Факт того, что альтернативная энергетика в виде солнечно-ветровой электрогенерации полностью себя дискредитировала, сомнению уже не подвергается. События начала 2021 года наглядно показали всему миру, к какому энергокризису приводит переоценённая роль, возложенная на солнечно-ветровую генерацию.
Низкая эффективность альтернативной генерации ранее доказывалась как европейскими, так и американскими исследованиями, а сегодня наглядно доказана на примере энергокризиса в Японии и США. И если бы не поставки Российского газа и угля, которые оказались самими большими за всю историю наших с Европой отношений, то ещё неизвестно, чем бы обернулся для этих стран этот форс-мажор.
Но какой бы низкой ни была эффективность альтернативной энергетики, у неё есть одно очень сильное достоинство – это экономия ископаемых энергетически ресурсов (углеводородов, урана). Но это, по большому счёту, является её единственным плюсом.
На данном этапе развития человеческой цивилизации самым ценным углеводородный ресурсом является нефть.
Нефть - это не только топливо, но и огромный нефтехимический ресурс с широким спектром применения как в узких кругах, так и в бытовом плане.
Изделия и продукты, в которых присутствуют компоненты нефти, окружают нас повседневно. Их общая доля составляет 90%.
Как сказал наш учёный Д.И. Менделеев: «Сжигать нефть – всё равно что топить печку ассигнациями». И это абсолютная правда. Однако доля нефти в энергетическом балансе человечества сегодня составляет почти 35%.
Известно, что производство солнечно-ветровой генерации экономически невыгодно, и оправданно только с учётом субсидирования подобных проектов со стороны государства. Однако электроэнергию они всё же вырабатывают, и доля «зелёной» энергии постепенно вытесняет долю углеводородной. Это тоже факт.
В пересчёте на нефтяной эквивалент получается, что солнечные и ветряные генераторы в среднем за год работы экономят 4600 баррелей нефти на каждый выработанный Мегаватт энергии. В пересчёте на общий энергоресурс подобная экономия - «курам на смех», однако в пересчёте на продукты, которые можно изготовить из этого количество нефти, такая экономия уже себя оправдывает.
Но тут есть нюанс: экономия углеводородных ресурсов в качестве сырья для производства изделий будет выгодна только странам, которые эти самые углеводороды экспортируют.
В принципе, экономический эффект от внедрения альтернативных источников энергии может быть положительным и в странах с развитой традиционной энергетикой, которые самостоятельно закрывают собственные потребности в углеводородах.
Исходить нужно из того, что на каждый Мегаватт установочной мощности нужно возвести минимум 0,25 кВт газовой, либо угольной генерации. Это необходимо для компенсации прерывистой генерации, которая неизбежна в случае внедрения альтернативной энергетики.
Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) солнечно-ветровой генерации в целом по миру равен величине от 15 до 25%.
Для эффективной балансировки суточной выработки альтернативной генерации нужен сверхдешёвое топливо (конкретно - газ), которое может быть только в стране, способной его экспортировать как энергоресурс. Ещё большая эффективность ветрогенерации достигается в комплексе "АТОМ-ГАЗ-ВЕТЕР".
Атомные станции обеспечивают необходимую базовою генерацию, куда включены все необходимые потребности экономики. Дополнительную пиковую генерацию обеспечивают ветрогенераторы вкупе с газовыми электростанциями. Они компенсируют друг друга, поддерживая постоянную мощность в сети. При этом большая распространённость газовых станций (1 МВт газовой генерации на 4 МВт альтернативной) только увеличивают резервный запас генерации в случае выхода из строя большого количества ветроэлектростанций (как было в США, Японии и Германии), ведь тогда нагрузка полностью ложится на газовую генерацию. При этом потребитель даже этого не заметит. В свою очередь, такое положение дел уменьшает количество потребляемого газа на мегаватт установленной мощности, что экономит не только энергоресурсы, но и основные фонды (оборудование, персонал и. т.д.).
Как ни крути, но альтернативная энергетика, даже будучи экономически целесообразной, должна всегда оставаться лишь вспомогательной генерацией, а не основной.
Если брать за основу исследования европейских учёных об энергетической эффективности различных источников электрогенерации, то можно просчитать наиболее эффективные гибридные решения при использовании альтернативной энергетики по их «EROEI» - отношению полученной энергии в результате их работы к затраченной энергии, которая понадобилась на создание и запуск генерации.
- Отдельные ветропарки имеют «EROEI» 16 единиц;
- Отдельные солнечные электростанции – 4 единицы;
- Ветро-атомные комплексы имеют эффективный «EROEI» 48 единиц (в перспективе, при замыкании топливного ядерного цикла данный показатель должен увеличиться до 80 единиц);
- Атомно-солнечные комплексы – 40 единиц;
- Ветро-газовые комплексы имеют эффективный «EROEI» 22 единицы;
- Солнечно-газовые комплексы – 16 единиц;
Ветро-солнечные комплексы имеют эффективный «EROEI» 10 единиц, но, учитывая буферизацию, которая необходима для выравнивания прерывистой генерации сторонними источниками электроэнергии, совокупный эффективный «EROEI» падает до 3 единиц.
И вот именно этот рассчитанный для ветро-солнечных комплексов «EROEI» в 3 единицы абсолютно подтвердился на практике, отправив в глубокий нокаут всю альтернативную энергетику Японии, США и Германии в январе-феврале 2021 года.
В исследовании об энергетических потребностях современного общества (Energy, EROI and quality of life) американские экономисты определили необходимые энергетические потребности для поддержания и дальнейшего развития уровня жизни человечества. Рассмотрим их подробнее:
- Современная сельскохозяйственная деятельность возможна при «EROEI» не менее 5 единиц;
- Для современного образования в обществе требуется «EROEI» не менее 7;
- Услуги современного здравоохранение возможны при «EROEI» не менее 12;
- Для поддержания среднемирового уровня качества общественной жизни требуется «EROEI» не менее 14 единиц;
- Для научно-технического и промышленного развития человечества требуется минимальный «EROEI» в 20 единиц;
- Для поддержания качества жизни, сложившегося в развитых странах, EROEI должен быть около 30 единиц.
Если учесть выработку электроэнергии в Германии в 2019 году, то средний «EROEI» источников электроэнергии лежит в диапазоне от 19 до 25 единиц. Это достаточно объективные показатели, если учитывать тот факт, что в Германии 25 месяцев подряд идёт спад промышленного производства, а цены на электроэнергию самые высокие в мире.
"Росатом" на международной глобальной конференции по энергетике «Global Impact Conference 2020» заявил, что Россия делает упор на ветро-атомного комплексы.
Более подробно я писал об этом в статье «Российский подход в развитии возобновляемых источников энергии».
Теперь учтём количество всей выработанной электроэнергии в России при максимально возможном замещении её возобновляемой энергетикой на основе ветроэлектрических комплексов (ВЭС).
Если заместить в России 30% электрогенерации такими комплексами (аналогичный показатель сегодня в Германии), общий «EROEI» электрогенерации составит 31 единицу.
Если учесть замыкание ядерного топливного цикла на мощностях, имеющихся сейчас в распоряжении России, общий «EROEI» электрогенерации будет равен 42 единицам.
Получается, что достижение доли ветроэнергетики в 30% от всей сгенерированной электроэнергии не окажет критического воздействия на энергосистему России и на общество в целом, как это можно было недавно наблюдать в Германии, США и Японии. Более того, «EROEI» достаточен как для поддержания уровня жизни, доступного в самых развитых странах мира, так и для дальнейшего его улучшения.
Однако следует понимать, что стоимость электроэнергии возрастёт кратно падению «EROEI».
Учитывая, что сегодняшний «EROE» электрогенерации в России равен 35 единицам, получается, что электроэнергия подорожает, как минимум, в 1,5 раза. Однако это всё равно будет более чем в 4 раза ниже, чем в Германии, и в 1,6 раза ниже, чем сегодня в США.
Учитывая всё вышеперечисленное, Россия может стать первой страной в мире, где развитие Ветроэнергетики будет осуществляться без субсидирования со стороны государства.
С одной стороны, это хорошо, ведь при таком раскладе достигаются пять положительных моментов:
- ВЭС - хоть и дорогая, малоэффективная, но всё-таки альтернатива углеводородам в генерации электроэнергии;
- ВЭС несёт экологическую составляющую при генерации электроэнергии;
- Освоение ВЭС представляет собой исследовательский проект в области экспериментальных и практических разработок использования природных энергетических процессов на нужды человеческой цивилизации;
- ВЭС способствуют сохранению углеводородного сырья;
- ВЭС может быть резервным независимым источником электроэнергии.
Но у ВЭС есть очень серьёзный недостаток – это маленькая удельная электрическая мощность на кВт/км2. Например, строящаяся морская ветряная электростанция «Hornsea» имеет удельную установочную мощность 350 кВт на 1 квадратный километр (против 2 700 000 кВт у АЭС). Учитывая, что КИУМ офшорных ВЭС хоть и больше, чем аналогичных ВЭС на материке (и равен 35%), то эффективная мощность составит всего 122,5 кВт на квадратный километр. И это при заявленном ресурсе офшорной ВЭС в 25 лет.
Отсюда вопрос: а оно нам вообще надо? Развивать в России альтернативную энергетику можно. Но зачем, если у нас есть на порядки более эффективная и мощная альтернатива в виде развитой ядерной промышленности? Например, Кольская АЭС электрической мощность 1,76 ГВт располагается на площади 0,7 кв. километра.
Я считаю, что даже при всей расчётной эффективности и прочих плюсах ВЭС в России, сосредотачиваться нужно на ядерных технологиях. Тем более, проекты атомных министанций на 40-50 МВт уже воплощаются в жизнь. Тогда на кой хрен нам сдалась вся эта альтернатива?
Пожалуй, только для красоты, да чтобы не отстать от западных стран... Пусть "наши партнёры" сами играются в эту альтернативную энергетику. Если и развивать экологически нейтральную безуглеродную энергетику, то будущее именно за атомной энергией. И альтернатив ей нет.
Судя по недавнему докладу об энергетической стратегии, представленого минэнерго США, они наконец это осознали. А тут ещё и Билл Гейтс начал заявлять, что ядерная энергия — единственный способ получения электроэнергии, не влияющий на климат. А как же ветряки и солнечные панели, а, Билл? Ведь в США с 2010 года твердили, что будущее мировой энергетики за ними...
Напоследок отмечу лишь один интересный нюанс: сегодня в России набирает популярность микроэнергетика для дачных домохозяйств. Поговорим о ней в следующей статье.
================================================================
Если Вам нравится контент и тематика канала, вы всегда можете отблагодарить меня , поставив палец вверх (лайк) и оставив комментарий. Так вы помогаете продвижению канала. Спасибо, друзья!
С информационными источниками, которые использованы в основе публикации, можно ознакомиться в закреплённом комментарии.
