Урок 23 · Энергия: происхождение и использование Не начат

Энергобаланс Аргентины и его след

Макроуровень

Главная идея. Углеродный след аргентинской розетки зависит от того, какая смесь источников вырабатывает электричество в данный момент.

Открыть презентацию урока

Что нужно принести

Короткое напоминание: электричество — это носитель, а не источник: оно переносит энергию, произведённую на электростанции (урок 21). И у каждой технологии свои выбросы жизненного цикла, которые IPCC выражает в гCO₂-экв на кВт·ч (урок 22).

Объяснение

Читать объяснение

Энергобаланс как смесь

Структура генерации (энергобаланс) — это смесь источников, вырабатывающих электричество страны, выраженная в процентах от выработанной энергии. Электричество в твоей розетке «не знает», с какой станции оно пришло: оно часть этой смеси. Поэтому его средний углеродный след рассчитывается как средневзвешенное:

$$H = \sum_i p_i \cdot E_i = p_1 \cdot E_1 + p_2 \cdot E_2 + \dots$$

где $H$ — средний след энергобаланса (в $\mathrm{gCO_2eq/kWh}$), $p_i$ — доля выработки, которую даёт источник $i$ (например, 53 % — это $p = 0{,}53$), а $E_i$ — выбросы этого источника на кВт·ч.

Энергобаланс Аргентины

Выработка: CAMMESA, Informe Anual 2025, с. 2 (собственная выработка; импорт, 4304 ГВт·ч, не учитывается). Проценты рассчитаны от 142 793 ГВт·ч и округлены. Выбросы: IPCC (2014), AR5 WGIII, приложение III, таблица A.III.2 (медианы жизненного цикла).
ИсточникВыработка 2025Доля $p_i$Выбросы $E_i$ (гCO₂-экв/кВт·ч)Вклад $p_i \cdot E_i$
Тепловая75 225 ГВт·ч53 %490 (природный газ, парогазовый цикл)$0{,}53 \cdot 490 = 259{,}7$
Гидро30 144 ГВт·ч21 %24$0{,}21 \cdot 24 = 5{,}0$
Возобновляемая (Закон 27.191)26 663 ГВт·ч19 %31,8 (среднее)$0{,}19 \cdot 31{,}8 = 6{,}0$
АЭС10 761 ГВт·ч7 %12$0{,}07 \cdot 12 = 0{,}8$
Итого142 793 ГВт·ч100 %—$H \approx 271{,}6$

Три пояснения к таблице:

  • В Аргентине «возобновляемая» по Закону 27.191 не включает крупные плотины: крупная гидроэнергетика идёт отдельной строкой. Возобновляемая генерация 2025 года — в основном ветровая (70 %) и солнечная (19 %), с небольшой долей малых ГЭС, биомассы и биогаза (CAMMESA). Её средние выбросы 31,8 рассчитаны по этому распределению и медианам IPCC.
  • Аргентинские ТЭС сжигают разное топливо; использовано значение для природного газа в парогазовом цикле — главного топлива года по данным CAMMESA. Для угля значение было бы больше (820).
  • Секретариат энергетики публикует другое число — коэффициент выбросов сети (0,429 тCO₂/МВт·ч в 2023 году, операционная маржа). Он рассчитывается другим методом, предназначенным для оценки проектов, поэтому напрямую с $H$ не сравнивается.

Как меняется след

Ситуация: тепловая генерация снижается на 10 пунктов (с 53 % до 43 %), а возобновляемая растёт на 10 (с 19 % до 29 %); гидро и атомная не меняются.

  1. Новый вклад тепловой: $0{,}43 \cdot 490 = 210{,}7$.
  2. Новый вклад возобновляемой: $0{,}29 \cdot 31{,}8 \approx 9{,}2$.
  3. Гидро и атомная не меняются: $5{,}04 + 0{,}84 = 5{,}88$.
  4. Новый след: $H' \approx 210{,}7 + 9{,}2 + 5{,}88 \approx 225{,}8\ \mathrm{gCO_2eq/kWh}$.
  5. Разница: $271{,}6 - 225{,}8 = 45{,}8$, и $45{,}8 \div 271{,}6 \approx 0{,}169$: след снижается примерно на 17 %.

Изменение энергобаланса на 10 пунктов сдвинуло след почти на 17 %, потому что снизилась доля самого «грязного» источника.

Носитель, а не источник

Так как электричество — носитель, одно и то же потребление может иметь разный след:

Энергобалансы A и B — примеры, построенные для сравнения, а не реальные страны. Выбросы: IPCC (медианы жизненного цикла).
СитуацияЧто меняетсяСлед одного и того же кВт·ч
Энергобаланс A: 100 % угольМестная смесь820 гCO₂-экв
Энергобаланс B: 100 % ветерМестная смесь11 гCO₂-экв
Полдень и полночь в одной и той же сетиСолнечные станции вырабатывают только днём: смесь меняется в зависимости от часа—

Лампа, холодильник или зарядка во всех трёх случаях одинаковы. След меняет не прибор, а то, откуда приходит питающая его энергия.

Что такое углеродный след

Углеродный след — экологический показатель, который стремится отразить все парниковые газы, выброшенные прямо или косвенно человеком, организацией, мероприятием или продуктом. Он измеряется в массе CO₂-эквивалента. Зная его величину, можно применить государственную или частную стратегию сокращения или компенсации.

CO₂-эквивалент использует потенциал глобального потепления из урока 8: каждый газ умножают на его ПГП. По таблице презентации выброс 1 кг метана считается как $1\ \text{кг} \times 21 = 21\ \text{кг}$ CO₂-эквивалента.

Источник: презентация преподавателя Un invernadero gigante (Canva), слайды 16 и 41.

Исследование

Прежде чем трогать: если бы атомная генерация стала 30 %, а тепловая снизилась на столько же, след снизился бы сильно или слабо? А если бы такое же изменение произошло между гидро и возобновляемой?

Конструктор рассчитывает $H = \sum_i p_i \cdot E_i$ по выбросам из таблицы. Чтобы расчёт имел смысл, энергобаланс должен в сумме давать 100 %.

Загружаем конструктор энергобаланса…

Попробуй: по очереди собери энергобаланс из 100 % одного источника. У какого самый большой след, а у какого самый маленький?

Анимация

Описание анимации

По данным CAMMESA, в 2025 году электроэнергия, выработанная в стране, распределилась так: 52,7 процента — тепловые станции, в основном газовые; 21,1 процента — гидроэлектростанции; 18,7 процента — возобновляемые источники (ветер, солнце и другие); 7,5 процента — атомные. Это проценты выработанной энергии, а не установленной мощности.

Первое, что отсюда видно: большая часть электричества в стране производится сжиганием газа. И у этого есть прямое следствие: углекислый газ, связанный с электричеством, которое ты используешь дома, зависит прежде всего от этого первого столбца. Электромобиль, заряженный в Аргентине, не так же чист, как заряженный в стране с другим энергобалансом.

Теперь о самой частой ошибке при чтении этих данных. Есть две величины, которые похожи, но не совпадают. Установленная мощность — то, что станция могла бы отдавать, если бы всё время работала на максимуме. Выработанная энергия — то, что она фактически отдала за год.

У тепловых и атомных станций эти две цифры довольно близки, потому что они работают почти непрерывно. У возобновляемых — нет: ветряк вырабатывает только при ветре, а панель — только при солнце. Поэтому их установленная мощность заметно больше энергии, которую они в итоге дают.

Поэтому смешение этих двух цифр портит любое сравнение, и так делают постоянно — и в пользу возобновляемой энергетики, и против неё.

Прежде чем судить об энергобалансе, стоит проверить три вещи: какого года данные, что тебе показывают — мощность или энергию, и кто их публикует.

Источники анимации: CAMMESA, Informe Anual 2025 (Resumen Anual 2025, собственная выработка по типам в ГВт·ч, без импорта) — распределение выработки; EIA, Electricity explained — различие между установленной мощностью и выработанной энергией. Схема, не в реальном масштабе.

Симуляторы для этого урока

Дополнительно: интерактивные симуляторы по теме этого урока. Можно открыть до или после объяснения.

Листы для скачивания (на испанском)

Задания

1. От графика к утверждению

Загрузи в конструктор реальный энергобаланс 2025 года и посмотри на столбцы вкладов.

  1. Напиши утверждение о выбросах энергобаланса Аргентины, которое следует из графика (например, какой источник весит больше всего в следе).
  2. Подкрепи его расчётом: запиши $p_i \cdot E_i$ для этого источника и сравни с итогом $H$.
  3. Объясни, почему гидроэнергетика, дающая 21 % выработки, так мало добавляет к следу.

2. Одинаковое потребление, разный след

Утверждение, которое нужно защитить: у двух людей с одинаковым потреблением электричества может быть разный углеродный след.

То, что ты пишешь, никуда не отправляется: файл остаётся на твоём устройстве.

Самопроверка

Восемь вопросов. Когда выбираешь вариант, появляется объяснение: прочитай его, даже если ответил правильно.

Загрузка вопросов…