logo

Климат – основа новой экономики, сохранение климата – залог высокого качества жизни каждого человека

О методах и методиках адекватного сравнения энергетической и экологической эффективности мегаполисов мира

О методах и методиках адекватного сравнения энергетической и экологической эффективности мегаполисов мира

Автор

Александр Федюхин

Александр Федюхин

Задачи адекватного сравнения климатической (энергоэкологической) эффективности крупных мегаполисов не только не теряет актуальности, напротив, безоглядное применение условно расчетных показателей выбросов парниковых газов (без учета водяного главного парникового газа - пара) в мифических зонах охвата крупных агломераций не дает никакого понимания сути происходящих в городах процессов, реальной энергоэкологической эффективности городского метаболизма, и соответственно, выработки действенных мер повышения эффективности.

Известен ряд источников, с помощью которых можно анализировать уровень метаболизма городов: топливно-энергетические балансы городов и регионов, данные государственной статистики по выработке и потреблению энергии, научно-технические публикации, независимые базы данных различных экспертных организаций и университетов. Ключевым моментом является достоверность источника данных и корректность приводимой информации. К примеру, ресурс CDP Cities, States and Regions Open Data Portal [1] имеет огромную базу данных по городам мира, включая информацию о видах источниках генерации электрической энергии. При этом, исходя из данных неочевидно, составлен ли баланс, на основании установленной мощности электростанции или их годовой выработки.

При сравнении баланса с государственной статистикой, к примеру, для городских агломераций Торонто [2] или Нью-Йорк [3], можно заключить, что представленные в [1] соотношения характерны именно для установленной мощности, тогда как КИУМ возобновляемых источников энергии не так высок (обычно 10 – 20 %), а доля в объеме вырабатываемой энергии существенно уступает доли в установленной мощности (рис. 1 и рис. 2).

Подобные аспекты необходимо учитывать для адекватной оценки реальных перспектив декарбонизации российской энергетической отрасли, потому как города Северной Америки могут рассматриваться в качестве примеров (как удачных, так и неудачных) реализации стратегии углеродной нейтральности с переходом на возобновляемые источники энергии в силу схожих климатических, энергетических и экономических особенностей Российской Федерации, Канады и США.

 

а) Баланс по установленной мощности электростанций, %

б) Баланс по выработке электроэнергии, %

Демографические показатели [4]:

Население, чел.

6 837 000

Площадь, кв. км

2 344

Плотность населения, чел./кв. км

2 917

Энергетические показатели [2]:

Установленная мощность источников, ГВт

40

Годовая выработка, тыс. ГВт·ч

156,6

Целевое значение эмиссии парниковых газов в 2050 г. к уровню 1990 г., %

20

в) КИУМ, %

г) Справочные данные

Рисунок 1 – Энергетический профиль городской агломерации Торонто (Торонто-Гамильтон-Ошава), 2018 г.

 

а) Баланс по установленной мощности электростанций, %

б) Баланс по выработке электроэнергии, %

Демографические показатели [4]:

Население, чел.

21 396 000

Площадь, кв. км

11 344

Плотность населения, чел./кв. км

1 886

Энергетические показатели [3]:

Установленная мощность источников, ГВт

44,2

Годовая выработка, тыс. ГВт·ч

131,6

Целевое значение эмиссии парниковых газов в 2050 г. к уровню 2005 г., %

20

в) КИУМ, %

г) Справочные данные

Рисунок 2 – Энергетический профиль городской агломерации Нью-Йорк, 2019 г.

 

Электронный ресурс Metabolism of Cities [5] обладает обширной базой статистики потребления топливно-энергетических ресурсов городами за последние 20 – 25 лет с указанием источника информация (как правило, научные публикации в международных рейтинговых журналах). На рис. 3 – 6 представлены данные по динамике потребления энергии, воды и объему захоронения отходов крупнейшими городами мира, построенные на основании ресурса Metabolism of Cities. Из российских городов в данной выборке присутствует только г. Москва, как единственный населенный пункт в стране с населением свыше 10 млн. человек. Стоит отметить, что для г. Москвы наблюдается самое значительное снижение потребления воды в период 2001 – 2011 гг. (-46 %) по сравнению с другими городами, большинство из которых отметились существенным приростом по данному показателю. При этом рост потребления энергии российской столицей за рассматриваемый промежуток времени составил +26 %.

 

Рисунок 3 – Динамика потребления энергии стационарными источниками, % 2001 – 2011 гг.

 

Вместе с тем необходимо отметить, что расчеты топливно-энергетических балансов Москвы не совсем подтверждают эти международные данные по росту общего и удельного потребления энергии Московским мегаполисом в указанное десятилетие.

 

Рисунок 4 – Динамика потребления энергии транспортом, % 2001 – 2011 гг.

 

Рисунок 5 – Динамика потребления воды, % 2001 – 2011 гг.

 

Рисунок 6 – Динамика захоронения отходов, % 2001 – 2011 гг.

 

Специалисты Технического университета Онтарио составили схожую базу данных по крупнейшим городам мира [6]. В табл. 1 приведены выборочные демографические, энергетические и экологические показатели, причем для более корректного сравнения приняты данные за 2011 г., т.к. они имеются для всех городов в вышеназванной базе данных.

Важно внести следующие пояснения касаемо данных в табл. 1:

- графа «Общее потребление энергии» включает как потребление топлива стационарными источниками, так и транспортом;

- графа «Потребление воды» включает суммарное потребление воды городом на все нужды;

- плотность населения рассчитывалась при отнесении на урбанизированную, а не полную площадь города;

- все удельные показатели рассчитывались авторами самостоятельно на основании базы данных [6].

Вместе с тем понято, что даже такой набор показателей не дает нам полного представления об интенсивности городского метаболизма, особенностях входных и выходных потоков, процессах их интеграции и увзаимоувязки и др. В частности, нужно отметить, что Москва в целом потребляет значительно меньше электроэнергии, чем зарубежные мегаполисы в разных климатических условиях (что безусловно ограничивает ее поступательное социально-экономическое развитие), при этом модные зарубежные тренды «дерегулирования», «дижитализации», масштабного использования НВИЭ и водорода не сильно применимы в наших условиях.

 

Таблица 1 – Основные показатели крупнейших городов мира [6]

Город

Население, чел.

Общая площадь, км2

Урбаниз. площадь, км2

Плотн. населения, чел./км2

Удел. площадь строений, м2/чел

Потребл. электроэн., ГВт×ч

Общее потребл. энергии, ТДж

Удел. потребл. электроэн., кВт×ч/чел

Удел. потребл. энергии, ГДж/чел

Потребл. воды, млн. л.

Удел. потребл. воды, тыс. л./чел

Пекин

20 186 000

16 411

3 377

5 977

40,12

80 686

1 399 001

3 997

69

4 150 800

206

Буэнос-Айрес

12 806 866

3 209

2 477

5 170

-

34 170

688 758

2 668

54

2 186 931

171

Каир

20 495 461

17 393

1 573

13 030

-

30 897

381 568

1 508

19

2 969 258

145

Дели

16 753 235

1 483

1 113

15 052

4,05

21 700

230 222

1 295

14

1 408 500

84

Дакка

15 616 562

1 860

911

17 142

8,09

9 671

396 926

619

25

698 930

45

Гуанчжоу

12 751 400

7 434

-

 -

28,99

63 120

1 151 337

4 950

90

7 576 491

594

Стамбул

13 483 052

5 461

5 343

2 523

11,05

38 249

500 195

2 837

37

972 023

72

Джакарта

9 786 372

662

556

17 601

-

35 061

379 645

3 583

39

305 684

31

Карачи

15 500 000

3 527

2 000

7 750

25,89

20 690

317 424

1 335

20

529 900

34

Калькутта

14 112 536

1 887

185

76 284

-

12 383

68 874

877

5

1 382 919

98

Лагос

20 546 999

2 798

1 000

20 547

-

1 600

609 390

78

30

953 924

46

Лондон

8 173 941

1 595

560

14 596

28,39

39 945

713 403

4 887

87

707 266

87

Лос-Анджелес

9 889 000

10 517

-

 -

70,00

63 898

1 028 785

6 462

104

3 660 000

370

Манила

11 855 975

636

636

18 641

29,80

49 762

556 932

4 197

47

1 248 090

105

Мехико

8 851 080

1 495

792

11 176

-

13 667

421 394

1 544

48

1 122 400

127

Москва

11 503 501

1 080

737

15 609

-

51 954

1 686 440

4 516

147

1 496 000

130

Мумбаи

12 478 447

603

-

 -

-

12 952

107 049

1 038

9

2 070 234

166

Нью-Йорк

22 214 518

-

-

 -

-

148 682

2 825 895

6 693

127

10 916 722

491

Осака

17 089 000

-

-

 -

55,44

141 335

1 296 336

8 271

76

2 513 774

147

Париж

11 852 851

12 011

2 535

4 676

80,23

68 215

749 196

5 755

63

1 712 297

144

Рио-де-Жанейро

11 909 897

5 328

1 084

10 987

-

33 241

335 322

2 791

28

1 587 242

133

Сан-Паулу

19 822 559

7 947

1 958

10 124

-

53 830

575 582

2 716

29

2 004 998

101

Сеул

10 528 774

606

363

29 005

58,59

46 903

815 311

4 455

77

1 150 338

109

Шанхай

23 474 600

6 340

-

 -

41,79

126 913

2 118 862

5 406

90

9 749 000

415

Шэньчжень

10 467 400

2 020

1 992

5 255

-

69 606

357 514

6 650

34

2 005 265

192

Тегеран

12 183 391

18 900

1 390

8 765

-

24 691

1 110 806

2 027

91

1 111 734

91

Токио

35 622 000

-

-

 -

48,39

240 783

2 561 871

6 759

72

4 186 440

118

 

Москва в 2010-2020 совершила значительный рывок в своем развитии (кратного роста ВВП) опираясь на «энергетический переход», осуществленный энергетическим комплексом города. Рост города более чем на треть по объему недвижимости произошел практически без роста потребления топлива, при этом электропотребление выросло всего на 7-8%, теплопотребление – примерно на 1,5%.

За истекшие период 2009-2023 гг реализованы ключевые меры и предложения Концепции развития энергетики Московского региона 2007 г., Энергетической стратегии Москвы 2009 и 2013 гг., комплексной целевой программы «Энергосбережение в г. Москве в 2009-2011 и на период до 2020 г.», что привело к значительному роста энергетической и экологической эффективности энергетики города, кратному снижению уязвимости (и соответствующих ущербов) от климатических изменений. При этом большинство сделанных в 2008-2011 прогнозов роста тепло- и электропотребления г. Москвы в 1,5-1,8 раза, полностью не оправдались, поскольку город успешно реализовал ключевые резервы повышения эффективности энергоисточников, в сетевом хозяйстве, у потребителей, и определенного системного характера (переключение тепловой нагрузки от котельных на ТЭЦ).

 

Источники

[1] CDP Cities, States and Regions Open Data Portal, электронный ресурс: https://data.cdp.net/, дата обращения 25.01.2024.

[2] Canada Energy Regulator, электронный ресурс: https://www.cer-rec.gc.ca, дата обращения 25.01.2024.

[3] U.S. Department of Energy, электронный ресурс: https://www.energy.gov, дата обращения 25.01.2024.

[4] Demographia World Urban Areas. 2023, электронный ресурс: http://www.demographia.com/db-worldua.pdf, дата обращения 25.01.2024.

[5] Metabolism of Cities, электронный ресурс: https://metabolismofcities.org/, дата обращения 25.01.2024.

[6] Ontario Tech University. Energy and material flows of megacities, электронный ресурс: https://ontariotechu.ca/, дата обращения 25.01.2024.

 

 

 

Фото на обложке: Unsplash / Aleksandr Popov

Требуется авторизация

Выполните вход для комментирования

Войти

Другие статьи

Еженедельный дайджест 22.01-28.01.2024

Главред

Еженедельный дайджест 22.01-28.01.2024

Еженедельный дайджест 15.01-21.01.2024

Главред

Еженедельный дайджест 15.01-21.01.2024

Углеродные рынки: борьба со злоупотреблениями  и новые глобальные инициативы

Елена Депова,Михаил Юлкин

Углеродные рынки: борьба со злоупотреблениями и новые глобальные инициативы

Еженедельный дайджест 08.01-14.01.2024

Главред

Еженедельный дайджест 08.01-14.01.2024