Ветровая и солнечная энергетика вышли из ниши идеалистических проектов, незаметно став главным драйвером мировой энергетики. Это подтверждает структура инвестиций: ежегодные вложения в энергопереход достигли $2 трлн. Где основной прирост пришелся именно на возобновляемые источники энергии (ВИЭ).
Инвестиции в солнце и ветер уже в 2,5 раза превышают финансирование углеводородной генерации. Ежегодно в мире вводится уже более 550 ГВт новых мощностей на ВИЭ (что сопоставимо с энергосистемой всей Японии), против лишь +65 ГВт от угольных, газовых и атомных станций вместе взятых. В России за этим следят мало - доля ВИЭ у нас немногим более 1%, а вот в мире вполне энергетическая революция.
Развитие ВИЭ имеет разумные экономические причины. За 15 лет стоимость строительства ветропарков упала вдвое, а эффективность турбин выросла на 30%, почти достигнув максимального КПД. Основная причина - увеличение масштабов захвата ветра: длина лопастей выросла от 40 до 120 метров, а мощность одной турбины — с 2 до 18 МВт. Всего один оборот ротора на 300-метровой башне обеспечит электричеством средний дом на двое суток.
Однако гигантизм не решает главной проблемы: падение скорости ветра с 50 до 40 км/ч для человека едва заметно, но генерация при этом сокращается почти вдвое. На офшорных ветропарках ветер стабильнее, но многократно возрастают эксплуатационные расходы. Судно-установщик платформ стоит ~$500 млн, а ремонт в штормовой сезон часто невозможен. Эти факторы сдерживают рост отрасли.
Солнечная энергетика более демократична и легче масштабируется. Её ключевой драйвер - обвал стоимости технологий (почти на порядок за десятилетие), что делает её самым дешёвым источником электричества (в подходящем климате). За 20 лет фотоэлектрическая генерация в мире выросла на два порядка.
Основной прирост с огромным отрывом приходится на Китай. Начав практически с нуля в 2010-х, сегодня он производит ~80% солнечных панелей в мире, получает от солнца до 2100 ТВт·ч в год и в одиночку обеспечивает 60% прироста мирового рынка.
Резкие пики и провалы в солнечной выработке требуют создания многократного резерва. Чтобы заменить 1 ГВт атомного реактора, нужно построить 5–6 ГВт панелей. Инвестиции в $400 млрд в инфраструктуру (включая сети и накопители) - прямое следствие этой нестабильности. Кроме того, удельная мощность солнечных станций (~20 Вт/м²) требует колоссальных свободных ландшафтов.
Доминирование ВИЭ в приросте мощностей ведёт к созданию сложных гибридных энергосистем. В них солнце и ветер имеют приоритет как источники дешёвой энергии, а более дорогие станции (например, газовые) работают в качестве маневренных компенсаторов.
Опыт Дании (58% генерации от ветра) и Калифорнии показывает, что чрезмерная зависимость от одного вида ВИЭ вызывает нестабильность в сети и ценовые аномалии - от нулевых до запредельно высоких цен. Если в Китае долю солнца в 7% можно компенсировать перетоками, то датский сценарий «ветер стих - несите свечи» неприемлем для нормальной экономики.
Также «зелёные» технологии не синоним экологичности. Производство солнечных панелей и турбин требует больших объёмов неодима, серебра, меди, лития и др. материалов, добыча которых ставит под сомнение «чистоту» всей цепочки. Кроме того, лопасти ветряков и отработавшие панели не утилизируются, создавая проблемный технологический мусор.
Энергетическая революция, по сути, уже произошла. Современная критика направлена не против ВИЭ как таковых, а против романтического представления о них как о простом и универсальном решении. Да, сами станции оптимизированы, и производство на них выгодно. Но их интеграция в существующие энергосистемы - следующий, уже более сложный этап. Где необходимо перейти от стихийного «ставим ветряки везде» к трезвому планированию: развивать накопители, умные сети и продумывать полный жизненный цикл технологий.
#ВИЭ #энергетика #ветер #солнце #технологии