Олика Янат
Редактор Hype.ru

Возобновляемые источники энергии: почему мы до сих пор не в теме

Страна, полностью обеспеченная электричеством от ветра, солнца и воды, — звучит, как научная фантастика. Но это не так.

Возобновляемые источники энергии: почему мы до сих пор не в теме
©Atameken Business Channel

Исландия не может похвастаться большим количеством ветров или солнечного света. Мало того, что в таких условиях витамин D становится дефицитом, это еще и означает, что здесь сложно использовать ветер или солнце в качестве источника энергии.

И все же 100% электроэнергии Исландии приходится на возобновляемую энергетику. Не 30% к 2025 году, как планируется в США, 23,5% к 2020 году в Австралии или 11% к 2030 году в России. Сейчас это страна с на 100% возобновляемой энергией. Уже прямо сегодня.

Отопление и кондиционирование домов и офисных зданий: все питается геотермальной энергией. Все бытовые приборы и электрооборудование (холодильники, компьютеры, телевизоры и др.) работают на гидроэлектричестве. И Исландия не одинока.

Коста-Рика, Албания, Эфиопия, Парагвай, Замбия, Норвегия. Электричество, производимое всеми этими странами, либо на 100 процентов "зеленое", либо на несколько процентов меньше. Такие способы получения энергии резко сокращают выбросы парниковых газов, которые угрожают экосистеме по всему миру.

Но будущее возобновляемой энергии кажется недосягаемым в таких странах, как США и Великобритании, да что уж греха таить, и в России. А, к примеру, в Австралии, которая богата возобновляемыми ресурсами и имеет средства для инвестиций, только около 15% электроэнергии поступает из возобновляемых источников энергии. Энергия в таких «отстающих» странах сейчас более дорога, менее надежна и более вредна для окружающей среды, чем когда-либо.

Для этого есть много факторов. Среди них тревожная комбинация: закрытие угольных шахт и огромный объем вывоза газа ведут к дефициту традиционных источников, но, главное, что правительства еще не взяли на себя обязательства по возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная, энергия ветра и гидроэнергия.

Но возникает закономерный и логичный вопрос: если Исландия может получать всю свою электроэнергию через возобновляемые источники, почему все остальные не могут?

Лето близко

Исторически сложилось так, что гидроэнергетика является самым дешевым способом для добычи возобновляемой электроэнергии. Но это меняется. Теперь самыми экономичными формами электричества стали ветер и солнечная энергия. Они являются возобновляемыми источниками завтрашнего дня.

По словам Мэтью Стокса, научного сотрудника Австралийского национального университета, за последние четыре десятилетия солнечная энергия росла в среднем на 37% в год. И ожидается, что эта тенденция роста сохранится. В случае с Австралией, страны с богатым солнечным потенциалом, это может означать великие перемены. Недавно ее даже окрестили Солнечной Саудовской Аравией.

У нас есть огромный потенциал, которого более чем достаточно для наших собственных нужд, и мы можем экспортировать солнечную энергию в будущем в Азию, — говорит Марк Дизендорф, доцент Университета Нового Южного Уэльса.

Но это будущее. В настоящее время солнечные панели по всей стране имеют объединенную установленную мощность чуть более 7 гигаватт. Германия, несмотря на то, что она меньше по территории и получает меньше солнечного света, чем Австралия, имеет установленную мощность в 41 ГВт.

Германия является лидером в области солнечной энергетики, поскольку ее население, простимулированное правительством, взяло на себя сустановку панелей на крышах домов и общественных зданий ©Bjoern Schwarz

Солнечную энергию можно получать двумя способами. При первом, солнечные панели могут быть установлены на крышах домов и зданий всех видов, поглощать и преобразовывать солнечный свет в электричество, которое затем хранить в батареях. Второй — солнечные фермы, где огромные панели занимают большой участок земли, поглощают солнечный свет и направляют энергию на электрическую сеть.

В Германии правительство простимулировало население с целью установления панелей на крышах домов. Что касается Австралии, она делает ставку на фермы за счет огромной площади суши, которая отлично для этого подходит. Общая мощность солнечных электростанций в РФ составляет чуть больше 200 МВт. Для сравнения, в Китае эта цифра равна 43 ГВт.

Сила ветра

В настоящий момент ветер является бОльшим источником энергии, чем солнечная. Фермы создаются аналогичным образом. Огромные турбины вращаются либо по ветру, либо против него. По мере вращения турбин генерируется энергия.

Энергия ветра растет в США. По иронии судьбы, штат с наибольшей мощностью ветра — это нефтяной Техас.

Используют силу ветра и в России. Одним из значительных проектов стало строительство Ульяновского ветропарка мощностью 35 МВт. Он будет включать в себя 14 ветрогенераторов. Их высота составит 88 м, длина лопасти достигает 53,8 м.

Энергия ветра может передаваться прямо в электрическую сеть или храниться в батарее. Проблема в том, что на данный момент батареи, достаточные для хранения большого количества энергии, имеют высокую стоимость.

Илон Маск произвел фурор в прошлом году, после того, как объявил, что Tesla построит самую большую в мире литий-ионную батарею в Южной Австралии. Тогда он сказал, что завершит строительство за 100 дней, а в противном случае не возьмет за него ни цента. И построил за 60 дней.

Собирая энергию из близлежащих ветровых турбин, батарея имеет установленную мощность 100 мегаватт, что примерно в три раза больше, чем любая другая батарея такого типа.

Аккумулятор разработан, чтобы помочь в периоды необходимости.

Батареи хороши для коротких, быстрых всплесков мощности, — говорит Дизендорф.

Но когда нужно больше электричества, стоит посмотреть в сторону воды.

Под водой

Солнечное и ветровое электричество являются недорогими и надежными, но они также при этом переменчивы. Солнце может светить в прохладный день или не светить несколько дней, ночь без ветра означает, что энергии не будет. И в то время как избыточная солнечная энергия и энергия ветра могут храниться в батареях, такие батареи очень дорогостоящи. И здесь в игру вступает вода.

Гидроэнергия обычно создается с помощью плотин. Вода из рек проходит по туннелям, где она разлетается через турбины, размещенные на электростанции. По мере того как турбины вращаются, их быстрые вращения генерируют электричество.

Та же Австралия получает около 7% общего электричества с помощью гидроэнергетики.

Нагнетаемая система, изображенная ниже, немного отличается. Это батарея гидроэнергетического мира. Вода перекачивается из нижнего резервуара в надземный, где ее хранится огромное количество. Когда требуется электричество, открываются шлюзы надземного резервуара, вода проходит сквозь турбины и генерирует электричество.

Гидронасос — это технология, которая является гораздо более дешевым способом хранения энергии. И если построить достаточное количество таких насосных гидростанций в качестве резерва для солнечной и ветровой энергии, то можно легко получать все электричество из альтернативных источников.

Насосная гидроэлектростанция в Германии ©reNEWS

В то время как энергия ветра и солнца быстро опережает гидроэнергию, насосные гидростанции предлагают более простой и доступный тип хранилища.

Гигантский аккумулятор Маска был построен в Южной Австралии после сильного шторма в сентябре 2016 года, вызвавшего отсутствие электричества во всем штате в течение нескольких дней. Это именно та ситуация, в которой гидроэлектростанция может стать надежным запасным вариантом.

С тех событий энергетика находится в фокусе австралийского правительства. Но политики во всем вряд ли ускорят решение проблемы, считают эксперты. Да и прежде всего, политика — едва ли не самая главная причина, по которой энергетика большинства стран мира не является более возобновляемой уже сейчас.

Политика против альтернативной энергии

Дизендорф и его команда имитировали рынок электроэнергии в Австралии, используя только возобновляемые источники энергии. Они обнаружили, что возобновляемая Австралия очень достижима.

©digitaltrends
Мы смоделировали шесть лет, используя реальные данные о солнце, ветре и потреблении электроэнергии, и в нашем исследовании мы показали, что могли бы управлять национальным рынком электроэнергии, если бы полностью установили инфраструктуру возобновляемой энергии, с такой же надежностью, как и в существующей системе, — говорит Дизендорф. — Это не научная фантастика, это реально.

Но переход на возобновляемые источники энергии не является технической проблемой. И в этом Австралия схожа со многими странами, и с Россией в том числе. Это проблема политическая.

Ветрогенераторы, солнечные панели, насосные гидроэлектростанции, батареи — все готово к работе. Вопрос только в том, чтобы перейти от системы, в которой преобладает уголь, к системе, в которой доминируют возобновляемые источники энергии, — говорит Стокс.

По словам аналитического центра Института общественных дел, многие из парламентариев во всем мире не признают климатические изменения, что сильно затрудняет использование возобновляемых источников энергии. К примеру, около половины Конгресса США отрицает изменение климата.

Некоторые политики имеют слишком близкие отношения с отраслями ископаемого топлива, особенно с угольной промышленностью, — говорит Дизендорф. — Наши министры не глупы, они знают, что говорят глупости, но ошибочно считают, что их будущее в политике будет надежнее, если придерживаться самых сильных отраслей, которые в данном случае являются горнодобывающей промышленностью.

Знакомо, не правда ли?

Одной из причин того, что солнечный толчок Германии был настолько успешным, стало то, что правительство субсидировало граждан, которые купили панели и батареи для своих домов. Но если правительство не желает брать на себя обязательства по использованию возобновляемых источников энергии, добиться масштабных положительных результатов невозможно.

С началом использования чистой энергии, возникает неопределенность в отношении бизнеса — ведь кто-то должен делать долгосрочные инвестиции в альтернативную энергетику. Именно это и тормозит развитие возобновляемых источников энергии в мировых масштабах.

А что у нас?

65% электроэнергии в России идет от тепловых электростанций, 18% — от действующих АЭС, 16% электричества дают гидроэлектростанции. На долю альтернативной энергетики приходится менее 1%.

По мнению специалистов, в скором времени не стоит надеяться на полную замену традиционных источников возобновляемыми. Среди причин, которые называют, — ограниченные возможности, в первую очередь, солнца. Полный переход нереален для России только потому, что здесь в северной части страны полгода нет солнца, отмечает советник президента Александр Бедрицкий.

Еще одной причиной, по мнению экспертов, является то, что эпоха углеводородов далека от своего завершения. Ископаемых видов топлива в стране достаточно для того, чтобы вырабатывать до 80% всей необходимой энергии.

Вместе с тем, небольшой процент использования альтернативных источников, не мешает отечественной энергетической структуре быть одной из самых «зеленых» в мире. По словам министра энергетики Александра Новака, на долю угля приходится всего лишь 15%, в тех же Германии и США она составляет около 40%, а в Китае — целых 70%.

Увеличивать производство альтернативной энергии планируется. Чтобы поддержать безопасную энергетику приняли программу, обязывающую сетевые компании приобретать электроэнергию из альтернативных источников по отрегулированным тарифам. Но это все еще капли в море.

Один из крупнейших проектов с области «зеленой» энергетики в России: Орская СЭС им. А.А. Влазнева ©Т Плюс

И хотя топливо остаются главным энергоисточником для мировой экономики, российские специалисты признают, что самым быстрорастущим ресурсом будут именно альтернативные варианты. Каковы общегосударственные прогнозы? К 2030 году доля такой энергии в отечественном энергобалансе, согласно оценкам, может достигнуть 11%.

Опыт, на который стоит обратить внимание

Сегодня Исландия получает около 25% своей электроэнергии от геотермальной энергетики и колоссальные 75% от гидроэнергетики. Это не случилось в одночасье.

Первая гидростанция в Исландии была построена в 1904 году, а в последующие десятилетия появилось еще несколько. Это были относительно небольшие проекты, созданные предприимчивыми фермерами и местными специалистами. Были большие дебаты о том, как и когда использовать гидроэнергетику.

Только в 1947 году, спустя 40 лет, правительство начало серьезно относиться к гидроэнергетике. Тогда построили станцию с установленной мощностью 10 МВт. Национальная энергетическая компания (Landsvirkjun) была создана в 1965 году, и именно тогда гидростанция стала электрической основой для нации.

Сегодня крупнейшим производителем гидроэлектроэнергии в Исландии является Каурахньюканская ГЭС — она создает около 4 600 гигаватт-часов энергии в год. В целом, гидроэлектростанции Исландии генерируют примерно 13,65 тераватт-часов в год, сообщает Международная гидроэнергетическая ассоциация.

И все же Исландия по-прежнему остается лишь верхушкой гидро-айсберга. По словам Мартина Янга, директора политики и рисков Всемирного энергетического совета, это лишь одна из многих стран, которые получают огромные вознаграждения от гидроэнергетики.

Около 99% норвежского электричества генерируется с помощью гидроэнергетики, — говорит Янг. — Другие страны, такие как Бразилия, Канада и Новая Зеландия, также обширно и успешно используют гидроэнергию.

Федеральное правительство Австралии надеется, что к 2020 году из возобновляемых источников поступит 23,5% энергии. В США, где по словам Стэнфордского университета, более чем достаточно ресурсов для полного использования возобновляемых источников энергии, к 2025 году цель составляет всего лишь 30%. В России надеются увеличить цифру до 11% только к 2030 году.

С технологической и экономической стороны перспективы превосходны, — говорит Дизендорф об альтернативных источниках энергии.

Борьба идет в политической, институциональной, культурной областях, пытаясь заставить двигаться правительства и отрасли, привязанные к прошлому.

Один хлопок? Или же бурные овации? Хлопая больше или меньше, вы показываете, какой пост действительно чего-то стоит.
Олика Янат Редактор Hype.ru
Комментарии