Мифы об опасности и непрактичности зелёной энергии чрезвычайно живучи. Разбираем в деталях: где правда, а где вымысел
В Германии сегодня почти в 80 раз больше солнечных электростанций, чем в России, в Японии — в 92, в Китае — в 245. Ситуация с ветроэнергетикой ещё более драматичная: в Индии стоит в 245 раз больше ветряков, чем у нас, в США — в 665, в Китае — в 1406. Как вы думаете, стали бы страны мира так масштабно вводить возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и вкладывать в них сотни миллиардов долларов ежегодно, если бы чистая энергетика была неэффективной, вредной, слишком дорогой?
Посмотрите на график и попробуйте разглядеть российские ветряки и солнечные панели.
Источники: GWEC, BP, СО ЕЭС.
Да, наша страна ставит настолько мало ветряков и солнечных панелей, что их едва ли можно разглядеть.
Миф 1. Ветряки убивают птиц и других животных
Статистика показывает, что в среднем из 10 000 погибших из-за человеческой деятельности птиц лишь в одном случае виновен ветряк. Все высокие электрические конструкции, те же фонари и ЛЭП, небезопасны для птиц. Если сравнивать масштаб ущерба, то с уверенностью можно сказать: птицы гораздо больше страдают от домашних кошек! Только в США домашние котики убивают более миллиарда птиц каждый год.
Одно из самых последних исследованийпришло к выводу, что морские птицы меняют траекторию полёта, чтобы избежать столкновения с ветряками. За 22 месяца наблюдений зафиксировали шесть столкновений птиц с ветрогенераторами — примерно в два раза меньше, чем предполагали. Ущерб от ветряных турбин можно свести к минимуму, если правильно планировать их размещение и избегать путей миграции птиц.
При этом каждая даже небольшая утечка нефти губит птиц. Многие видели грустные фото птиц с перьями в чёрных пятнах: пернатые садятся на воду, загрязнённую нефтепродуктами. Склеившиеся перья теряют способность согревать птицу и держать её на воде. Даже если каждую пострадавшую несколько раз мыть вручную, большая часть птиц погибнет. Ежегодно в России случаются тысячи таких утечек.
По оценке Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США, только нефтяной разлив в результате взрыва платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе в 2010 году убил 102 тысяч птиц 92 видов.
Еще одно исследование 2009 года, собравшее данные по гибели птиц в Европе и США, показало, что электростанции, работающие на ископаемом топливе, примерно в 15 раз чаще приводят к гибели птиц, чем ветряки.
Кроме того, сжигание ископаемого топлива усугубляет изменение климата, — а сегодня его называют одной из главных угроз биоразнообразию. И здесь уже речь не о столкновениях единичных птиц с ветряками, а о вымирании целых видов. По оценкам учёных, если государства не усилят текущие цели по сокращению выбросов парниковых газов, уже в этом веке самые ценные леса планеты могут потерять до 60% растений и 50% животных.
Миф 2. Возобновляемая энергетика требует гигантских субсидий
Откроем страшную тайну: субсидии от государства в той или иной форме получают все основные производители энергии. Но самые большие поблажки требует для себя бизнес, основанный на ископаемом топливе. Если посмотреть на общемировую ситуацию, то уголь, нефть и газ получают сотни миллиардов долларов субсидий в год — в несколько раз больше, чем ВИЭ.
Если учесть реальную цену угля и нефти, которая включает ущерб окружающей среде и здоровью людей, то получится, что они обходятся экономике ещё дороже.
Цена ископаемого топлива — это не только расходы на его производство, но и масштабные затраты на восстановление разрушенных природных ландшафтов, уборку нефтеразливов, лечение заболеваний, вызванных загрязнением воды и воздуха, борьба с последствиями изменения климата и многое-многое другое.
В России с протянутой рукой чаще всего стоят самые богатые в стране газ, нефть и атом. По оценкам Организации экономического сотрудничества и развития, в 2016 году государство направило 450 миллиардов рублей из карманов налогоплательщиков на поддержку угля, нефти и газа. По атомной энергетике подобного подсчета, включающего косвенные налоговые механизмы поддержки, нет, но только напрямую от государства в 2017 атомщики получили около 120 млрд рублей.
Возобновляемая энергетика нуждается в существенной поддержке в период становления, но при этом нужно помнить, что с годами она становится всё эффективнее и экономичнее (чего нельзя сказать об ископаемой энергетике).
Стоимость ВИЭ за последние десятилетия настолько сильно упала, что сегодня на энергетическом рынке уже даже существует термин subsidy-free, в буквальном переводе «свободная от субсидий». Например, в Великобритании в 2017 году открылась солнечная станция без государственной поддержки, а в Нидерландах к 2022 году построят такой же первый в Европе не субсидируемый морской ветропарк (государство заплатит только за его подключение к сети).
Миф 3. ВИЭ — это дорого и невыгодно
Капитальные затраты и себестоимость ВИЭ часто сравнимы с затратами на энергетику традиционную, а в некоторых случаях и ниже. И сегодня уже, например, средняя по миру себестоимость электроэнергии солнечных станций дешевле энергии из ископаемого топлива.
На следующих графиках вы видите, как себестоимость солнечной энергетики падает по мере увеличения установленной мощности.
Источник: IRENA.
Примечание: Установленная мощность — суммарная номинальная мощность всех электростанций.
Источник: IRENA.
Себестоимость электроэнергии ВИЭ продолжает падать. По данным Bloomberg, за последние девять лет стоимость электроэнергии, произведённой солнечными станциями, подешевела на 77%, наземными ветряными станциями — на 38%. При этом позитивный тренд наблюдается и в России: по оценке правительства, с 2015 по 2017 год плановые капитальные затраты в солнечной энергетике упали на 10,7%, а в сфере ветрогенерации — на 33,6%.
При этом ВИЭ однозначно выигрывают по скорости запуска. Ветровые парки или солнечные станции можно построить за несколько месяцев. На строительство объектов традиционной энергетики нужны многие годы, а иногда и десятилетия.
В России есть регионы, в которых ВИЭ уже выгоднее традиционных нефти и газа. Это так называемые районы Северного завоза — например, Якутия, куда приходится доставлять дизельное топливо за сотни и тысячи километров. Если заменить дизельное топливо на ВИЭ, это окупилось бы меньше, чем через 10 лет.
Но ВИЭ становятся выгодными не только там: в московском районе Чертаново на многоэтажном доме установили солнечные панели. Затраты окупились за четыре года и жильцы платят за освещение в 150 (!) раз меньше, чем раньше.
Миф 4. Отказ от ископаемого топлива оставит людей без работы
В развитых странах наметился тренд: рабочие места в ископаемой энергетике действительно сокращаются. Такие гиганты, как General Electric и Siemens, только в 2017 году сократили тысячи сотрудников по причине механизации труда и падения спроса на уголь.
Рабочие места в возобновляемой энергетике растут. По оценкам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, в 2017 году в секторе ВИЭ было 8,8 млн рабочих мест по всему миру, больше трети из них — в солнечной энергетике. Например, в США сегодня только в солнечной энергетике работает в два раза больше людей, чем на угольных, нефтяных и газовых электростанциях, вместе взятых.
Дальнейшее развитие ВИЭ приведёт к тому, что в 2030 году в этом секторе будет задействовано около 24 млн человек.
Создание такого количества рабочих мест сделает ВИЭ одним из основных экономических драйверов в мире.
Новые рабочие места в чистой энергетике начинают создавать и сами нефтяные компании. Например, норвежская Statoil в 2018 году специально поменяла название на Equinor, так как начинает инвестировать в ВИЭ и больше не хочет иметь слово «нефть» в названии. Она планирует привлечь молодые таланты, потому что молодёжь в Норвегии не хочет работать в исключительно нефтяных компаниях.
Каждый, кто видел угольные моногорода, хорошо представляет, что такое бесперспективность. Эта участь рано или поздно постигнет и центры нефтяной промышленности, спрос на этот слишком дорогой для планеты ресурс может начать падать в ближайшие годы.
Миф 5. Солнечные панели токсичны и их невозможно утилизировать
Солнечные панели сделаны из довольно безопасных материалов: стекло, алюминий, медь, редкоземельные металлы. Модули могут содержать небольшое количество тяжёлых металлов, но и эта проблема решаема.
Солнечная панель служит до 40 лет (не меньше, чем атомная станция), и практически все её компоненты можно переработать и использовать повторно. Сегодня перерабатывают уже 96% всех используемых в солнечных модулях материалов. Индустрия переработки быстро набирает обороты: европейские компании-производители предлагают забрать и утилизировать устаревшую панель бесплатно.
В производстве панелей, как и во многих других производствах, используют отдельные токсичные вещества: соляную и азотную кислоты. Но исследования показывают, что экологический след солнечных панелей несоизмерим с тем, какой ущерб наносят природе нефтяные скважины, угольные карьеры или крупные радиационные аварии.
С учётом углеродного следа и возможных катастрофических последствий изменения климата солнечные панели имеют явное преимущество перед ископаемой энергетикой: если сравнить выбросы парниковых газов в течение всего жизненного цикла, то солнечная электростанция будет в 20-30 раз меньше влиять на климат, чем угольная (а ветряная — в 75 раз!).
Выбросы CO2 от источников энергии
(грамм/кВт⋅ч)
Источник: МГЭИК.
Миф 6. Ископаемое топливо невозможно заменить полностью
Существует заблуждение, что ВИЭ не способны производить энергию в промышленных масштабах, то есть обеспечить потребности мегаполиса или крупного предприятия, и поэтому ВИЭ пригодны только в качестве дополнения к нефти, углю и газу или ветряку на даче. Такая картинка возникает потому, что Россия сильно отстаёт в области ВИЭ от многих стран.
Крупная солнечно-топливная электростанция Айвонпа расположена в пустыне на границе штатов Невада и Калифорния в США
ВИЭ могут играть и уже играют ключевую роль как на уровне целых стран, обеспечивая электроэнергией и промышленные предприятия, и крупные города, и целые регионы. ВИЭ Германии ежегодно обеспечивают около трети электроэнергии, производимой в стране, в основном за счёт солнца и ветра (этого хватило бы Москве на четыре года.)
Только за первую половину 2018 года ВИЭ в Германии уже обеспечили свыше 40% потребностей в электроэнергии.
Ещё один яркий пример — Япония. Пострадавшая от «мирного атома» провинция Фукусима поставила цель получать 100% энергии от ВИЭ уже к 2040 году. Переход идёт за счёт и больших ветропарков, и маленьких солнечных станций, которые люди устанавливают на общественных зданиях и собственных домах.
Есть целые населённые пункты, которые производят и тепловую, и электрическую энергию для собственных нужд. Например, община Вильдпольдсрид в Германии производит энергию из девяти ветряков, трёх малых гидроэлектростанций, нескольких генераторов биогаза и солнечных панелей на крышах домов. Им удаётся ещё и продавать излишки энергии соседям: например, в 2014 году община сообщила, что произвела на 469% больше энергии, чем ей нужно для самообеспечения, и получила годовой доход 4 млн евро. А жителям острова Самсё в Дании для обеспечения своих нужд теплом и электричеством также хватает энергии ветра, биомассы и солнечной тепловой энергетики.
Остров Самсё в Дании
Как ВИЭ могут помочь в металлургии и других отраслях, где нужно много тепловой энергии? Электрификацией. Технологические процессы в промышленности, требующие тепла за счёт сжигания ископаемого топлива, электрифицируются. В чёрной металлургии — это электродуговые печи, которые вытеснили мартеновские.
Что делать с транспортом, где доминирует нефть? Решение на транспорте — это та же электрификация. Кстати, Россия — один из лидеров по использованию электроэнергии на транспорте (вспомните наши метро и электрички).
Но этим дело не ограничивается: вся глобальная энергетика может перейти на ВИЭ на 100% уже к 2050 году.
Миф 7. ВИЭ зависят от солнца и ветра, поэтому неустойчивы
ВИЭ — это не только солнечная и ветряная энергетика, но и биоэнергетика, геотермальная энергетика, мини и микро-ГЭС, приливные электростанции, которые вполне устойчивы и предсказуемы.
Помимо этого, солнечная и ветряная системы технологически встраиваются в крупное электросетевое хозяйство, куда до определённого уровня можно подключать энергию солнца и ветра без серьёзной модернизации этих сетей. Например, в Германии, где треть электроэнергии в сеть поставляют как раз «неустойчивые» солнце и ветер. Для устойчивой работы важно иметь широкую сеть ветровых и солнечных станций и прогнозировать метеоусловия.
В нашей стране, где сетевые ВИЭ пока в начале пути, солнечные и ветровые станции технологически также могут свободно встраиваться в существующие электросети. Например, опыт эксплуатации солнечной электростанции «Заводская» неподалёку от Астрахани показал, что в российских условиях сетевая солнечная энергетика может работать эффективно и надёжно. Электростанции на основе ВИЭ могут поставлять электроэнергию в промышленных масштабах.
Вопрос с накоплением и хранением солнечной и ветряной энергии на случай плохой погоды — облачной или безветренной — имеет инженерные решения. Вариантов много: гидроаккумулирующие станции, электрохимические аккумуляторы, закачка воздуха в подземные горизонты, супермаховики, запасание потенциальной энергии поднятого твёрдого тела и так далее. Что касается электрохимических аккумуляторов, которые переживают бум, то они становятся более экономичными и компактными, и их уже используют не только в электромобилях, но и в качестве резерва для электростанций.
В будущем вся энергетическая система станет интеллектуальной на основе интернета. Существующая централизованная система, когда мы получаем энергию от компании-монополиста, станет анахронизмом. Умная сеть позволит объединить производителей и потребителей энергии в систему, в которой те же потребители смогут обмениваться энергией с соседями, продавать излишки произведённой энергии в общую сеть, а батареи электромобилей будут служить энергетическими «хабами».
Это уже происходит: например, в 2017 году британская энергетическая компания Ovo заявила, что будет платить владельцам электромобилей за возможность использовать энергию, хранимую в их батареях: владелец будет сам устанавливать лимит, а компания затем автоматически продавать излишки в сеть. И это только один из примеров решений, которые позволят оптимизировать потоки электроэнергии в энергосистеме будущего.
Системы накопления и хранения энергии и умные сети уверенно завоёвывают рынок. И вопрос их внедрения — это лишь вопрос времени, который зависит и от нашего активного участия.
