Рост котировок и расценок на нефтегаз на бирже, наложившись на ряд направленных против России санкций, поставили вопрос альтернативной энергетики как никогда остро. С одной стороны, весьма сомнительные в плане рентабельности технологии получат второй шанс. С другой – поставив вопрос о возможности замёрзнуть зимой или оказаться без света, Европа оказывается куда менее склонной к экспериментам по этой части.
Тем не менее желание уйти от такого рискового и непростого поставщика, как Россия, растёт день ото дня. А многообразие зелёных и левых партий в европейских правящих альянсах даёт понять, что курс на «зеленизацию» будет продолжен даже с большими издержками. Оно и понятно: кризис на Украине кого хочешь убедит в ненадёжности России в качестве партнёра. А тут ещё Россия требует платить за газ в рублях… Вот только на то, чтобы отказаться от него, Европе потребуются десятилетия, если не больше.
Вопросы и ответы
Мысль о полной замене российского газа на возобновляемую энергетику по состоянию на сегодняшний день кажется или сказкой, или бредом. В прошлом году Евросоюзу потребовалось 16 миллионов тераджоулей газа (при условии конвертации на энергию сжигания), а добывали тут максимально 2 миллиона. При этом почти четверть ресурса Европе обеспечивает Россия — это второй результат, после норвежского. Затем идут Беларусь и Украина, на каждую из которых приходится чуть более 10% (но это, по факту, перепродажа российских энергоносителей по спекулятивным ценам).
Какова альтернатива? Прежде всего солнечная, ветровая энергия и биологическое топливо. Но производство последнего требует колоссальных посевных площадей, а в условиях растущих цен на продовольственные ресурсы вероятность посадки рапса вместо кукурузки и пшеницы представляется крайне сомнительным решением. Поэтому будем говорить об альтернативной энергетике.
В 2020 году в общей сложности ЕС произвёл 2987 Террават-часов электричества. При этом 22% из них было получено за счёт возобновляемой энергетики (в том числе за счёт гидроэлектростанций). Чтобы заменить один только российский газ, эту возобновляемую установленную мощность придётся увеличить в два с половиной раза. Достижимо ли это? Да. Но в ближайшие десятилетия? Едва ли.
При этом просто выдать на-гора нужную энергию недостаточно, её нужно ещё и доставить потребителю. Голубое топливо, помимо электростанций, используется ещё и для отопительных и промышленных нужд. Поменять всё это выльется в копеечку.
В длительной перспективе, конечно, всё представляется куда более интересным – но даже в этом случае не бесспорным. Если оставить в стороне абстрактные вопросы типа экологических и гуманитарных и сосредоточиться на главном: способна ли альтернативная энергетика «подвинуть» обычную генерацию и бесперебойно снабжать старушку-Европу теплом и светом?
Фунты брамсельного ветра
Многие до сих пор убеждены, что энергоокупаемость ветряков и солнечных панелей выше их расчётного срока службы. То есть их производство потребляет больше энергии в широком смысле, чем они оказываются способными произвести за всю жизнь. Таким образом, по мнению скептиков, это лишь аккумулятор с обратной эффективностью. Возможно, на стадии экспериментов всё обстояло именно так, но сейчас при сроке службы, исчисляемом десятилетиями, окупаемость солнечных панелей происходит в 2-5 лет.
Энергия ветра демонстрирует аналогичные цифры. Несмотря на значительные колебания, речь идёт о выработке в 30-35 раз большего количества энергии, чем требует эксплуатация и строительство станции. В 2018 году средний срок выхода на окупаемость современных образцов промышленных ветряков оценивали в 18-24 месяца.
В общем, дают они электричество. Но вопрос в том, достаточно ли?
Несколько лет назад консорциум исследователей из США и Китая опубликовал в Nature Communications статью, в которой подверг анализу ресурсы ВИЭ 42 государств на всех пяти континентах на протяжении 40 лет. Затем исследователи подсчитали совокупную генерацию за весь этот период и сопоставили с потребностями этих государств в энергии, подчеркнув, что речь о геофизике, а не о политике или экономических факторах. Специалистами было рассмотрено несколько моделей ВИЭ.
- В самой простой запаса не создавалось и всё потреблялось без остатка. В этой модели за счёт солнышка и ветряков удавалось обеспечить лишь 70-80% спроса. Таким образом, обойтись без традиционной энергетики оказалось невозможно. Наиболее надёжной выглядит схема, в которой ветряной генерации больше, чем солнечной. Так, доля ветряков в алжирской и египетской системах достигала 85-88%, а в Канаде и на севере России – 75%.
- Вторая модель позволяла аккумулировать энергию в течение двенадцати или трёх часов. Само собой, это улучшало стабильность. В случае, если энергия сохранялась 12 лет, это позволяло удовлетворить 82-95% спроса на электричество.
Другой способ обеспечить стабильность – генерировать с избытком. Так, если в полтора раза превысить потребности, то даже в худшие часы электричества хватит всем пользователям. Стоит ли удивляться, что система способна удовлетворить 95% потребностей, а в случае дополнения её аккумуляторами – так и вовсе 96–100% (средне – 99%).
Ещё лучше результаты получались в случае интеграции системы на континентальном уровне, создания единой энергосистемы. В этом случае электричество могло без препятствий перетекать из мест, где его количество было избыточным, в те, где её не хватало. Впрочем, даже в Европе с этим есть сложности, а увеличивающаяся энтропия на сцене мировой дипломатии и политики делает надежды на общий в пределах континента энергорынок мечтами. Да что там, если даже в пределах одной страны единства нет и в помине? В России, к примеру, 7 региональных энергосистем. Между ними есть «хабы», но они до сих пор остаются узкими местами. А на северо-востоке – в северной части Красноярского края, Якутии, на Магадане и Чукотке — и вовсе функционируют изолированные системы. Такая же ситуация – с Сахалином и Новой Землёй.
Однако мечтать об энергозамещении газа, угля и других традиционных моделей рано. Надёжность в 98% лишь на первый взгляд кажется достаточной. 2% — это 176 часов ежегодно, при этом стандарты большинства современных государств не допускают отключений на срок более двух-трёх часов ежегодно. Чтобы справиться с таким дефицитом, потребуется ввод колоссальных резервов, которые будут простаивать большую часть года без толку, пожирая ресурсы.
Есть и ещё один аргумент. Если система генерирует 150% от необходимого, излишки в размере трети придётся либо продавать, либо спускать «в молоко». Первое нестабильно (контракты обычно подразумевают фиксированные поставки), второе неэкономично.
Наконец, где запасать запас электричества на половину суток? В одной лишь Германии это примерно 0,7 тераватт-часов. Чтобы понимать масштабы, это в три раза больше ёмкости всех (!) изготовленных литиевых батареек на Земле.
Под чертой
Процент электричества, вырабатываемого за счёт энергии ветра и солнца, будет расти. Но даже если вся планета будет покрыта вертушками и кремниевыми панелями, отказ от традиционных способов получения электричества не представляется возможным без значительных потерь: экономических, ресурсных, индустриальных. Возможно, что безопасные термоядерные реакторы достаточной для покрытия потребностей человечества мощности появятся даже раньше, чем остановят последнюю станцию на газе и даже угле.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на мой YouTube канал!
Ставьте ПАЛЕЦ ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Дзен канал.
Читайте также:
✅ Топ-10 неожиданных исторических фактов, которые изумят многих
✅ Почему доллар продолжает падать, когда всё ещё далеко не так хорошо, как хочется?
✅ Действительно ли в России разучились снимать кино и раньше было лучше — или нам кажется?