Проблема негативного влияния цивилизации на окружающую среду звучит все чаще. До недавнего времени основной угрозой считалась «озоновая дыра» в атмосфере. Действительно, озоновый слой защищает жизнь на Земле от солнечной радиации и его исчезновение неизбежно приведёт к исчезновению жизни. Утончение озонового слоя над Антарктидой действительно имело место. Поэтому опасения тех лет были, в какой-то степени, оправданы. Однако достоверно судить о «вкладе человечества» в появление «озоновых дыр» достаточно сложно. Подозрение экологов падало на фреоны – газы, используемые при производстве дезодорантов. А согласно более свежим теориям, основной причиной глобального потепления были названы парниковые газы, а их основным источником – сжигание углеводородов (газа, нефти, угля). Получается, главные виновники роста доли парниковых газов в атмосфере: тепловые электростанции (ТЭС) и автотранспорт. Но основной парниковый газ – оксид углерода – это необходимый элемент для фотосинтеза растений. Как быть с этим?
В качестве альтернативы сжиганию углеводородов предложено вырабатывать электроэнергию, используя только возобновляемые источники энергии. В свою очередь все автомобили, работающие на двигателях внутреннего сгорания, предложено в ближайшие 15 – 20 лет заменить на электромобили.
Попробую оценить: насколько реалистична реализация этих предложений и для отдельных государств, и в мировом масштабе.
ПЕРЕСТАНЕТ ЛИ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО СЖИГАТЬ УГЛЕВОДОРОДЫ?
Азбучная истина: источники энергии делятся на возобновляемые и невозобновляемые. В течение большей части своей истории человечество преимущественно использовало возобновляемые источники энергии: дрова для отопления жилищ и приготовления пищи. Энергия воды и ветра позволяла строить водяные и ветряные мельницы. С последней четверти XIX энергию рек стали использовать для строительства гидроэлектростанций. Однако и в течение ХХ века, и в настоящее время по совокупному производству электроэнергии в мире гидроэлектростанции занимали и занимают второе место, заметно уступая тепловым электростанциям. Использование невозобновляемых источников связано с резким ростом потребности в электроэнергии. В качестве топлива на тепловых электростанциях использовались и продолжают использоваться различные виды углеводородов: горючие сланцы, торф, бурый и каменный уголь, топочный мазут. Сжигание этих видов углеводородов действительно приводит к вредным выборам в атмосферу. Поэтому, в последние годы большинство ТЭС, расположенных в крупных городах или недалеко от них, переведены на газ. По производству электроэнергии ТЭС абсолютно доминировали в первой половине ХХ века. Это было связано с несколькими факторами.
· Во-первых, строительство ГЭС на крупных реках требует значительно больше затрат.
· Во-вторых, сроки возведения крупных гидроэлектростанций заметно превышают сроки строительства тепловых станций.
· В-третьих, большинство крупных ГЭС могут быть возведены достаточно далеко от основных потребителей электроэнергии. Исключения есть, но они достаточно немногочисленны. В РФ в непосредственной близости от потребителей, среди крупных ГЭС, возведены Братская, Красноярская и Куйбышевская гидростанции.
Следует принять во внимание: в результате возведения крупных ГЭС на равнинных реках образуются большие водохранилища. Это приводит к необходимости переселения из родных, затапливаемых, мест в иные города и сёла. Драма людей, приговариваемых к вынужденному переселению, прекрасно описана в повести Валентина Распутина «Прощание с Матёрой». Переселять население, как правило, не требуется при возведении ГЭС на горных реках. Только строительство ГЭС на горных реках – более дорогостоящие и продолжительные, по времени, проекты, чем возведение ГЭС на равнинных реках.
В настоящее время на ГЭС в России вырабатывается только 17% электроэнергии. Сравнительно короткий период (1985 – 1986 гг.) Саяно-Шушенская ГЭС являлась крупнейшей гидростанцией в мире (мощность: 6,4 млн. кВт/час). В настоящее время крупнейшими ГЭС в мире являются:
· Три ущелья (КНР): мощность 22,5 млн. кВт/час, среднегодовая выработка: 98 – 99 млрд. кВт/час;
· Итайпу (Бразилия – Парагвай): мощность 14,0 млн. кВт/час, среднегодовая выработка: 101 – 103 млрд. кВт/час;
· Гури (Венесуэла): мощность 10,235 млн. кВт/час, среднегодовая выработка: 46 – 48 млрд. кВт/час.
Вполне очевидно, что среднегодовая выработка зависит не только от мощности установленных турбин, но и от водного режима реки, на которой возведена ГЭС.
Да, в нескольких ведущих странах мира, большая часть электроэнергии вырабатывается именно на ГЭС: Бразилия – 64%; Канада – 60%. В ряде небольших государств (Таджикистан, Парагвай) доля ГЭС в выработке электроэнергии превышает 70%. В целом, в мире на долю ГЭС приходится примерно та же доля электроэнергии, что и в России: 17 – 18%. Ни полной замены тепловых станций ГЭС, ни к 2030, ни к 2050 году ожидать не следует. Не стоит ожидать даже заметного вытеснения ТЭС гидроэлектростанциями. Просто потому, что в большинстве стран мира нет рек, на которых можно было бы возвести крупные ГЭС. Более того, За последние годы доля ГЭС в общем производстве электроэнергии снизилась. Если в 2016 году ГЭС производили 2/3 электроэнергии, вырабатываемой на станциях, использующих возобновляемые источники энергии, то в 2020 уже 58%.
Помимо традиционных гидроэлектростанций, возобновляемые источники энергии используют следующие виды электростанций:
· Ветряные;
· Геотермальные;
· Приливные;
· Солнечные.
Первая ветряная электростанция была построена в Англии ещё в 1887 году. Но просуществовала она очень недолго: из-за протестов соседей энтузиаста. В России первая ветряная электростанция была построена в Курске энтузиастом-самоучкой Анатолием Уфимцевым (1880 – 1936) и введена в эксплуатацию в 1931 г. Её мощность составляла всего 7 кВт, и для промышленной эксплуатации она, однозначно не годилась. В течение нескольких десятилетий создание «ветряков» оставалось уделом отдельных энтузиастов. В серьёзных масштабах строительство ветряных электростанций началось только в 80-х годах ХХ века. В настоящее время лидерами по доле «ветряков» в общей выработке электроэнергии являются Германия и Нидерланды. В целом, по миру именно установка ветрогенераторов развивается сейчас опережающими темпами, по сравнению с возведением всех других видов электростанций. Конечно, у ВЭС есть свои минусы. Основной минус: продолжительная безветренная погода. Экологи зафиксировали случаи гибели птиц, вызванных ветрогенераторами. Не случайно, и в Нидерландах, и в Германии запрещена установка ветрогенераторов ближе 300 метров от жилых домов.
Геотермальные электростанции, с точки зрения негативного воздействия на окружающую среду абсолютно безвредны. Вопрос в том, что строится они могут в очень ограниченном числе мест. В Европе это Исландия и Норвегия. В России – Камчатский край и некоторые из Курильских островов. Кроме того, ГеоЭС не могут быть слишком мощными, будут иметь только локальное значение.
Приливные электростанции. Это особый вид ГЭС. Турбины, устанавливаемые на приливных станциях, могут вырабатывать ток и во время приливов, за счёт притока воды, и во время отливов, за счёт оттока воды, прошедшей через турбины во время прилива. Однако себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на ПЭС, заметно выше, чем на традиционных ГЭС. Пионером в возведении приливных станций стала Франция, ещё в период президента генерала де Голля. Первая в мире приливная ГЭС «Ля Ранс» была запущена в департаменте Бретань в 1966 году, где наблюдаются самые высокие в Европе приливы – до 14 м. Уже более полувека эта станция имеет самую протяжённую плотину среди всех ГЭС – 800 метров. Советский Союз не сильно отстал от Франции. Кислогубская приливная ГЭС в Мурманской области была введена в строй в 1968 году, и по сей день остаётся единственной приливной станцией в России. Приливные станции безвредны для окружающей среды. Их основной минус: их можно возвести только в местах, достаточно далёких от конечных потребителей электроэнергии.
Солнечные электростанции. На первый взгляд, наиболее перспективный вид электростанций, работающий на возобновляемых источниках энергии. Однако и у них есть совершенно очевидный минус: пасмурная погода. В тех же регионах, где в течение года абсолютно преобладают солнечные дни (Сахара, Каракумы или чилийская пустыня Атакама), поблизости нет конечных потребителей, заинтересованных в значительном количестве электроэнергии. Поэтому возведение солнечных станций целесообразно только в тех регионах, где число солнечных дней преобладает над числом пасмурных. Кроме того, важна близость к конечному потребителю. Поэтому на долю солнечных станций пока приходится около 3% от мировой выработки электроэнергии. Интересен опыт России: в якутском посёлке Батогай, расположенном за Полярным кругом, построена самая северная в мире солнечная электростанция, мощностью 1 МВт. Во время полярного дня она дублирует ТЭС, работающую на дизельном топливе.
Проведённый анализ показывает: развивать электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии перспективно и целесообразно. Однако рассчитывать, что они в среднесрочной перспективе смогут полностью заменить ТЭС не стоит. Да, существует и достаточно активно развивается атомная энергетика. Вопрос в том, что после аварий в Чернобыле (1986) и Фукусиме (2011), далеко не все страны готовы размещать атомные реакторы на своей территории.
ВЫТЕСНИТ ЛИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ ПРИВЫЧНЫЕ АВТОМОБИЛИ?
Первые автомобили и первые электромобили были созданы почти одновременно. В 1899 году электромобилю принадлежал абсолютный рекорд среди самодвижущихся наземных экипажей: 106 км/ч. Однако выпуск автомобилей, работающих на двигателях внутреннего сгорания, был налажен в промышленных масштабах уже в первое десятилетие ХХ века. Сборка электромобилей в течение нескольких десятилетий оставалось сферой интересов отдельных энтузиастов. Основная причина отсутствия интереса к массовому выпуску электромобилей состояла в том, что в тот период аккумуляторы позволяли проехать только несколько десятков километров, без перезарядки. В СССР наибольший интерес представляли электромобили, собираемые студентами и преподавателями Харьковского автодорожного института (ХАДИ). Да, журнал «Техника молодёжи» достаточно регулярно публиковал материалы об этих электромобилей. Но вопрос о серийном производстве электромобилей никогда не поднимался ни в СССР, ни в России.
Ситуация стала меняться только в XXI веке. Требования к выбросам автомобилей, работающих на двигателях внутреннего сгорания, стали заметно ужесточаться, особенно в странах Евросоюза. Аккумуляторы, используемые в современных электромобилях, позволяют проезжать без подзарядки уже не десятки, а сотни километров. Ряд крупных автомобильных концернов наладил серийный выпуск электромобилей. В результате доля электромобилей в автопарке развитых стран неуклонно возрастает. За последние 5 лет число электромобилей в России возросло более чем в 10 раз (с 1,1 тысячи до 12 тысяч). Хотя, и теперь, их общее число составляет около 1% от годового выпуска обычных автомобилей. Заметно больше автомобилей, именуемых «гибридами»[1] - их в российском автопарке свыше 160 тысяч. Однако общее число электромобилей и «гибридов» составляет пока около 0,4% от общей численности российского парка легковых автомобилей. К сожалению, российский автопром пока не наладил выпуск легковых электромобилей, большинство используемых в РФ электромобилей выпущены концерном «Мицубиси». Важен пример Москвы: почти все троллейбусы и часть автобусов заменены электробусами отечественной сборки. Несомненно: эта практика постепенно распространится и на другие города миллионники.
ГЛАВНОЕ - НЕ ПЕРЕУСЕРДСТВОВАТЬ!
Основными локомотивами перехода к «зелёной» экономике являются европейские Партии Зелёных. В результате вхождения в правительственную коалицию Партии Зелёных, новое правительство Германии приняло решение полностью прекратить угольную генерацию к 2030 году (напомню, сейчас сжигание угля даёт ФРГ свыше 25% потребляемой электроэнергии). Ряд экспертов, даже в самой Германии, сомневается в реальности реализации этих планов. Кроме того, все новые коммерческие постройки будут обязаны размещать на крышах солнечные батареи, а для частных домов их размещение станет нормой. Возможно, с размещением солнечных батарей на крышах новых построек граждане Германии, так или иначе, но согласятся. Хотя, это неизбежно приведёт к удорожанию нового строительства. Но, если активисты Партии Зелёных начнут требовать принудительно устанавливать солнечные батареи и на существующих строениях это неизбежно приведёт к протестам. А жители большинства стран Евросоюза активно протестовать умеют. Это все мы могли наблюдать по достаточно интенсивным, но не вполне осмысленным уличным протестам антиваксеров в течение последнего года. России, к счастью, подобные сценарии не угрожают. Экологических экстремистов у нас единицы.
[1] Гибриды – автомобили, на которых одновременно установлен и двигатель внутреннего сгорания и электрические батареи.
Автор Андрей ЛАРИН, социолог, обозреватель Редакции ВРЕМЯ ИННОВАЦИЙ
