Никола Григоров
Зелена икономика (23)

4. Технологични хоризонти пред производството и потреблението на енергии

Енергийната ефективност и ВЕИ, очертаващи пътя към нисковъглеродна икономика

Пред развитието на енергийния сектор в ЕС наред с осигуряването на необходимите енергийни продукти, достигащи до всички потребители на пазара, от съществено значение е и екологичната отговорност пред европейското и световното общество за мерките, противодействащи на климатичните промени на планетата. За екологосъобразността на енергетиката и сигурността на енергопроизводството последователно бяха приети Бялата книга за възобновяемите енергийни ресурси (1997 г.) и Зелената книга (2000 г.). Естествено е най-голямо внимание в тях да се отделя на технологиите, с помощта на които да се осигури енергийна независимост и просперираща нисковъглеродна икономика. Понастоящем множество научноизследователски и внедрителски екипи са се насочили към решаването на тези огромни по своето значение текущи и бъдещи задачи и тематични разработки.

Със Зелената книга на Европейската комисия по Енергийна ефективност или Как да направим с по-малко — повече, на вниманието на политиците, бизнеса и обществеността, разбира се, не без участието и на научните среди, се поставя началото на обществена дискусия за постигане на по-висока отговорност на гражданите и бизнеса за ефективно потребление на енергия, като усилията се насочат в сектора на транспорта, който потребява около 1/3 от енергията, производството и транслирането на ел. енергия със загуби от 40 до 60% и в строителството, където разходите за отопление и осветление на жилищата достигат до 40% от общо произвежданата енергия.

На основа на извършени експертни оценки при запазване на сегашните темпове на икономическо развитие на Европа, задоволяването на потребностите й с петрол към 2030 г. се очаква да бъде на около 90% от внос, а на природен газ — на около 80%. Тази е и причината за провеждане на политика за спестяване на енергия най-малко с 20% към 2020 г. спрямо нивото на сегашното й потребление, което изразено в стойност възлиза на около 60 млрд. евро годишно. Този подход е и най-ефективният от гледна точна намаляване на потребностите от енергия, а заедно с това и на нивото на отделяните парникови газове и за подобряване качеството на въздуха.

За насърчаване или за отказване от някои форми на поведение с оглед провеждане на политиката за енергийна ефективност е необходимо приемането на мерки за данъчно облагане и респективно стимулиране при енергоспестяващи производства и потребление на енергия чрез използване на акцизи, данъчни ставки, насърчаване на екоинвестициите за повишаване на енергийната ефективност.

Вниманието се насочва също и върху обществените поръчки, чийто размери в рамките на ЕС съставляват впечатляващите 16% от БВП. Ако държавните поръчки, извършени от публичните власти само в областта на транспорта, в който ежегодно в ЕС — 15 се поръчват около 100 хил. коли, 100 хил. буса, 30 хил. камиони и 15 хил. автобуса, се ориентират към придобиване на по-малко замърсяващи и енергоефективни превозни средства, то този подход силно би окуражил производителите и оказал значително икономическо и пазарно доверие.

В жилищното и комунално-битовото стопанство също има значителни възможности за създаване на навици и потребителска култура за приложение на енергоспестяващи осветителни тела, електродомакински уреди, отопление и др. Важността и значението от приложението на такъв подход се потвърждава и от извършения анализ на авторите Джон И. Иънг и Аарон Закс (28): … „Преди две десетилетия (1970-те години), когато светът се сблъска с енергийната криза, скептиците се присмиваха на схващането, че ключът към жизнено устойчива енергийна политика се крие в ефективността. Оттогава нови осветителни, отоплителни, охлаждащи, изолиращи и производствени технологии направиха възможно употребата на енергия да намалее с три четвърти и повече. Усъвършенстваните технологии днес са достатъчно евтини, така че инвестициите и ефективното използване на енергията са по-добри, отколкото инвестициите в нейното производство.“

Големи резерви съществуват в самото електропроизводство, в което с остарели от преди 50–60 години стандартни технологии се извършва трансформация на използваното гориво в електроенергия на 25 до 60% от потенциала на горивото. В тази област най-ефективни в сравнение със сега съществуващите инсталации са газовите турбини, работещи на комбиниран принцип.

Загуби се реализират и в преносните мрежи, възлизащи на около 10% (2% при преноса и 8% при разпределението) от произведената ел. енергия. Причините за голямото разхищение по веригата (производство — пренос — разпределение — доставка) е неизползваната топлина, която се отделя под формата на пара от водата, необходима за охлаждане при електропроизводствения процес, както и от неизползване на излишната ел. енергия при по-слабо потребление в мрежата и възможността за нейното трансформиране в топлина.

Разбира се, от всичко казано дотук определяща роля има да играе и възможността за избор на енергийните услуги или на пакет от тях — електроенергия, природен газ, нефтени продукти и др., създаване на пазарна среда за конкуренция между доставчиците, подобряване качеството на обслужване, прозрачност за цените на отделните енергийни продукти на борсовия пазар, както и на отстъпките в различните времеви пояси за потребление.

В сектора на транспорта вниманието следва да се насочи към оптимизиране управлението на въздушния транспорт, увеличаване дела на водния транспорт (речен и морски), развитие на пазара за използване на „чисти“ обществени и частни превозни средства с намалено или нулево замърсяване на околната среда с вредни емисии, избягване на прякото влизане на превозни средства в градовете чрез изграждане на околовръстни пътища там, където няма, както и паркирането им на входа на градовете, повишаване на пътните такси и регулиране трафика за движение на тежките транспортни средства по националната пътна мрежа и др.

В Зелената книга за енергийна ефективност се посочва, че 25-те държави-членки на ЕС (към 2004 г.) са потребявали ежегодно енергия за около 1725 Mtoe (милиона тона нефтен еквивалент), което изразено в стойност, представлява около 500 млрд. евро или повече от 1000 евро на човек за година. В голямата си част енергийните източници са вносни, а високите им цени и очертаващият се недостиг поставят енергийната ефективност като все още неизползвана в пълна степен възможност за смекчаване влиянието на този енергиен натиск. Естествено енергийната ефективност основно зависи от нивото на използваните технологии за икономии в производството, разпределението и крайното потребление на енергии, а също много и от промяна в потребителското поведение.

След поредицата от проведените международни форуми в Рио де Жанейро (1992 г.), Киото (1997 г.), Йоханесбург (2002) и Копенхаген (2009 г.) за устойчиво и екологично развитие, ЕС определи и своите цели за устойчиво развитие на енергетиката като много важна област за противодействие на климатичните промени, защита на околната среда и предотвратяване изчерпването на природните ресурси.

В приетата през март 2007 г. от Европейския съвет интегрирана политика за климата и енергетиката се визират станалите известни цели за намаляване емисиите на парниковите газове с поне 20% спрямо нивото на 1991 г., делът на ВЕИ от общото потребление на енергия да се увеличи на 20% и енергийната ефективност да се повиши също с 20%.

Съгласно договора от Лисабон тези общи цели на енергийната политика на ЕС се конкретизират до:

• осигуряване функционирането на енергиен пазар

• обезпечаване сигурността на енергийните доставки в Съюза

• насърчаване енергийната ефективност и спестяване на енергия, както и разработване на нови ВЕИ

• взаимна свързаност на енергийните мрежи

В началото на 2016 г. в Справочника за Европейския съюз се отчита, че се работи по:

• доизграждане на вътрешния енергиен пазар като се гарантира, че в ЕС няма да има „енергийни острови“;

• укрепване на външните отношения в областта на енергетиката с партньори извън границата на ЕС;

• повишаване сигурността на енергийните доставки при извършване оценка на риска и разработване на адекватни планове за превантивни действия при извънредни ситуации;

• подобряване на енергийната ефективност и възможност за най-добро използване на местните енергийни ресурси на ЕС (вкл. ВЕИ), както и акцентиране вниманието върху диверсификацията на енергийните доставки на ЕС и разработване на местни енергийни ресурси с цел да се гарантира сигурността на доставките и намаляване на външната енергийна зависимост;

• научноизследователска и развойна дейност за разработване на екологосъобразна, сигурна, ефективна и устойчиво развита енергийна система. Целта е да се осигури въвеждането на нисковъглеродни и ефективни ресурсоспестяващи енергийни технологии, за изпълнението на които се предоставят общо 5, 9 млрд. евро за периода 2014–2020 г.

Разчетените средства за периода 2014–2020 са по разработения от ЕС (20 юни 2010 г.) план за енергийни технологии (SET — Plan) с тематична насоченост към технологии за: интелигентни електроенергийни мрежи, биоенергия, улавяне, транспортиране и съхранение на СО2, енергийна ефективност, ядрена енергетика, горивни клетки и водород, слънчевата и от вятър енергия.

А в областта на транспорта, основна роля за катализатор на процесите по разработването на технологии и приложението им в електрическите, водородни и хибридни автомобили има приетата на 28 март 2011 от Европейската комисия Бяла книга „Пътна карта за създаване на Единна Европейска транспортна зона — към конкурентна и ефективно използване на ресурсите на транспортната система.“ (СОМ 2011/144).

С нея се определят и насоките, в които следва да се развива автомобилната индустрия и транспорт в следващите десетилетия, а именно:

• до 2030 г. да се намали с 50% използването в населените места на превозни транспортни средства, работещи на конвенционални горива, с което да се ограничи зависимостта на Европа от внос на нефт и нефтени продукти;

• до 2050 г. да се намалят с 60% въглеродните емисии от транспортните средства, а в населените места да се забранят транспортни превозни средства, използващи конвенционално гориво;

• по-голяма част от товарния транспорт в градовете и градските райони да се извършва през нощта.

С приетата от Европейската комисия Пътна карта за нисковъглеродна икономика се очертават насоките за постигане през 2050 г. на конкурентоспособна европейска икономика с ниска въглеродна интензивност.

Какво представлява нисковъглеродната икономика? Според Ръководството на европейските региони за изграждане на нисковъглеродна икономика тя се изразява в постигане на растеж в резултат на интеграция на всички аспекти на икономиката с технологии и практики с ниски емисии, високоефективни енергийни източници и зелени технологии.

СО2 е с най-голям относителен дял в отделяните парникови газове, а другите емисии са превърнати в негов еквивалент. Затова нисковъглеродната терминология обхваща всички парникови газове, не само въглерода.

Нисковъглеродната икономика ще стимулира иновациите на нови технологии, продукти и практики и ще генерира създаването на нови пазари на нисковъглеродни технологии, стоки и услуги.

Нисковъглеродната икономика не е самоцел. Тя е свързана с рисковете от изменението на климата на планетата и тяхното противодействие с цел повишаването на средната температура на планетата да остане под 2°С, при което глобалните емисии на СО2 според Пътната карта е необходимо да бъдат намалени с 80 до 95% спрямо нивата от 1990 г. (Приложение).

Рисковете, свързани с изменението на климата, застрашават благополучието и здравето на хората, регионалния икономически растеж, природната среда по отношение на водни ресурси, флора и фауна, суша, природни бедствия, топящи се ледове и нарастващо ниво на световния океан.

Борбата срещу изменението на климата е жизнена необходимост и същевременно възможност за икономическо развитие, за промяна на начина на живот. Т.е. тя не трябва да се разглежда само вертикално чрез приоритетите и мерките по отношение намаляване емисиите на парниковите газове, увеличаване енергопотреблението от ВЕИ, намаляване използването на първична енергия и повишаване на енергийната ефективност, а и в нейната хоризонтална интеграция, предизвикана от измененията на климата и въглеродните емисии във всички сфери и фази на планиране и програмиране, които се изразяват като:

• икономически стимул за растеж и заетост чрез преход към нисковъглеродна икономика

• предпоставка за социално включване, създаване на връзки между изменението на климата и социалните въпроси чрез намаляване на бедността и защита на тези групи с по-ниски данъци

• възможности за промяна на поведението на институциите и обществото чрез информираност и осведоменост за парниковите газове, за измененията на климата, за енергийната ефективност, за необходимостта от осъществяване на преход към „зелена“ нисковъглеродна икономика

За осъществяване преход към „зелена“ и нисковъглеродна икономика е необходима интеграция и взаимодействие за съвместни действия между политици, бизнес, гражданско общество и гражданите за преосмисляне и предефиниране на традиционните двигатели на просперитета и богатството. За целта е необходимо да се осигурят и съответните финансови инструменти, субсидии, програми за обществено финансиране и др. финансови мерки.

За целта ЕС планира годишните инвестиции да се увеличат с 19% над общите текущи такива и достигнат обем от 270 млр. евро. Голяма част от тези инвестиции, ако не и целият обем, ще бъдат компенсирани от намаляване разходите за нефт и газ в очакван размер от 175 до 320 млрд. евро годишно. Следва да се има предвид, че към края на прогнозния период международните кредити за намаляване на въглеродните емисии няма да са така широкодостъпни както понастоящем, което означава, че трябва да се увеличават националните инвестиции и мерки, които същевременно ще са и източници за растеж и конкурентоспособност на местните икономики.

Днес живеем във време на бурни сътресения и на възникване на съвсем нови възможности. След два века промишленото производство с огромни предприятия и комбинати, с концентрирани на едно място на множество хора, машини и съоръжения, задвижвани с минерални горива, бавно започва да отстъпва място на сложни и „интелигентни“ технологии във всички области на живота. Осъществява се преход към по-малки, мобилни звена с екипи и трудови колективи, използващи в производствените процеси по-съвършени технологии, компютърни системи и роботика.

„След няколко десетилетия най-евтината работна ръка в света няма да бъде толкова евтина, колкото «умните» технологии, които ще я изместят — от фабричния цех до търговската кантора. Към средата на двадесет и първи век вероятно ще бъдем в състояние да произвеждаме стоки и да оказваме услуги на всеки човек на Земята само с една малка част от човешката работна сила, която днес използваме в света. Това ще ни принуди да преразгледаме въпроса какво ще правят онези хора, чийто труд не е необходим на пазарната икономика.“ [Дж. Рифкин (50, стр. 8)]

Днес сме свидетели на завладяването ни от биотехнологичната ера. Физиката и химията, доскоро доминиращи във всяка една област в нашия живот, постепенно се изместват от биотехнологиите, манипулиращи с геномите на човека, растенията и животните.

Едно от направленията в използваните нови технологии, които вече имат реален принос в организиране производството на екогорива, заместващи традиционните получени след преработка на нефт, са т.нар. „бели биотехнологии“. Белите биотехнологии са клон от съвременните биотехнологии, чиято област на изследване и приложение е в индустрията. Те се развиват на основата на използване на плесени, бактерии, микроорганизми и ензими при производството на продукти и услуги [Мария Маркова (34)].

На основата на възобновяемата суровина — биомасата от дървесина, от растителни селскостопански продукти и др. чрез биотехнологични процеси се създават нови препарати за домакинска и автокозметика, биологични пластмаси, пестициди, биовлакна, биогорива и др. Използването на етанол и биодизел като възобновяеми биогорива за енергия в автомобилния транспорт, значително намалява емисиите на парникови газове в околната среда.

Други промени, без които вече човечеството не може да си представи своето съществуване, са компютърните и телекомуникационни мрежи, които заемат своето значимо място в личния живот на всеки човек, в производството, в търговията, в областта на услугите и най-вече на финансовите и редица други дейности и операции.

Именно информационните технологии превърнаха времето в ценен и дефицитен ресурс. Те наложиха нови форми на взаимоотношения между хората и бизнеса, които пестят време чрез абонаменти, лицензии, наемане на собственост, разплащания, виртуална търговия и др. Излизането на сцената на тази нова „темпорална“ (времева) икономика има и още едно от икономическа гледна точка предимство — пестят се значителни разходи, които преди това са били необходими при извършването на сравнимите дейности по традиционните начини и форми.

Водородното гориво — предизвикателството на XXI век

След кардиналната промяна, която се извършва в характера на труда, настъплението на биотехнологичните и комуникационните технологии, темпорализацията на икономиката, се очаква да настъпи промяна и в начините на производство и потребление на енергията, използваща все още изчерпващите се природни ресурси от въглища, петрол и природен газ.

Ако световните добиви на минерални горива достигне своя връх след едно или няколко десетилетия дали няма да постави човечеството пред дилемата, че не е било подготвено за един такъв сценарий след като повече от 200 изминали години никой и не е мислил, че той ще се случи. Ако изключим кризата през 1970 г., когато добивът на петрол в САЩ достигна своя връх и тази криза послужи като индикатор за откриване и разработване на нови находища на нефт и газ, то сега вече такива източници едва ли ще се намерят.

По този въпрос Дж. Рифкин (50, стр. 16) пише: … „Какво означава всъщност «да се подготвяме»? Ако отминава ерата на минералните горива, какво може да я замести? Пред нас е нов енергиен режим, чиято природа и характер са различни от ерата на минералните горива, тъй както последната се е отличавала от предшестващата я епоха на енергия, добивана от дървесина.

Водородът е най-лекият и повсеместен елемент във Вселената. Ако бъде впрегнат като форма на енергия, той се превръща във «вечното гориво», защото никога не се свършва и не имитира въглероден двуокис, защото не съдържа нито един въглероден атом. Водородът се намира навсякъде по Земята, във водата, в минералните горива и във всички живи същества. При все това той почти не съществува в свободно състояние в природата и затова трябва да се извлича от природни източници.“

Водородното гориво, независимо от всички съпътстващи го трудности, ангажира все повече научни работници и изследователи в проектирането и изпитването на съоръжения за производството му и за неговото практическо използване. Инсталирането на микроенергийни съоръжения на множество площадки ще приближи потребителите до източниците на енергия.

Всичко това би изменило и сегашната структура на населените места, чиято концентрация на населението и на икономиката в мегаградове беше закономерен процес от използването на огромни количества енергия на база на минерални горива. Изграждането на децентрализирани мрежи на основата на водородно гориво ще даде възможност за възраждане на малките и средни селища и тяхното устойчиво развитие в естествената им жизнена среда.

В 1874 г. Жул Верн в книгата си, озаглавена „Тайнственият остров“, на един от въпросите на инженер Сайрънс Хардинг, а какво би станало с търговията и индустрията, ако в Америка се свършат въглищата, той отговаря:

Вода, разложена на първични елементи и безсъмнено с помощта на електричество, което тогава ще се е превърнало в мощна и управляема сила… Да, приятели мои, аз вярвам, че един ден водата ще бъде използвана като гориво, че водородът и кислородът, от които е съставена, използвани поотделно или заедно, ще осигурят неизчерпаем източник на топлина и светлина с интензитет, който въглищата изобщо не притежават… Водата ще бъде въглищата на бъдещето [Дж. Рифкин (50, стр. 232)].

В исторически аспект, проследявайки прехода от един източник на енергия към всеки последващ, се наблюдава един процес на „декарбонизация“ (съотношение между въглеродните атоми към водородните атоми). В дървата за горене това съотношение е най-високо — десет въглеродни атома на един водороден атом. При въглищата на един или два въглеродни атома съответства един водороден атом. При петрола на един въглероден атом има два водородни атома, а при природния газ на един въглероден атом има четири водородни атома.

Естествено е да си зададем въпроса, защо след този процес на декарбонизация емисиите на СО2 се увеличават. Първо, защото и четирите вида източници на енергия продължават да се използват и второ — от увеличените им количества, необходими за развитието на световната икономика и задоволяване потребностите на увеличаващото се население.

Отчита се, че в днешно време се произвеждат около 400 милиарда кубически метра водород в световен мащаб, което като еквивалент представлява около 10 процента от производството на петрол. По-голямата част от него се използва като суровина за производство на изкуствени торове на основата на амоняк и на хидрогенизация на ядливи органични масла от соя, риба, фъстъци и царевица, а също и в производството на полипропилен.

Интересът към водорода и използването му като гориво се засилва в годините към 1990 г., когато анализите показват, че основната причина за глобалното затопляне на климата на планетата се дължи на увеличаващите се емисии на СО2, което е заплаха и за биосферата на Земята.

Започнаха постепенно да се полагат и основите на водородното бъдеще, като последователно се провеждаха опити за частично и пълно заместване на традиционно използваните бензин и керосиново гориво в самолетите и автобусите в бившия СССР, в Германия, Япония, Америка. А през 1993 г. Япония заделя един ресурс от 2 милиарда долара за тридесет годишен период от време за разработки по внедряването на водородната енергия.

Автомобилите на водород са с по-високи производствени разходи от електромобилите, но имат предимство, че при експлоатацията им с едно зареждане могат да изминат около 5 пъти по-голям пробег в сравнение с тях и не се зареждат в продължение на осем часа работа на двигателя.

Фирмите General Motors и Honda работят върху проблема за по-евтини компоненти при изработването на водородните горивни клетки в двигателя. Понастоящем те са от платина и това оскъпява значително производството на леки коли. Отделно от тях, вниманието на Daimler AG, Ford и Nissan е съсредоточено върху изграждането на по-евтини водородни станции.

През 2011 BMW пуска в серийно производство автомобил Hydrogent 7, захранван с водород. Двигателят с вътрешно горене може да работи както с водород, така и на бензин, за която цел автомобилът е оборудван с два резервоара.

На следващата 2012 г. в производствените си цехове Hyundai представя първия си автомобил i x35 с водородни горивни клетки.

Модели и на двете фирми вече са на пазара, главно в Европа, където са указани и местата, в които са изградени станции за зареждане с водородно гориво.

Водеща в надпреварата да стане първата водородна икономика в света е Исландия. През февруари 1999 г. Исландия приема амбициозен дългосрочен план за изпълнение на тази цел и за преустройство на цялата исландска икономика на основата на водород, като изцяло отстрани енергията от минерални горива. На първо място тя постави извършването на преустройство в работата на транспорта — леки автомобили, автобуси, камиони и траулери, а след това водородното гориво да стане основна движеща сила и в електропроизводството. За Исландия вече се говори като за „Бахрейн на Севера“ и тя се превръща в първата държава в света, която ще произвежда и ще изнася и за други страни тази суровина на бъдещето [Дж. Рифкин (50)].

Водородът е фактически навсякъде, но рядко се намира като самостоятелен елемент в природата. Той е в състава на водата, на минералните горива и всички живи същества и трябва да бъде отделен, за да се използва като източник на енергия.

Съществуват различни начини за производство на водород. Половината от световното производство на водород се организира чрез извличането му от природния газ чрез паро-преобразователен процес, при който парата играе ролята на катализатор. С отделянето на водородните атоми като вторичен продукт се получава и въглероден двуокис, което увеличава противниците на този начин на получаването на водород, въпреки че той е най-евтиният засега.

Електролизата е друг начин, при който се използва електрически ток за разлагането на водата на водородни и кислородни атоми, като преди това електричеството е преобразувано от променлив в постоянен ток. При този електролизен процес водородните атоми се отделят на катода, а кислородните на анода. Независимо, че този начин на получаване на водород е най-чист от екологична гледна точка, неговото разпространение в световен мащаб заема едва около 4%, поради факта че използваната електрическа енергия от конвенционални източници оскъпява производството му с 3 до 4 пъти спрямо паро-преобразователния процес с използването на природен газ.

Това е и причината да се търсят по-евтини източници на електрическа енергия. Дж. Рифкин пише: „Според Американската асоциация на вятърна енергия цената на един киловатчас на генерирана енергия от вятър е намаляла от четиридесет цента в началото на 1880-те години на по-малко от пет цента, а в някои места — до три цента. Департаментът на енергията на Съединените щати сочи, че в някои райони на страната вятърната енергия сега е толкова евтина и ефикасна, че е конкурентоспособна на захранвани с природен газ електростанции. Когато вятърната енергия спадне на 1, 5 цента на киловатчас през следващите няколко години, добитият водород с помощта на електрически ток, получен с вятърна енергия, ще бъде конкурентоспособен на бензина.“ (стр. 248)

Превръщането на водородното гориво в енергия се извършва в енергийни клетки^[1]. Докато при батериите химичната енергия, с която са заредени те, се превръща в електричество и когато тази енергия се изчерпи, батерията се изтощава. При енергийните клетки е обратно. Те не складират в себе си химична енергия, а преобразуват енергията на водородното гориво, с което се захранват в електричество. Те не се презареждат, а работят дотогава, докато им се подава водородно гориво.

Преминаването към новия вид енергийно гориво няма да е лесно, тъй като все още производството на водород е скъпо, както и на енергийните клетки. Необходимо е да се извърши увеличаването на производството в мащаби, които биха позволили да се реализират икономии и да стане ефективно, както производството им, така и потреблението на тази революционна технология.

Катализатор на тези процеси биха станали възможностите, които се откриват пред прилагането на водородното гориво за изграждане на малки центрове за производство на електроенергия, разположени близо до крайните потребители — квартали, обществени сгради, предприятия. И ако понастоящем електричеството, произведено от енергийни клетки е около 3 до 4 пъти по-скъпо от ел. ток на електроцентралите, използващи за гориво природен газ, то при промяна в модела на електроснабдителната мрежа от централизирано към децентрализирано електропроизводство, разположено близо до крайните потребители, тази стойностна оценка съществено би се променила в полза на водородното гориво.

Едно друго много съществено предимство е, че сега съществуващата електрическа мрежа е проектирана да осигурява ел. ток само в една посока — от централния източник до всички крайни потребители. Тук Рифкин прави много удачно сравнение на производството на ел. енергия с преносната мрежа до потребителите на телевизионните предавания преди възникването на компютърните мрежи, когато връзките са се осъществявали само в една посока, от източника до потребителя.

Преобразуването на енергийната мрежа с включването на система от хиляди, а впоследствие и от милиони дребни доставчици и потребители на ел. енергия дава възможност чрез използването на гъвкави компютърни системи за измерване количествата енергия, които ще са необходими на всеки потребител, този процес да се управлява както при доставчиците за количеството на подаваната от тях ел. енергия, така и до всеки потребител. Сегашните електропреносни системи не са пригодени да насочват необходимите количества енергия към конкретни потребители, в резултат на което по мрежата се получават задръствания, съпроводени с огромни загуби на енергия.

Автомобилите също биха се превърнали в източник за производство на ел. енергия, когато са в престой, Дж. Рифкин пише:… „От еднакво важно значение в ерата на водородното гориво е, че самият автомобил е «електростанция на колела» с мощност двадесет киловата. Тъй като средно статистическата лека кола престоява паркирана около 96 процента от времето, тя може да бъде свързана с основната интегрирана електроснабдителна мрежа и по този начин да възвръща допълнително електричество на електроснабдителната мрежа. Полученият приход от продажбата на възвръщаната в системата енергия би могъл да подпомогне покриване на разноските за лизинга или за покупката на превозното средство. Ако само една малка част от шофьорите биха използвали преводните средства като микроелектростанции за продажба на възвръщаната в мрежата енергия, повечето от електростанциите в страната биха прекратили напълно съществуването си. Това се дължи на факта, че флот от 2000 милиона превозни средства, задвижвани с водородно гориво, има четирикратно повече генерираща електричество мощност в сравнение с капацитета на цялата национална електроснабдителна мрежа в щатите.“ (стр. 274)

И неслучайно, вглеждайки се в енергийното бъдеще на ХХІ век, ще използваме удачното сравнение, дадено от автора Юли Радев (47), че човечеството в пътя си на своето обществено-икономическо развитие до този момент е получило две божествени рецепти за енергия, от които първата се приписва на Прометей — създателя на огъня, а втората божествена рецепта — на простосмъртните изобретатели на топлинната машина през ХVІІ век — Томас Сейвъри и Томас Нюкмен. Днес, когато конвенционалните източници на енергия отиват към своето изчерпване, а възможностите, които човечеството очаква от ВЕИ като слънчева енергия, енергията от вятъра или биогоривата, със своята непостоянна интензивност по-скоро се възприемат като спомагателни нисковъглеродни източници на енергия.

И въпроса, който си задаваме днес е, коя ще бъде следващата божествена рецепта, която да даде на човечеството формулата за нов източник на енергия на ХХІ век и след това.

Възможно ли е това да бъде водородното гориво? Откритието, че „божествената същност“ — „златното сечение“ е закодирано в молекулите на снежната вода, т.е. на съотношението между водородните връзки, което се означава с гръцката буква „фи“ и има стойност равна на 1, 618, не е ли дело на Твореца, създал света в безкрайно много форми и съобщавайки програмата за развитие на всичко живо, именно чрез водата.

„Златното сечение“^[2] е не само математическо понятие, то е символ на красота, за хармония и съвършенство в изкуството, науката и природата. Терминът е въведен от Леонардо да Винчи, символизиран от неговия Витрувиански човек.

С водородните връзки се обозначават не химичните връзки между атомите, а електромагнитното им привличане, чиито сили нагледно могат да се изразят с тяхната дължина. Тези сили могат да възникнат както между различните молекули, така и между части на една и съща молекула, като в първия случай се наричат междумолекулни, а във втория — вътрешномолекулни. Този вид връзки се среща както при водата, така и при органичните молекули на ДНК и протеините.

Молекулата на водата е дипол. В единия край преобладава отрицателен заряд, а в другия положителен. Молекула вода с отрицателно зареден край може да привлече друга за нейния положителен край. И т.н. Така се формира структурата на водата. Тя е подвижна и нетрайна. Но понякога сред изменящите се форми, могат да се видят стабилни структури: клъстери. Ако клъстерът се разглежда като група молекули, то животът му е кратък, но ако го разглеждаме като структура, в която молекулите могат да влизат и излизат, то клъстерът може да просъществува дълго време.

Клъстерите са своеобразни клетки на памет. Със съвременни прибори е открито, че във всяка клетка от паметта се съдържат 440 000 информационни панели, всеки от които отговаря за дадено взаимодействие със заобикалящата среда. Възможно е водата да е единствения по рода си безценен природен компютър.

Една важна и съществена особеност на взаимодействията между молекулите на водата е, че тя създава структурата на спиралата на ДНК. Без вода нямаше да има спирала и без вода тя не би работила.

Изнесеното от водородните връзки в молекулите на природната вода е по материали на Рустум Рой — проф. академик в Пенсилвански университет, проф. Мартин Чамлин — Лондонския университет, проф. Владимир Воейков — Московски държавен университет, Константин Коротков — проф. академик на Руската академия по Естествени науки (Енциклопедията на Уикипедия) и на Петър Кътев от книгата Шифърът на живота (32).

Състояние и тенденции в потреблението на енергия в България

В началото на прехода към пазарна икономика в България, годишните емисии на парникови газове са били 110 млн. тона, а през 2012 г. намаляват на 62 млн. тона. Намалението се дължи най-вече в резултат от закриване на редица нискоефективни производствени мощности, останали от периода на плановата икономика. Независимо от извършеното преструктуриране на предприятията в икономиката на България се отчита, че през 2012 г. на всеки създаден щатски долар от БВП по паритет на покупателна способност са били генерирани 0, 42 кг СО2, което е в два пъти повече от средната стойност от 0, 23 kg СО2 за ЕС. Тези данни показват, че производствените мощности в България са съоръжени с остаряло оборудване и технологии и са високо енергоемки, и то най-вече в енергийния сектор.

Разпределение на емисиите на парникови газове по икономически сектори в%

	1990 г.	2012 г.
Енергиен сектор	35%	51%
Производство и строителство	18%	6%
Транспортен сектор	6%	14%
Земеделие	•	10%
Отпадъци	•	6%

От данните за емисиите по сектори може да се направи извода, че ръстът в енергийния сектор основно е в резултат на използването на стари и въглеродно интензивни ресурси и технологии, както и на технологично остаряла енергийна инфраструктура, а в транспортния сектор увеличението от 6% на 14% на емисиите се дължи на ръста на автомобилния парк и то от предимно на стари превозни средства.

Определянето на енергоемкостта или на енергийната интензивност показва какво количество енергия е било необходимо за производството, или се съдържа в 1-ца БВП.

А равнището на енергийната ефективност или на енергийната производителност се определя от отношението между произведения БВП и количеството потребена енергия и показва размера на произведения БВП от 1-ца енергия.

Върху енергийната интензивност влияние оказва и общественото потребление на енергия в голямата си част с висока енергоемкост.

От крайното енергийно потребление по сектори делът на промишлеността от 4037 хиляди ТНЕ през 2003 г., се намалява на 2582 хиляди ТНЕ в 2012 г. по посочените вече причини, а се увеличава в транспорта съответно от 2403 на 3078 хиляди ТНЕ и услугите от 763 на 1002 хиляди ТНЕ.

Крайно енергийно потребление по сектори в България в 1000 ТНЕ (тона нефтен еквивалент)

	2003 г.	2012 г.
Промишленост	4037 (41,3%)	2582 (28,0%)
Транспорт	2403 (24,6%)	3078 (33,3%)
Домакинства	2278 (23,3%)	2378 (25,7%)
Земеделие	288 (3,0%)	191 (2,1%)
Услуги	763 (7,8%)	1002 (10,9%)
Общо	9769 (100,0%)	9231 (100,0%)

Високият и увеличаващ се относителен дял на енергийно потребление от домакинствата от 23,3% през 2003 г. на 25,7% през 2012 г. основно се дължи на факта, че жилищният фонд в България до 1990 г., а и няколко години след това, не е бил изграждан в съответствие с изискванията за енергийна ефективност. От друга страна, този проблем е съпътстван и от високата цена на електрическия ток за българските домакинства, повлиян от въвеждането на преференциалните цени за електроенергията от ВЕИ. И въпреки че по номинална стойност цената на електроенергията в България е най-ниска в ЕС, по покупателна способност за българските домакинства тя се явява висока, поради ниските средни доходи спрямо средно европейските.

Ефективното използване на енергия, вкл. на електроенергия се възпрепятства най-вече от това, че 67% от жилищата в България са без изолация на стените и със стари дограми и само около 13÷15% отговарят напълно на изискванията за изолация и енергийно ефективна дограма.

България, по данни на Евростат от 2014 г., в сравнение с останалите европейски страни поотделно и средно за ЕС има най-висока енергийна интензивност (енергоемкост) във всичките й измерения — интензивност на разходите за производство на енергия, въглеродна интензивност в БВП, интензивност на използването на нефт и интензивност на разходите на енергия за транспорт. И въпреки че страната ни е постигнала значителен напредък през 2012 г. спрямо 2001 г. като е снижила енергийната интензивност с около 40%, то все още спрямо ЕС тя е с около 4, 5 пъти по-високи стойности. Енергийната ефективност в България за 2012 г., измервана чрез кг нефтен еквивалент на 1000 евро БВП, има стойности от 670, при средно за ЕС от 143. Пред нас се нарежда Естония с 481, Румъния с 379 и т.н., а с най-ниски стойности в ЕС са Дания с 87 и Исландия с 83.

Внедряването на зелени технологии и разработки в света изискват и значителни инвестиции, но в процеса на нарастващата им популярност и разпространение се постига и намаляване на цените им. Въпреки това основна причина за забавяне внедряването им в нашата страна се дължи на „енергийната бедност“ на българските домакинства. В енергийната пътна карта до 2050 г. енергийната бедност се определя като „положение, при което 10% от приходите на домакинството се харчат за енергия“. След 1999 г. всяко едно средно статистическо семейство в България, според това определение е енергийно бедно, като относителния дял на разхода за енергия от 10,3% през 1999 г. се увеличава на 12,9% през 2010 г. и на 13,1% през 2013 г. Тази е и причината всяко предложение или намерение за инвестиции в нови производствени мощности, модернизиране на електропреносната мрежа или внедряване на енергийно ефективни технологии, с които ще се увеличат разходите за производство и разпределение на енергията и респективно на цените на енергия, да се посреща със съпротива от обществеността.

Срещу увеличаване цената на енергията може да се противодейства с масово приложение на зелени технологии и то от множеството домакинства чрез инвестиране в изграждането на собствени източници за производство на електроенергия — фотоволтаични панели, икономия на енергия чрез топлоизолация на стените и дограмата в жилищата, чрез използване на енергоспестяващи домакински уреди, както и режим на ползване на отоплителните и осветителните тела в жилищата. По такъв начин редица домакинства ще намалят или ще станат напълно енергийно независими. Наред с този пряк енергиен ефект за самите семейства, се получава и косвен такъв, който се изразява в намаляване емисиите на парниковите газове.

Към високата енергоемкост на секторите в националната икономика на България следва да се прибави и фактът, че нашата страна е енергийно зависима от ресурсите за производство на енергия. Единствено лигнитните въглища, които са от местни източници осигуряват около 40% енергийна независимост от общо използваните твърди изкопаеми за производство на първична енергия. А що се отнася до нефта и природния газ, икономиката на страната ни е почти на 100% зависима от вносни източници. Разбира се, устойчиво решение на основата на използването на въглища за в бъдеще не може да се очаква поради значителното замърсяване на въздуха. Ето защо наред с проучванията, които са свързани с очакване на откриване и разработване на родни източници за добив на нефт и газ, мащабна работа следва да се извърши в посока намаляване на енергийната интензивност, повишаване на енергийната ефективност и усвояването на алтернативни източници на енергия. В този процес принос за реализиране на дългосрочните цели ще изиграят внедряването на множество зелени иновации в областта на възобновяемите източници на енергия, енергийно ефективни технологии и продукти, децентрализиране на производството на енергия.

Най-големият енергиен потребител с отн. дял от 33, 3% в общото енергийно потребление в страната през 2012 г. и вторият по големина източник на парникови газове с отн. дял от 14% след енергийния сектор е транспортният сектор. Освен от увеличения брой на автомобилите, които се движат по пътищата на България, в голямата си част физически и морално остарели, количеството на отделяните парникови газове е в зависимост и от горивото, което те използват и прилаганите технологии. Не без значение, разбира се, е и качеството на пътищата, по които се движат превозните средства.

Върху емисиите, отделяни от транспортните превозни средства влияние оказва и степента на използваните биогорива. И ако в ЕС през 2012 г. средно използваните биогорива са достигнали 5,1% от общо използваните горива, то в България те са минимални количества в порядъка от 0,3 до 0,4%. Все още нищожен е и броят на електромобилите и на хибридните автомобили. Към 2015 г. по пътищата на страната са се движели малко над 500 електромобила и около 1000 хибридни автомобила. Основното предимство на електромобилите е, че при тяхната експлоатация не се отделят никакви вредни вещества в околната среда. Най-важната причина за малкия брой електромобили е тяхната висока цена. Напр. моделите „Киа Соул“ EV и „Рено Зое“ се продават за около 60 хил. лв., т.е. около два пъти повече спрямо същите модели, задвижвани с бензин. И въпреки че разходите по експлоатацията на електромобилите са от 2 до 4 лв. на 100 км, освобождаването им от данъци и безплатното паркиране в сините зони, всички тези облекчения не компенсират скъпата покупка от гледна точна на потребителя. Т.е. за в бъдеще следва да се търси баланс и пресечна точна на интересите на потребителите с обществения интерес.

А иначе в страната вече има изградени 23 действащи зарядни станции, от които 10 са на територията на София. Очаква се броят на тези станции в бъдеще да се увеличава.

Какво е положението в западноевропейските държави? Във Франция всеки купувач на електромобил, получава отстъпка в размер на около 5 хил. евро. В същия порядък са и възприетите финансови мерки за получаване на бонуси и в Германия, Англия, Швеция, Норвегия. Тези финансови облекчения са стимулирали покупките и само през 2015 г. са продадени повече от 50 хил. електромобила.

В нашата страна от средата на 2016 г. се предвижда реализирането на демонстрационен проект на първо време със закупуването от държавни или общински администрации на екоколи. Закупуването на всеки нов електромобил ще се субсидира с 20 хил. лв., а за хибридна кола с 10 хил. лв. Средствата ще бъдат разпределяни от Националния доверителен екофонд. Предвижданата схема е и първата, която въвежда принципа за „Зелени обществени поръчки“. В дългосрочен план електромобилите са 6 пъти по-икономични, а допълнително тяхното предимство се определя и от факта, че бензиновата кола отделя средногодишно около 45 kg СО2 при нула емисии от електромобила.

Една друга възможност с бъдещи очаквания от обществото за развитие са и автомобилите, захранвани с водородно гориво. Създаването на първия български автомобил, захранван с водород на база на горивни клетки внос от Китай, започва през 2010 г. и приключва в началото на 2011 г. Основни участници в създаването на автомобила са Техническият университет в София и Българското водородно дружество. През същата година в Германия се провежда традиционното състезание SHELL ECO Maraton, в което има над 3000 участници. Българският водороден автомобил заема престижното четвърто място (35).

Значителни възможности за нисковъглеродна икономика има и в използването на възобновяеми енергийни източници. И независимо, че през 2012 г. 17% от общото производство на електроенергия в България е от ВЕИ, което е значителен ръст в основната си част от слънчева и вятърна енергия, спрямо отчетеното от 9, 5% през 2004 г., то този ръст не се възприема адекватно от населението, което в утежнената икономическа среда и несъвършената нормативна база прие тази „зелена“ енергия като източник за повишаване цените на електроенергия и високи печалби за производителите.

Високата енергоемкост на потребяваната от секторите енергия в България, която общо е с около 4, 5 пъти по-висока от средните стойности за ЕС, показва и пътя, по който следва да се развива българската икономика. На първо място е необходимо да се създадат условия и предпоставки за стимулиране на процеса към енергоспестяващо и ефективно производство и потребление на енергия чрез разработване и усъвършенстване на съществуващата нормативна и данъчна система. За материално осигуряване на поставените цели държавната политика, използвайки икономическите лостове на възможностите за финансиране по линия на европейските фондове, на съфинансиране и чрез заеми следва да насочи вниманието на производители и потребители за инвестиции в ново и усъвършенствано оборудване и технологии, нова и усъвършенствана продукция и източници на енергия, за внедряване на иновативни разработки в индустрията, енергопроизводството, преносните мрежи, транспорта, строителството и реновирането на жилищни и обществени сгради. Провеждането на тази политика ще доведе до намаляване потребността от енергийни източници (въглища, нефт, природен газ и др.), както и за намаляване на отделяните парникови газове. За реализирането на енергоспестяваща и ефективна енергийна политика следва да се ангажира и търси подкрепата и на цялата българска общественост с помощта на масовите информационни средства, брошури, реклама, откритост и лоялност.