Казалось бы, какие проблемы могут быть у Возобновляемых Источников Энергии (ВИЭ)? Крутится себе ветряная турбина и вырабатывает энергию; стоят солнечные панели, никого не трогают и тоже вырабатывают энергию. Наличие подобных источников энергии увеличивает совокупную выработку энергии, улучшая наши жизненные условия.
"Всё красиво, экологично и логично" – подумает средний обыватель и окажется жестоко неправ.
В 2013 году вышло наиболее полное, объективное и независимое исследование, представляющее собой совместную работу четырёх университетов Германии, Канады и Польши. Данное исследование прошло рецензирование и вызвало небывалую озлобленность экоактивистов, потому что результат 20-летней практики внедрения альтернативных источников энергии в Европе оказался слабоэффективным.
Самая большая проблема альтернативных источников энергии – это низкий энергетический выход.
И улучшить эту ситуацию в обозримом будущем не получится. А причина проста: в мире недостаточно ресурсов для промышленного производства солнечных батарей нового поколения по технологии «CIGS» и «CdTe», которые с энергетической точки зрения в три раза эффективнее , чем солнечные панели на основе кремния.
В земной коре попросту недостаточно индия и теллура для масштабного производства солнечных панелей нового поколения.
С 2016 года, как альтернатива, разрабатываются технология, основанная на нанотрубках и способная более эффективно взаимодействовать с инфракрасным излучением. Плёнка с нанотрубками, нанесённая на солнечную панель, увеличивает её эффективность на 22%. В теории можно создавать солнечные панели с эффективностью 50%, однако сложность производства такой плёнки не позволяет говорить о скором внедрении данной технологии. Даже сами учёные не знают, когда вообще получится её внедрить, и возможно ли это в принципе. Всё дело в наномасштабах: нужно соблюдать технологические нормы в пределах 1-2 нанометров.
Ветряные турбины уже приблизились к своему максимальному КПД и выжать из них дополнительную эффективность уже не получается. Поэтому часто идут по другому пути: для получения большой мощности просто увеличивают размеры Ветро-Энергетической Станции (ВЭС).
Солнечным панелям и ВЭС для производства, доставки и установки требуется энергия. Эти энергетические затраты должны окупаться вследствие выработки солнечными панелями и ВЭС энергии на протяжении всего срока эксплуатации. Эффективность генерации энергии учитывает коэффициент «EROI».
Напомню:
EROI– коэффициент энергетической рентабельности, который показывает соотношение энергии, затраченной на создание энергетического источника, и количество выработанной им энергии.
Например, «EROI» солнечных панелей, согласно расчётам учёных, составляет 4 единицы, а «EROI» ВЭС - 16 единиц. То есть за время своего жизненного цикла солнечные панели сгенерируют энергии в 4 раза больше, чем было затрачено на их создание, а ВЭС, соответственно, в 16 раз больше энергии (в среднем по европейским странам).
Несложно подсчитать, что солнечные панели в энергетическом плане будут окупаться больше шести лет, а ВЭС окупятся за полтора года.
Согласно исследованию, угольная электростанция энергетически окупается за 2 месяца, а газовая - всего за 9-12 дней. Если же учитывать энергозатраты на добычу и транспортировку угля и газа, то их энергетическая окупаемость составит 10 и 11 месяцев соответственно.
Гидроэлектростанции энергетически окупаются за 3 года. Ядерная электростанция энергетически окупается всего за 2 месяца.
Но это ещё не самое главное. В возобновляемой энергетике есть ещё одна нерешённая и очень большая энергетическая проблема: постоянно колеблющаяся от нуля до максимума генерация энергии, которая зависит от капризов погоды и времени суток. Подобная прерывистая генерация энергии не подходит для использования. Нужны системы накопителей или компенсаторов мощности. Это могут быть как аккумуляторные батареи, так и газовые электростанции, компенсирующие прерывистую генерацию энергии возобновляемыми источниками энергии. Из-за внедрения мер буферизации общий «EROI» солнечных панелей падает до величины в 1,6 единицы, а «EROI» ВЭС - до величины 3,9 единицы.
Казалось бы, нужно всего-навсего отказаться от всего этого и просто возложить добычу энергии на возобновляемую энергетику, создав ветро-солнечную энергетическую систему. Подобным печальным опытом обладают жители государства Пуэрто-Рико. После урагана «Мария», который уничтожил половину солнечных панелей местной электростанции, город Сан-Хуана погрузился во тьму. ВЭС, успешно пережившие ураган, невозможно было перезапустить из-за слишком малой пропускной способности местной электросети. Даже немецкие специалисты, построившие этот ветропарк, ничего не смогли сделать, поэтому даже спустя четыре месяца почти половина города всё ещё оставалась без электричества.
Подробнее об этом я рассказывал в статье «Скрытая угроза в альтернативной энергетике обернётся катастрофой для всего человечества».
Надежд на альтернативную энергетику нет никаких в принципе, поэтому даже Польша решила отказаться от подобного подхода и подписала с США договор о строительстве АЭС.
В 2020 году в Пуэрто-Рико после осознание последствий пригодных катастроф, начали рассматриваться возможность строительства модульных ядерных реакторов, как надёжного поставщика постоянной мощности в электрическую сеть. Это должно решить проблемы перезапуска ВЭС.
В альтернативной энергетике, в частности в ВЭС, всё же есть свои преимущества. В отличие от солнечной электростанции, ВЭС аналогичной мощности занимает всего 1% площади на территории ветропарка. Остальные 99% можно использовать с пользой для тово же земледелия, животноводства или прокладки Ж/Д путей, автомобильной трассы и т.д. На выработку электроэнергии это никак не повлияет. Но самое главное – это отсутствие выбросов углеводородов в атмосферу.
Поэтому ветроэнергетику можно считать сегодня самой эффективной из альтернативных источников энергии. Однако её энергетический коэффициент «EROI» не способен поддерживать сегодняшний образ жизни развитых стран, для которых необходим общий «EROI» всех источников энергии в 25-30 единиц.
В 2020 году, испытав все "прелести" внедрения ВИЭ и буферизации аккумуляторами "Тесла", в сенате Австралии открыто заявили о провале подобного проекта, а все ВИЭ признали ненадёжными. Сенатор Мэтт Канаван настаивает на возвращении страны к газовой и угольной генерации как можно быстрее, ибо затягивание этих мер полностью уничтожит обрабатывающую отрасль страны.
В Германии самые высокие цены на электроэнергию. Вот вам наглядный результат внедрения ВИЭ!
С 2017 года в России началось активное внедрение ветро-энергогенерирующих мощностей. Строительство и локализация производства в стране ветроэнергетических установок поставлены под государственный контроль. Госкорпорации «Росатом» и «Роснано» активно развивают ветроэнергетику в России.
Тему внедрения ветроэнергетики в России я неоднократно освещал на моём канале.
Каким образом в России планируют решить главную проблему ВИЭ? Всё оказалось довольно просто. ВИЭ в России строятся исключительно как вспомогательные генерирующие мощности, и замещать ими традиционную энергетику никто не будет. Следовательно, для поднятия энергетической эффективности нужно совместить ВИЭ с самым высокоэффективным источником энергии – АЭС.
Итогом такого совмещения самого эффективного источника альтернативной энергетики (ВЭС) с самым эффективным источником традиционной энергетики (АЭС) станет общий «EROI» энергосистемы АЭС-ВЭС, равный 60-ти единицам.
АЭС обладают «EROI» от 85 до 105, в зависимости от эффективности технологии обогащения урана, а в Росатоме – самые эффективные в мире технологии обогащения урана.
Даже учитывая буферизацию ВЭС, общей «EROI» энергосистемы будет 45-50 единиц. К 2035 году в России начнётся замыкание ядерного топливного цикла, который обещает быть завершён к 2050 году. Это дополнительно повысит «EROI» АЭС-ВЭС до 80 единиц.
В Росатоме заявили, что развитие ВЭС является приоритетным направлением для создания безуглеродной эффективной энергетики будущего, где АЭС будет работать совместно с ВЭС в формате Атомно-Ветрового комплекса.
В таком симбиозе ВИЭ приобретут статус энергетически и экономически выгодной для развития и внедрения энергетической отрасли. Другими словами, энергетический потенциал ВИЭ может быть раскрыт только при совместной работе с АЭС.
Вот она – безуглеродная альтернативная энергетика по-русски. Мощная, чистая, красивая и доступная.
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Статьи про Российские ВЭИ
