Чем обусловлен скепсис в отношении альтернативных источников энергии
Выступая 9 июля в Екатеринбурге на саммите по производству и индустриализации GMIS-2019, президент России Владимир Путин сравнил желание отказаться от ядерной энергетики в пользу альтернативных источников энергии со стремлением «облачиться в шкуры или переселиться в пещеры». Вряд ли, предположил российский лидер, людям будет удобно жить на планете, «уставленной частоколом ветряков и покрытой несколькими слоями солнечных батарей».
Несколько десятилетий назад под давлением общественности правительства западных стран приняли решение о развитии альтернативной энергетики. Главной идеей было введение специальных «зелёных тарифов», по которым у соответствующих производителей электроэнергия покупалась куда дороже, чем у традиционных поставщиков. Более того: у «зелёных» производителей электроэнергия покупалась, как правило, значительно дороже, чем продавалась потребителям. С экономической точки зрения альтернативные источники абсолютно убыточны, в противном случае они развивались бы без всякой поддержки государства.
Между тем благодаря государственной поддержке дело стало выгодным (правда, платят за «зелёное» удовольствие потребители, издержки на «зелёную» энергию вкладываются в потребительский тариф), и кто-то на этом стал зарабатывать хорошие деньги. Существует, однако, проблема ущерба, который могут нанести те же ветряные электростанции природной среде. Из-за этого сейчас большинство таких станций сооружается не на суше, а в открытом море, что делает их, и так экономически неэффективных, ещё гораздо дороже.
О том, насколько неприкосновенной священной коровой стала альтернативная энергетика, свидетельствует скандал, о котором рассказал латвийский портал bb.lv. Есть, к примеру, когенерационные станции на щепе. Щепу там и впрямь жгут для получения электричества. Правда, возникающий при этом избыток тепла приходится гасить мощными вентиляторами, чтобы он не расплавил саму станцию. В итоге эти вентиляторы расходуют больше электроэнергии, чем способна произвести станция. Однако хозяин не в накладе: он продает Latvenergo дорогую «зелёную» энергию, а покупает дешёвую обычную.
В Латвии любой уважающий себя городок обеспечен несколькими когенерационными станциями, каждая из которых греет несколько домишек, а остальное тепло пускает в трубу. Мэры городов гордятся тем, что таким образом получают деньги для своего города буквально из воздуха, за счёт повышенного тарифа. Однако комизм ситуации даже не в том, что такая электростанция потребляет из общей сети больше электроэнергии, чем в неё поставляет. Скандал возник, когда выяснилось, что владельцы станций, не мудрствуя лукаво, решили напрямую поставлять получаемую ими «для производственных нужд» дешёвую электроэнергию назад в сеть, как дорогую «зелёную».
«Когда министерство запросило у коммерсантов схемы подключения электричества, многие не восприняли это всерьез. Предприниматели подали на скорую руку подготовленные документы, вероятно, надеясь, что их никто не будет проверять. Однако документы проверили, констатировали несоответствия и остановили денежный поток. Большинство владельцев станций теперь активно борются за сохранение денежного потока, а не за то, чтобы не сесть в тюрьму», - пишет сайт bb.lv.
Кто-то скажет, что это частный случай. Однако вся альтернативная энергетика (в основном это ветряные и солнечные электростанции) построена на очень близких принципах. Те, кто думают, что ради защиты природы нельзя считать деньги, забывают, что цена любого продукта не берётся с потолка - это материальные затраты на его производство, включая и энергетические. А их доля в стоимости альтернативных источников чрезвычайно велика.
Так, в ветроэнергетике низкая экономическая эффективность, требующая государственных дотаций при даровом энергоносителе (ветре), обусловлена высокой стоимостью самих ветряных установок, в которых самый затратный элемент - алюминиевые лопасти. В свою очередь, в себестоимости алюминия именно электроэнергия составляет порядка 50%. Причём ресурсы алюминия на планете не безграничны. Помимо авиации, он находит всё более широкое применение в автомобилестроении, где использование алюминиевых деталей позволяет снизить вес машин и, следовательно, потребление топлива. Развитие ветроэнергетики потребует огромных объёмов алюминия, что приведёт к росту его цены, снизит его применение в автомобилестроении, а значит, и топливную экономичность новых автомобилей.
Это же в ещё большей мере относится к солнечной энергетике. Это производство - чрезвычайно энергозатратное. Можно смело утверждать, что количество энергии, необходимое для производства элементов солнечных батарей, соизмеримо, если не превышает, то количество, которое они произведут за весь период своей эксплуатации, Да и по сроку службы солнечных элементов: обычно поставщики дают гарантию 10 лет на обеспечиваемую мощность 90% от номинальной, 20 лет на обеспечиваемую мощность 80%, а что дальше? Ведь увеличение частоты отказов в зависимости от срока службы носит не линейный, а экспоненциальный характер. С какого-то момента частота отказов резко возрастает, делая дальнейшую эксплуатацию бессмысленной.
Скорее всего, у современных солнечных батарей заложенный проектантами ресурс закончится примерно через двадцать лет работы. И даже при «зелёном тарифе» срок их окупаемости 10-15 лет. А ведь за двадцать и более лет службы на открытом воздухе у таких достаточно чувствительных устройств, как солнечные батареи, есть большой шанс попасть под воздействие стихии (крупный град, ураган).
Солнечные батареи после града
И к экологически чистым производствам изготовление полупроводниковых приборов никак не отнесёшь. Количество химических веществ, которых требует технология, повергнет в ступор любого борца за экологию (кислоты, сильнейшие органические растворители, ядовитые газы и многое другое), а экологический ущерб при изготовлении выше, чем при использовании эквивалентного количества традиционного органического топлива. И если солнечная энергетика из дорогостоящей игрушки станет серьёзным фактором энергетического баланса, это лишь усугубит существующие экологические проблемы.
Разумеется, запрещать ветро- и солнечную энергетику никто не предлагает. Есть узкие сферы, где их применение оправданно уже сегодня - отдалённые потребители, куда невыгодно тянуть линии электропередач или доставлять топливо для электростанций, некоторые виды различных устройств; наконец, солнечные батареи незаменимы в космонавтике. А значит, стимул работать над их совершенствованием есть. И едва будут созданы конкурентоспособные образцы, их широкое внедрение начнётся без всяких «зелёных» тарифов.
Однако у ветряков и солнечных батарей имеется недостаток, который никакой прогресс не исправит. Электричество - такой продукт, хранить который в масштабах, необходимых для энергосистемы целой страны, невозможно. Он должен быть потреблён сразу. И это создаёт огромные сложности, поскольку потребность в электроэнергии очень сильно колеблется в зависимости от времени суток, дня недели, а существующие энергоустановки весьма инерционны. Чтобы «вывести на режим» блок тепловой электростанции, требуется насколько часов и столько же на его остановку, а на запуск реактора АЭС уходит несколько суток.
Между тем выработка электроэнергии ветряками никакому планированию не поддается - она целиком зависит от наличия силы ветра. Поэтому в комплекте к ветроэлектростанциям должны идти источники на традиционных энергоносителях и с малой инерционностью (то есть с коротким периодом запуска и остановки), чтобы оперативно включаться в сеть при маловетреной погоде. Таковыми являются газовые турбины, но их стоимость гораздо выше, а КПД ощутимо ниже, чем у традиционных котловых установок, чем ещё раз сводится на нет эффект использования возобновляемых источников.
Не в самом оптимальном для энергетиков временном режиме работают и солнечные батареи. Пиковые нагрузки на сеть здесь имеют место утром и вечером, когда освещённость невелика, а в середине дня у энергетиков нередко возникает проблема «лишних» мощностей. Даже в «штатное» время работы их производительность сильно зависит от погодных условий (облачность).
Так что скепсис российского лидера (насчёт планеты, «уставленной частоколом ветряков и покрытой несколькими слоями солнечных батарей») вполне оправдан и указывает на глубину понимания проблемы.
