Энергетика будущего: солнце, воздух и вода
Альтернатива нефти
О масштабном развитии альтернативной генерации на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) говорят, как о свершившемся факте. Но в реальности, как скоро мы будем использовать только их, вытолкнув тем самым на обочину истории так называемую классическую генерацию с углеводородным топливом?
Альтернативная генерация до сих пор не избавилась от проблем, которые мешают ее широкому внедрению, и это сильно повышает шансы углеводородных ресурсов (нефть, газ, уголь) еще долгие десятилетия оставаться основой для производства энергии.
В ближайшие десятилетия потребление энергии человечеством будет только расти. В Международном энергетическом агентстве считают, что мировой спрос на энергию к 2040 году увеличится на 37%. Существенно изменится и структура мирового потребления – к этому сроку в лидеры выйдут страны Азии (прежде всего Китай), Африки и Ближнего Востока, где ожидается бурный экономический рост. Для его обеспечения потребуются колоссальные энергоресурсы.
По прогнозам экспертов, к 2040 году станет основным топливом в энергобалансе экономически развитых стран станет газ. На 15% вырастет и мировой спрос на уголь, основным потребителем которого будет Китай.
Пока же мы наблюдали, как в 2016 году производство энергии на основе возобновляемых источников росло рекордными темпами, за год увеличившись на 8% — со 127 до 138 ГВт. Основные направления альтернативной генерации – ветро-, био- и солнечная энергетика — уже обеспечивают около 6% мирового производства электроэнергии. В том же Китае к началу 2016 года было введено в работу 29 ГВт новых энергомощностей в ветроэнергетике и 15,1 ГВт в солнечной.
При этом себестоимость внедрения альтернативных источников ежегодно снижается, что приводит к уменьшению инвестиций в этот сектор. Если в 2015 году вложения в альтернативную энергетику во всем мире составили около $312 млрд, то в 2016-м они снизились до $240 млрд. Эксперты ООН объясняют это уменьшением затрат на строительство каждого мегаватта мощности в солнечной и ветряной энергетике. Проще говоря, рекордными темпами снижается стоимость установок для производства энергии.
В лидерах — Крым
В общем энергобалансе России доля альтернативной генерации пока минимальна. По данным Росстата, в 2016 году ее общая мощность составила 906 МВт. В ближайшие 20 лет Минэнерго РФ намерено увеличить производство такой энергии в 10 раз. К примеру, после того, как в Крыму в текущем году подключат солнечную электростанцию мощностью 110 МВт, половина электроэнергии на полуострове будет производиться на основе возобновляемых источников.
Наша страна богата геотермальными источниками и запасами геотермальной энергии. По экспертным оценкам, они превышают запасы органического топлива в 15 раз. Геотермальные источники в основном сосредоточены на Северном Кавказе, на Камчатке и в Сибири. К примеру, потенциал геотермальных ТЭЦ на Камчатке оценивается в 1 ГВт.
Но самый серьезный потенциал в нашей стране — у ветрогенерации. Росатом в прошлом году выиграл конкурс на строительство в России трех ветроэлектростанций общей мощностью 610 МВт — это около 17% всей мощности ветроэнергетики, планируемой к вводу в России до 2024 года.
Ранее атомная госкорпорация выбрала своим партнером по созданию ветроэлектростанций в России голландскую компанию Lagerwey. Производство оборудования ее разработки будет локализовано на предприятии «Атоммаш» в Ростовской области.
Не только плюсы
В тоже время, высокая зависимость альтернативной генерации от государственной поддержки делает «зеленую» энергетику уязвимой в кризисной экономической ситуации. К тому же альтернативная генерация имеет так называемые родовые недостатки: производства энергии сильно зависит от погоды, в случае с солнечной генерацией – еще и от времени суток.
Для снабжения крупного промышленного производства солнечной энергией надо покрыть панелями колоссальную территорию — десятки квадратных километров. К тому же солнечная генерация не работает в вечерние часы, когда энергопотребление достигает пика, а значит ее нужно где-то аккумулировать в течение дня. Это приведет к еще большему удорожанию и так далеко не дешевого оборудования.
Сторонники альтернативной генерации называют ее экологически чистой, критики в ответ на это указывают на несколько существенных моментов: ветроэлектростанции являются реальной угрозой для птиц и причиной эрозии почвы из-за постоянной вибрации. Производство солнечных батарей не только очень дорогое и энергозатратное, но и крайне токсичное, а получение биологического топлива приводит к истощению огромных природных территорий.
Альтернатива альтернативным источникам
Ключевую роль в формировании энергетики будущего могут сыграть прорывные разработки, которые призваны обеспечить человечество дешевыми и практически нескончаемыми энергоресурсами.
Главный проект в этой области — Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР), строительство которого идет буквально «всем миром» во французском Кадараше. Если ИТЭР будет успешным, а появления первого прототипа коммерческой термоядерной электростанции мир ожидает к концу века, то все участники получат полный доступ к технологиям для строительства объектов термоядерной генерации. Запасы топлива для такой станции на планете практически неисчерпаемы, к тому же термоядерная генерация экологически безопасна.
В мире поиском генерации будущего занимаются не только государства и крупные корпорации, но и частные инвесторы, вкладывающие свои средства в передовые проекты. К примеру, компания Tri Alfa Energy разрабатывает компактную термоядерную электростанцию – возможного конкурента ИТЭР.
Билл Гейтс инвестировал в компанию TerraPower, которая создает инновационный ядерный реактор на бегущей волне и планирует построить его прототип к 2020 году. Активно совершенствует системы аккумулирования энергии знаменитый Илон Маск и множество других государственных и частных компаний по всему миру. Мы стоим на пороге нового этапа развития человеческой цивилизации, который требует совершенно иного, чем раньше, подхода к энергетике. Но станут ли альтернативные источники энергии доминирующими – этот вопрос пока без ответа.
