Триумф солнечного века. Революция возобновляемых источников
Шрифт:
Общие затраты на получение энергии в мире достигают 1800 млрд долл. в год, что составляет 2,4 % мирового ВВП, а мировая энергетика создает сотни миллионов рабочих мест. При этом загрязняется атмосфера и изменяется климат, что ведет к росту неустойчивости в потреблении энергии. Порожденный индустриализацией и обгоняющий экспоненту рост народонаселения в мире придает сегодня мировому производству и потреблению энергии гигантские размеры.
Обращаясь к тому, какие виды энергии существуют сегодня, следует сделать основной акцент на электричестве, поскольку оно наиболее сложно в потреблении и не менее сложно в производстве. Используется электричество большей частью в промышленных электродвигателях, для роботизации и автоматизации индустриальных процессов, а также в производственных системах контроля качества. Электричество сегодня не только
Стоит обратить внимание на присущее энергетике неотъемлемое право на инвестиции, обусловленное ее мега-важной ролью в нашем существовании. Ведущую роль в реализации этого права играет политика, что создает порой почву для появления оторванных от реальности и принципиально ошибочных проектов, в которых сотни миллиардов долларов оказывались потраченными впустую. Ярким примером этого служит провал программ создания ядерной энергетики во всем мире, которые были одобрены чрезмерно оптимистичными политиками, запустившими на политическом уровне крупные правительственные программы с финансированием из государственного бюджета. Примером из той же серии является слепое предпочтение раз за разом энергии угля, без учета возможных альтернатив.
Каковы в конце концов критерии «хорошей энергии»?
Постоянными составляющими для выбора тех или иных вариантов инвестиций в национальном или региональном масштабе, должны служить такие показатели, как:
• устойчивость поставок, включая риски и расходы ради обеспечения безопасности;
• совместимость с природной средой региона и вклад в мировое изменение климата;
• оптимальная цена производства и тарифов пользования, рентабельность инвестиций;
• демонополизация рынка поставок, вклад инвестиций в региональное развитие и местный бюджет, социальный комфорт создаваемых рабочих мест и уровень жизни, доля ручного труда и уровень индустриализации;
• сохранение мира и международное сотрудничество.
Ставка в этом выборе велика – это триллионы долларов инвестиций и столь значимые направления усилий, как борьба с неоправданным разрастанием мегаполисов, охрана ценностей и интересов сельского населения, борьба с постоянно растущим разрывом между богатыми и бедными, поддержка развивающихся стран и борьба с бедностью в их сельских районах, борьба с этническими и гражданскими конфликтами и войнами, нищетой беженцев и мигрантов. Именно в решении этих задач разумная энергетическая политика может помочь найти правильные решения, как бы ни амбициозно звучало это заявление.
2.2. Хороший, Плохой и Страшный
2.2.1. Что такое хорошо
Солнечную энергию и порождаемые Солнцем возможности генерации в био- и гидроэнергетике, а также энергию ветра, в целом будем характеризовать термином «хорошая энергия». Однако между ними есть важные различия, которые заслуживают того, чтобы к ним более пристально приглядеться.
Во-первых, все эти виды энергии свободны от прямого выброса углерода в виде парниковых газов. Поэтому они получают огромную поддержку в рамках политических дискуссий об изменении климата. Прошедшая в 2015 году в Париже 21-я конференция в рамках СОР 21 (Рамочная конвенция ООН об изменении климата) приняла решение об ограничении выбросов парниковых газов для сохранения климата. Но будьте осторожны: к энергиям с низким или нулевым углеродом часто присоединяют «безбилетника» – атомную энергию. На упомянутой большой политической конференции можно было заметить, что все ядерные лоббисты исправно несли свою вахту, чтобы иметь возможность протащить «безбилетника» и поддержать новые возможности, которые, как они себе вообразили и пытались заставить вообразить других, представились «безуглеродной» атомной энергетике в свете проблемы изменения климата.
Давайте внесем ясность. Сегодня климат не может быть защищен энергиями, традиционно считающимися безуглеродными. Позиция автора состоит в том, что климат может быть сохранен только с помощью возобновляемой энергии (позже мы вернемся к тому, почему она не может быть ядерной).
Особой проблемой в обсуждениях является непостоянство выработки энергии возобновляемыми источниками. Вопрос закономерный, ведь как поток солнечных лучей, так и поток ветра обладают естественным свойством время от времени
Но по большому счету прерывность лежит в основе получения любого вида энергии, т. е. возобновляемые источники – отнюдь не исключение. Проявляется это даже в самых стандартных вопросах эксплуатации и обслуживания оборудования (Operations & Maintenance, O&M). Возьмем, например, данные, представленные Всемирным энергетическим советом (World Energy Council, WEC) за 2016 год. Среднее годовое время работы для станций на биотопливе составляло 4500 часов, для гидростанций – 3700 часов, для ветровой электроэнергии – 2000 часов, для солнечных фотоэлементов – 1170 часов. Однако полное время эксплуатации тепловых (на угле) и атомных станций далеко не непрерывно, для них характерен показатель на уровне 4000 часов, т. е. менее полугода непрерывной работы (год = 365 дней = 8760 часов).
В солнечной энергетике есть важная градация, между фотоэлектрической генерацией (Photo Voltaic, PV), которую мы рассмотрим ниже в деталях, и механизмом концентрации солнечной энергии, так называемыми тепловыми солнечными электростанциями (CSP). Последние используют концентрацию лучей Солнца с помощью вогнутых зеркал, чтобы получить тепло, которое затем преобразуется в электроэнергию. По сравнению с фотоэлектрическим преобразованием этот механизм генерации имеет целый ряд недостатков. Во-первых, тепловой механизм генерации работает только в крупных энергоблоках – поэтому здесь этот механизм примыкает к традиционной энергетике и ее «консервативному» лобби, так как они предпочитают крупную генерацию. Однако при сопоставлении PV и CSP солнечные фотоэлементы являются сегодня победителями, имея «за спиной» более чем 400 ГВт установленных мощностей на этом типе преобразователей во всем мире, и еще порядка 80 ГВт добавляется каждый год. В то время как генерация на базе CSP суммарно достигла всего 4,7 ГВт, но главное, что новых мощностей нет даже в проекте.
Для концентраторов необходимы прямые солнечные лучи, и это является недостатком, который ограничивает использование «теплоулавливающего» механизма только в пределах «солнечных поясов» – богатых солнцем районов, часто представляющих собой безжизненную пустыню. Но главный недостаток этого направления в том, что стоимость электроэнергии, которую он производит, вдвое выше, чем у обычных фотоэлектрических преобразователей. В конце концов именно это его и «добивает», определяя рыночный провал.
Однако вплоть до сегодняшнего дня у технологии CSP есть синдикат сторонников, которых можно найти и в международном энергетическом агентстве (МЭА) в Париже. Среди них числится «Гринпис» и даже одно время «Google» записался в их ряды, хотя позже вышел из проекта CSP. Есть у них и своя ассоциация – Европейская ассоциация солнечно-теплового электричества (European Solar Thermal Electricity Association, ES TEA).
Но в, отличие от проектов PV, у которых есть тысячи производителей, а мест для инсталляции существует великое множество, производителей CSP немного, так же, впрочем, как и мест в мире, подходящих для их установки. Термальная станция «Абенгоа» в Испании была мировым лидером, которого в 2010 году хвалил даже президент Обама; это неудивительно, если учесть, что гарантия на кредит в размере 2,9 млрд долл. от правительства США была получена этим проектом именно во время его президентства. До недавнего времени технология CSP занимала 25 % рынка всех солнечных электростанций по всему миру. Но из баловня энергетической индустрии она катастрофически быстро превратилась в финансового инвалида – потеря 1,3 млрд долл. в 2015 году обесценила рыночную стоимость проектов сразу в 10 раз. Сегодня деловая активность на CSP затухает.