перспективы развития гидроэнергетики в странах Африки зависят от многих факторов – от динамики роста стоимости различных видов энергетического сырья; возможности решения важных сопутствующих проблем (ирригация, улучшение судоходства и т.п.); темпов экономического развития, определяющих объемы потребления электроэнергии; инвестиционных возможностей; способности отдельных стран во всей полноте использовать колоссальные и сравнительно распространенные на континенте гидроресурсы. [10]

Гидротехническое строительство требует крупных капиталовложений, квалифицированных рабочих, а при строительстве крупной ГЭС возникает проблема использования избыточной энергии, т.к. слабо развитая промышленность африканских стран часто потребляет небольшое количество энергии. Таким образом, ограниченность финансовых ресурсов государств, немногочисленность квалифицированных кадров, неспособность своими силами осуществлять серьезное строительство требует от африканских стран экономическую интеграцию с соседними государствами. Водохозяйственная интеграция решает помимо энергетической много других проблем, поэтому важно, чтобы решение проблем гидроэнергетического строительства было комплексным, т.е. транспортно-энергетическо-ирригационно-рыбохозяйственным. Не случайно, например, в Западной Африке образовалась интеграционная группа стран бассейна Сенегала (Сенегал, Мавритания, Мали и Гвинея). Не случайны и соглашения, заключенные странами бассейнов Нигера и озера Чад.

Комплексное гидростроиительство стало достаточно типичным для многих африканских стран (Египет, Судан, страны Магриба и др.). Естественно, общий низкий уровень экономического развития большинства стран Африки обусловил решение проблем современного гидростроительства лишь с помощью иностранных капиталовложений. [14]

Некоторые африканские страны имеют ископаемые энергоресурсы, пригодные только для производства электроэнергии, - ядерное топливо. Значительные запасы урана имеют Нигер – 12 млн. т, Алжир – 3,9 млн. т, Габон – 2 млн. т, Ангола – 1,25 млн. т, Намибия – 1 млн. т, ЦАР – 0,9 млн. т, Сомали – 0,5 млн. т, Бурунди – 0,4 млн. т, Заир – 0,35 млн. т, Малави – 0,3 млн. т, Мадагаскар и Сьера-Леоне по 0,2 млн. т условного топлива. [10]

Страны Африки производят почти одну треть окиси урана зарубежного мира. В годы второй мировой войны и первые послевоенные годы наибольшее значение имели производство и экспорт окиси урана из Заира. Экспериментальный атомный реактор, запущенный Энрико Ферми под трибунами стадиона Чикагского университета в декабре 1942 г., был загружен обогащенным ураном, добытым в заирском месторождении Шинколобве. Заирский уран использовался и при производстве первых американских атомных бомб, в том числе и сброшенных на японские города.

В 50-е годы в ЮАР была создана новая отрасль – добыча урана, который извлекался одновременно с золотом или из отвалов золотодобывающих шахт. Производство достигло максимума в 1983 г., а затем пошло на убыль из=за уменьшения спроса на мировом рынке. В 1990 г. ЮАР была на 7 месте среди производителей окиси урана. Более 85% объема добычи приходится на 4 золотодобывающие шахты, 11% получено из отработанной золотоносной руды и 4% из медной руды. [35]

В настоящее время почти 2/3 африканского урана добывается в ЮАР, частично из отвалов золотых рудников, и Намибии, где эксплуатируется одно из крупнейших в мире месторождений – Россинг. Поставщикам мирового масштаба в послевоенные годы стали Нигер и Габон, месторождения которых относятся к числу наиболее перспективных (рис.5)

В 1995 г. было добыто 11 тыс. т. урана, что составило 37% в мировой добыче. 34% производства приходится на Намибию, 32% - по ЮАР, 27% - на Нигер и 8% - на Габон.

В 1984 г. начала работать первая и единственная пока в Африке АЭС Коберг (к северу от Кейптуана) мощностью 1,9 млн. кВт·ч. Вначале обогащенный уран для АЭС закупали за рубежом, в настоящее время потребности станции обеспечивает завод по обогащению урана в Валиндабе близ Претории (рис.6). [39]

Развитие атомной энергетики в развивающихся странах – актуальная проблема. Энергетический кризис в значительной степени затронул эти страны, поставив в неблагоприятное положение в первую очередь те из них, которые не имеют достаточных собственных запасов топливных ресурсов. Развитие атомной энергетики помогло бы этим странам не только снизить зависимость от импорта топлива, но и диверсифицировать структуру их ТЭБа.

В пользу развития атомной энергетики в Африке говорят такие факторы, как подорожание традиционного энергетического сырья, делающее более конкурентоспособным ядерное топливо; незначительные запасы угля; благоприятные перспективы серийного производства в промышленно развитых странах оборудования для средних и малых атомных электростанций, а также наличие на континенте богатейших ресурсов ядерного топлива. На развивающиеся страны Африки приходится 11% запасов урановых руд в капиталистическом мире. [10]

В 90-х годах, учитывая мировой опыт, вряд ли можно рассчитывать на фундаментальное развитие атомной энергетики в развивающихся странах. Все дело в проблемах экономического и политического характера, а не в технической сложности мер, связанных с необходимостью обеспечить экологическую безопасность функционирования атомных электростанций. Так, рушится миф о рентабельности АЭС: производимая на них энергия оказывается в два – три раза дороже полученной на обычных электростанциях из-за высокой стоимости строительства (реактор мощностью 1 млн. кВт·ч стоит примерно 1 млрд. долларов). Рушится миф и о неисчерпаемости запасов урана по прогнозам его должно хватить лишь до начала следующего века. Создание АЭС пока экономически нерентабельно во многих развивающихся странах из-за особенностей их работы, т.к. необходим крупный базовый потребитель, а эффективность небольших АЭС мала. Беспокоит и нестабильность политических режимов в ряде регионов, тяготеющих к атомной энергетике. Отсутствуют гарантии, что возникающие (или будущие) конфликты не приведут к использованию АЭС отнюдь не в мирных целях. [16]

Важным средством решения энергетической проблемы в Африке ЭКА (экономическая комиссия ООН для Африки) считает самое широкое освоение нетрадиционных возобновляемых ресурсов энергии, предназначаемых как для развития крупномасштабного производства электроэнергии в современном секторе экономики, так и особенно для снабжения различными видами энергии традиционного сектора, т.е. главным образом сельской местности, где живет и работает большая часть африканского населения. Электрификация способна внести ощутимый вклад в решение крупномасштабных социальных проблем в Африке. Она станет важной составной частью мер против миграции сельского населения в города, средством улучшения условий жизни в сельской местности (облегчит проблему водоснабжения, освещения, обеспечит коммунальные и домашние нужды), внесет вклад и в ликвидацию неграмотности, решение проблемы повышения культурного уровня населения путем его приобщения к современным средствам массовой информации и обучения. В итоге она может привести к существенным преобразованиям в условиях жизни и труда сельского населения Африки.

Геотермальная энергия является одной из надежд, на которую Африка может рассчитывать в будущем, особенно это касается восточноафриканских стран, расположенных вдоль колоссальной рифтовой долины с проявлениями активного вулканизма, которая протянулась от Красного моря до оз. Ньяса. Пока в Африке имеется единственная небольшая геотермальная станция мощностью 220 кВт, расположенная в провинции Шаба (Заир). В течение нескольких лет ведется исследовательское бурение в Восточной Африке, особенно в Эфиопии, Кении, Джибути, и в Западной Африке – в Камеруне, Чаде, ЦАР и Мали. Наиболее благоприятные возможности для крупномасштабного производства геотермальных станций мощностью от 10 тыс. до 30 тыс. кВт, после пробной эксплуатации которых будет рассматриваться возможность строительства промышленной геотермальной электростанции мощностью 100 тыс. кВт. [10]

Эксперты ЭКА не сомневаются, что широкое использование солнечной энергии внесет важный вклад в дело энергетического самообеспечения многих африканских стран. В африанских странах существуют наиболее благоприятные природноклиматические условия для утилизации солнечной энергии (значительное количество солнечных дней, наличие значительных свободных территорий и т.д.). Эффективность гелиоэнергетики стремится приблизиться к "экономическому приемлемому" уровню; совершенствование технологии, а также расширение масштабов производства в перспективе должно повысить экономическую конкурентоспособность гелиоэнергетических установок. Возможности гелиоэнергетики постепенно реализуются на Африканском континенте, пока преимущественно в Мали и Сенегале. Гелиоэнергию используют в ЮАР, Марокко. [16]

Дефицит некоммерческих источников энергии усиливает интерес к биоэнергетике. Использование в качестве топлива биомассы, полученной из отходов сельскохозяйственного и промышленного производства, а также бытовой деятельности, является сравнительно новым направлением в энергетике.

Одно из важнейших направлений биоэнергетике – переработка отходов сельскохозяйственного производства, как растительного (солома, стерня джута и др.), так и животного (навоз, отходы боен и т.п.) происхождения. Природно-климатические условия большинства регионов позволяют довольно быстро наращивать объемы биомассы. Вместе с тем создание "энергетических плантаций" требует значительных территорий, использования удобрений, применение орошения и др., т.е. "оттягивает", по существу, ресурсы, необходимые для решения продовольственной проблемы. Вот почему приоритет в этом отношении отдается выращиванию сельскохозяйственных, а не "энергетических" культур.

В результате новых технических решений традиционное сжигание биомассы заменяется воздействием на нее с помощью микробиологических, термических и иных методов; в итоге получаются биогаз, используемый как энергетический источник, и технические спирты. Первые биогазовые установки были продемонстрированы в 1958 году на международной выставке в Дели. Ферментация одной тонны соломы дает от 200 до 300 куб. м. Биогаза, тонны свежего навоза, которые могут быть использованы как удобрения. Теплотворная способность биогаза составляет 5500 ккал/куб.м., или половину теплотворной способности дизельного топлива. Он может быть широко использован в домашнем хозяйстве, холодильной технике и т.п. В целом ферментация отходов сельскохозяйственного производства может удовлетворить немалую часть энергетических потребностей в сельской местности: страны располагают соответствующим сырьем, биогазовые установки сравнительно недорого, их эксплуатация не требует особой технической подготовки. Осложняет развитие биоэнергетики то, что ферментация отходов животного происхождения предполагает привязное содержание скота, что не соответствует традиционным установкам большинства населения стран. [16]

В послевоенные годы в ряде районов Африки получил известное распространение внутриафриканский экспорт электроэнергии, особенно вырабатываемой на гидростанциях. Электроэнергия экспортируется из Заира в Замбию, из Конго - в Заир, из Мозамбика – в Зимбабве, из Танзании и Уганды – в Кению. Факт экспорта электроэнергии в условиях Африки свидетельствует не о высоком уровне развития энергетики в странах – экспортерах, а о слабом развитии в большинстве этих стран промышленности, исключительно слабом использовании электроэнергии в сельском хозяйстве, на транспорте и в быту. Отсюда стремление к экспорту электроэнергии как к возможному каналу ее применения и сбыта. [13]

Перспектива развития энергетики Африки связана с дальнейшим освоением гидроресурсов рек Вольта, Сенегал, Биа и т.д. Гидроэнергетика – будущее энергетики Африканского континента. Гидроэнергия – самая дешевая, а запасы ее в Африке огромны (780 млн. кВт). Потенциальные возможности развития гидроэнергетики на континенте на данном этапе практически неисчерпаемы. Высоким энергетическим потенциалом обладают такие районные страны как бассейн реки Конго, Нигерия, ЦАР, Камерун, Мадагаскар, Восточная Африка. Вместе с тем есть области, где поверхностный сток вод почти отсутствует. Они занимают площадь более 8 тысяч кв. км. Эти районы практически лишены запасов гидроэнергии. Часто в этих районах отсутствует каменный уголь, нефть и газ, например, Чад, Нигер, Мали и т.д. Такое положение очень остро ставит вопрос о создании крупных региональных единых энергосистем, строительства высоковольтных линий передач. Осуществление таки проектов создаст основу материальной базы для африканской интеграции. Сейчас в Африке энергосистем сравнительно мало. В большинстве случаев африканские электростанции, особенно в таких странах, как Нигер, Мавритания, Мали и т.д. связаны лишь с определенным городом, предприятием, промышленным комплексом. Есть лишь небольшие энергосистемы, объединяющие электростанции какого-нибудь небольшого района, например, Абиджанская энергосистема Кот-д'-Ивуара общей мощностью более 180 тысяч кВт, включающая две ГЭС (Аяме I и Аяме II) и Абиджанскую ТЭС. Сравнительно хорошо дело обстоит с созданием энергосистем в Северной Африке, например, в Тунисе протяженность линии электропередач более 7 тыс.км. В Алжире общая сеть включает магистраль высоковольтной передачи протяженностью более 1200 км, трансформаторные подстанции и местные линии. Однако в целом в Африке электростанции пока разобщены. Даже ЮАР имеет лишь очень ограниченные энергосистемы включающие по одной – две крупных электростанций. [4]

Таким образом, в связи с тем, что энергетические ресурсы рассредоточены по территории континента не равномерно и часть стран имеет ограниченное их количество ил не имеет совсем, требуется создание межрегиональных и межгосударственных энергосистем, что создаст возможность для технического перевооружения всей промышленности, а это в свою очередь обеспечит рост производства и приблизит к решению многих социально-экономических проблем.