Необратимость или деньги на ветер

"Есть нечто более сильное, чем все войска на свете: это идея,

время которой пришло".

Виктор Гюго

Как-то незаметно в последние годы все чаще стали слышны разговоры об альтернативных источниках энергии. 

Процесс, начавшийся многие десятилетия назад, продвинулся настолько, что термин «альтернативная энергия» перестал быть верным. Ему на смену пришли «возобновляемые источники энергии».

За последние 4 года доля возобновляемых источников энергии в мировом потреблении удвоилась.

Но для среднестатистического россиянина все разговоры об альтернативной энергетике по-прежнему звучат как фантастика. Мы все еще относимся к этому, как к «бородатой женщине» в цирке: смешно, забавно, но никакого отношения к реальной жизни не имеет.

Проблема в том, что мир изменился. И если мы не изменим свой взгляд и свое отношение, то далеко идущие последствия не заставят себя ждать.

Давайте разберемся, что же происходит на самом деле.

Альтернативные источники энергии – что это такое

Возобновляемая энергия - это энергия из источников, которые являются практически неограниченными (в масштабах существования человечества как такового). Основной принцип использования ВИЭ заключается в ее извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов.

Получают эту энергию из таких природных ресурсов, как солнечный свет, ветер, водные потоки, приливы, геотермальное тепло.

Надо сразу прояснить, что возобновляемые источники энергии и альтернативное топливо - это не совсем одно и то же. 

Человечество очень рассчитывало изобрести нечто, что позволит избавиться от нефтяной зависимости в мгновение ока. Но процесс оказался гораздо сложнее и двигается совсем не так, как еще 20 лет назад обещали оптимисты.

Возобновляемые источники энергии призваны заменить привычные уголь, газ и мазут, используемые для выработки электроэнергии и обогрева.

Почему вдруг мы озаботились поиском альтернативных решений? Думаю, здесь роль сыграла целая совокупность факторов: конечность ресурсов, дороговизна и, конечно, загрязнение окружающей среды.  Нам может показаться это смешным, но именно окружающая среда стала «головной болью» и основным стимулом для многих государств вложиться в развитие ВИЭ.

В 2015 году уже около 23,4% мирового энергопотребления было удовлетворено из возобновляемых источников энергии (с учетом гидроэнергетики). По прогнозам, в 2021 году доля их вырастет до 28%. А это значит, что ВИЭ будут генерировать больше электроэнергии, чем сейчас США и Евросоюз вместе взятые.

А инвестиции в эту отрасль составили 286 млрд. долларов!

Во что вкладываются, когда речь идет о ВИЭ

Гидроэнергетика

Гидроэлектроэнергия является крупнейшим источником возобновляемой энергии (около 76%), и дает 20% от всей вырабатываемой в мире электроэнергии.

В качестве источника используют энергию водного потока. Получают энергию, строя гидроэлектростанции на реках, сооружая плотины и водохранилища. Есть технологии, позволяющие использовать кинетическую энергию водного потока на свободно поточных (бесплотинных) ГЭС.

Основная особенность этого вида энергии - низкая себестоимость.

Лидерами по выработке гидроэнергии являются Норвегия, Россия, Исландия, Канада, Китай, Бразилия, США.

Энергия ветра

Это один из самых старых способов получения энергии из возобновляемых источников, более-менее освоенный человечеством. Принцип его состоит в преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую или любую иную форму энергии, доступную для использования человеком. 

Преобразование происходит с помощью ветрогенератора (для получения электричества), ветряных мельниц (для получения механической энергии) и еще многих других приспособлений.

Самыми лучшими местами для производства энергии ветра являются прибрежные зоны.

Ветрогенераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Турбина мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сохранить 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

В 2015 году по всему миру общая мощность ветроэнергетики достигла 433 ГВт. 

Это самый быстрорастущий сегмент рынка ВИЭ. Использование энергии ветра увеличивается в среднем на 30% ежегодно и широко используется в странах Европы, США и Китае.

Есть и очень необычные проекты (к сожалению, не у нас). В городе Масдар (ОАЭ), к примеру, планируется построить электростанцию, работающую от энергии ветра. Но вместо привычных башен с лопастями предполагается использовать полимерные «стволы» покрытые пьезоэлектрическими пластинами. Эти 55 метровые исполины должны изгибаться под действием ветра и генерировать ток. 

Думаю, зрелище будет невероятное.

На сегодняшний день лидерами по числу ветряных электростанций являются Германия, Дания, Испания, США, Индия и, конечно, Китай.

Энергия солнца 

Данный вид энергетики основывается на преобразовании электромагнитного солнечного излучения в электрическую или тепловую энергию.

Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании. Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшими являются станция в пустыне Мохаве мощностью в 354 МВт и фотоэлектрическая СЭС Topaz Solar Farm в Калифорнии (США)  мощностью 550 МВт (для сравнения, Белоярская АЭС в России обеспечивает мощность лишь немного выше - 600 МВт, в то время как Topaz - 160 тысяч домов.

Геотермальная энергия

Электростанции данного типа представляют собой теплоэлектростанции, использующие в качестве теплоносителя воду из горячих геотермальных источников. В связи с тем, что нет необходимости в дополнительном нагреве воды, этот вид энергетики является более экологически чистым, нежели простые ТЭС. Строятся геоТЭС в вулканических районах, где на незначительных глубинах вода весьма существенно нагревается и просачивается на поверхность.

Первая такая электростанция была пущена в эксплуатацию в Италии в 1904 году (причем она до сих пор работает).

Крупнейший в мире  является геотермальная установка на гейзерах в Калифорнии с мощностью 750 МВт.

Лидерами в этой области являются США, Филиппины, Исландия, Кения и Россия.

Биоэнергетика 

Данная отрасль энергетики специализируется на производстве энергии из биотоплива. Спектр биотоплива весьма широк, начиная от дров и заканчивая пищевыми отходами. Используется как для производства электрической, так и тепловой  энергии.

Различают три вида биотоплива:

  • твердое (дрова, брикеты, щепа, торф и др.);
  • жидкое (биоэтилен, биометанол, диметиловый спирт, биодизель и др.);
  • газообразное (биогаз, биоводород, метан).

В этой области бесспорный лидер Бразилия. Здесь проводится одна из крупнейших в мире программ использования возобновляемых источников энергии, связанная с производством топливного этанола из сахарного тростника. Этиловый спирт в настоящее время покрывает около 20% потребности страны в автомобильном топливе.

В настоящее время самым перспективным считается биотопливо третьего поколения, получаемое из водорослей. Департамент энергетики США с 1978 года по 1996 год (!!! «Бородатая женщина») исследовал водоросли с высоким содержанием масла по программе «Aquatic Species Program». Выводы были следующие: Калифорния, Нью-Мексико и Гавайи пригодны для промышленного выращивания водорослей в открытых прудах. 200 тысяч гектаров прудов (а это менее 0,1% земель США, пригодных для выращивания водорослей) могут производить топливо, достаточное, чтобы покрыть 5% потребления в США.

Отливы и приливы 

Использует энергию приливов. Приливные электростанции строятся на побережьях. Плотины устанавливаются в заливах или в устьях рек.

Это очень экологичный способ получения энергии с низкой себестоимостью. Основным недостатком является неравномерность работы, потому что уровень воды (прилив/отлив) меняется дважды с сутки.

На планете сейчас всего около 40 таких станций, в том числе во Франции, Канаде, Китае и Индии.

На рынке ВИЭ сегодня

Изменения, происходящие на энергетическом рынке, затронут абсолютно всех. Для кого-то это будет прорыв, для кого-то провал. 

То, что еще недавно казалось смешным и наивным, сегодня становится обыденностью.

Поражает тот факт, что наиболее активно в альтернативную энергетику вкладываются развивающиеся страны. Даже в абсолютном измерении эти расходы приблизились к расходам развитых стран (в 2014 году на долю развивающихся стран приходилось 48,5% всех инвестиций. Это порядка 131,3 млрд. долл. Соответственно для развитых - 51,5% или 138,9 млрд. долл.), а по темпам роста – даже существенно опережают. Китай, кстати, бесспорный лидер - 83,3 млрд. долл. в 2014 году. США - 38,3 млрд. долл. и Евросоюз - 57,5 млрд. долл.

Сегодня ученые прогнозируют развитие технологии водородного топлива, энергии синтеза атомов водорода в атом гелия с выделением колоссальной энергии, планируют получать энергию солнца с помощью спутников Земли и использовать энергию черных дыр. И не стоит скептически улыбаться, будущее совсем рядом.

Крупные несырьевые компании активно поддерживают использование ВИЭ. IKEA собирается к 2020 году полностью обеспечивать себя за счет ВИЭ. Apple - крупнейший владелец солнечных электростанций, и за счет ВИЭ работают все дата-центры компании. Инвестиции Google в возобновляемую энергетику превысили 2 млрд. долларов, при этом 35% всей энергии, потребляемой этой компанией – из альтернативных источников! 

В России

А как у нас в стране обстоят дела? Грустно... Это первое, что приходит на ум. Самое интересное, что в нашей стране огромный потенциал для развития энергосберегающих технологий (по различным прогнозам ВИЭ могут использоваться для покрытия до 40% потребляемой энергии).

Поворотным моментом в российской истории возобновляемой энергетики можно назвать Постановление  Правительства № 49 «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности» в 2013 году.

Но как это часто бывает у нас, документ есть, толку нет. Разработчики пытались обеспечить интегрирование механизма поддержки ВИЭ посредством договоров о предоставлении мощности (ДПМ) ВИЭ. Но сама суть этого договора не очень подходит к ВИЭ (так как этот вид энергии нестабилен и сильно зависит от погоды, ДПМ по сути является торговлей гарантиями). В результате этот механизм вызывает массу проблем.

Помимо этого есть еще один неприятный нюанс. В соответствии с законом, правительство вроде как выделяет квоты на поддержку строительства объектов ВИЭ. Но одним из условий участия в инвестиционном конкурсе (а следовательно, в получении дотации от государства) является так называемая локализация, то есть обеспечение производства части оборудования для проекта внутри страны. Сама по себе идея, конечно, классная. Но в реальности она приводит к замкнутому кругу. Никто не в состоянии сейчас обеспечить 50% российского оборудования. Его просто нет.

Так что пока единственный развитой сектор ВИЭ в России - это гидроэнергетика, на долю которой приходится около 15% в энергобалансе страны. Сейчас в России основным игроком рынка МГЭС (малые гидроэлектростанции, их еще называют «зелеными» в связи с тем, что из-за малой мощности они наносят минимальный урон экологии) является компания ОАО «РусГидро», которая объединяет более 70 объектов возобновляемой энергетики.

Ну, еще весомые результаты у нас в производстве древесных гранул (твердое биотопливо). Россия здесь - ведущий поставщик на рынки Европы.

Наша страна благодаря огромной территории имеет самый большой в мире потенциал ветровой электрогенерации. В некоторых удаленных районах, использование ветряных электростанций было бы рентабельно и без поддержки государства, учитывая, что сейчас основным источником энергии там являются генераторы на привозном дизеле. Несмотря на это развитие ветряной энергетики в России находится практически на нулевом уровне. В стране на сегодня действуют не более 10 ветровых электростанций с общей установленной мощностью около 20 МВт (самая крупная, Куликовская (Зеленоградская) ВЭС принадлежит компании «Янтарьэнерго»). Суммарная мощность ветровых электростанций в мире превышает 300 000 МВт.

Ну и совсем «тухло» у нас обстоит дело с солнечной энергетикой. Настолько, что, в принципе, рассказать нечего. В России действует не более 3МВт установленных мощностей солнечных электростанций. Как это соотносится с общемировой тенденцией? Суммарная мощность солнечной электрогенерации в мире на сегодня превышает 110 000 МВт!

Как бы скептически мы не относились к тому, что эпоха ископаемого топлива медленно, но верно подходит к концу, но неумолимые факты свидетельствуют именно об этом. «Зеленая» энергетика давно уже не изгой. Она не только развивается невероятными темпами, но и имеет существенную поддержку на государственном уровне. Так, например,  в Китае – стране-флагмане альтернативной энергетики, каждый час (!) запускают две ветряные установки и производится 58% всех солнечных панелей в мире. Так что процесс уже не остановить.

Кутняк Екатерина