Зеленая энергетика — это наше завтра или послезавтра?

       За несколько предыдущих лет мы увидели быстрые изменения в энергетической сфере многих стран, прежде всего на рынке газа и нефти. Четко обозначилась тенденция к росту цен на углеводороды. Серьезную роль часто  играют чисто политические мотивы, котрые могут даже идти во вред национальным экономикам. В частности, Европейская комиссия представила в марте проект плана по ускоренному отказу от российских энергоносителей, наверное, недостаточно "молекул свободы" в топливе. Документ нацелен в первую очередь на снижение зависимости от российского газа (на две трети до конца 2022 года и полностью до конца 2023). Это еще более обостряет вопрос о необходимости перехода на альтернативные источники энергии. Важные и непопулярные решения должны будут приниматься правительствами и межправительственными организациями в ближайшие месяцы.

       Поговорим о «зеленой энергетике». Человечество, несомненно и неизбежно, перейдет к ней, ибо, если мы, жители Земли, этого не сделаем, с большой долей вероятности рискуем вымереть. Стоит вопрос: а в какие сроки нынешнее человечество осуществит такой переход? И сколь согласованно и оперативно? Ведь на земном шаре сосуществуют 195 государств, которые отличаются и по численности населения, и по территории, и по степени вклада в загрязнение земной атмосферы.

       Необдуманный пример быстрого снижения выбросов углекислого газа в атмосферу решили показать страны Европейского союза. Рассчитывали получать энергию от возобновляемых источников энергии — прежде всего, ветра и солнечного света. Есть еще энергия воды, но далеко не везде можно построить гидроэлектростанции и приливные электростанции. По всей Европе стали подниматься громадные ветрогенераторы, появляться обширные поля с панелями солнечных батарей (отдельная тема для разговора — высокая стоимость, материало- и энергоемкость, значительный углеродный след производства, высокая стоимость обслуживания, чрезвычайно дорогая утилизация, неизученное влияние на здоровье людей вибрации и инфразвука от ветряков — обо всем этом не стоит забывать).

       Ветряная электростанция мало загрязняет окружающую среду (правда, из-за ветряков гибнут птицы и летучие мыши) и не требует значительных эксплуатационных расходов, в то время как недостатками остаются высокая стоимость станций и непредсказуемость генерации, то есть зависимость от ветра. К 2050 году суммарная мощность ветряных электростанций в 20 раз превысит показатель 2010 года. Этот рост напрямую связан со снижением стоимости строительства ветряных электростанций, в том числе с укрупнением и удешевлением ветрогенераторов, а также вспомогательного электрооборудования. В настоящее время энергия ветра является второй возобновляемой технологией производства электроэнергии, уступая только гидроэнергетике.

       Солнечная энергетика прежде всего — гелиотермальная, связанная с нагреванием поверхности, поглощающей солнечные лучи, и соответствующим использованием тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой или солью для последующего использования нагретой воды для отопления, горячего водоснабжения или в паровых электрогенераторах). Недостатки: зависимость от погоды и времени суток; сезонность в средних широтах и несовпадение периодов выработки энергии и потребности в энергии, приводящие к необходимости аккумуляции энергии. Помимо прочего, высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индия и теллура).

       Есть еще один вид солнечной энергетики — станции, применяющие фотоэлектрические элементы, которые напрямую преобразуют энергию солнца в электричество. Фотоэлектрические модули и массивы производят постоянный ток, который при необходимости преобразуют в переменный. Они могут применяться как локально, так и в виде мощных электростанций. Последние действуют прежде всего в США (12 станций, 9 из них в солнечной Калифорнии), а также в Объединенных Арабских Эмиратах, в Индии, Чили, Германии, Италии. Но стоимость таких электростанций достаточно высока. А зависимость от погоды не меньшая, чем у гелиотермальных.

       Казалось, что бодрым примером можно заразить другие страны Европы. Типа «милости просим следовать за нами». Как всегда, мисс реальность внесла свои коррективы. К началу 2020‑х годов стало ясно, что планы по полному переходу на возобновляемые источники энергии, а значит по отказу от углеводородных источников энергии — угля, нефти, газа, торфа — были необдуманно оптимистичными. Суммарной мощности, которую способны обеспечить ветряная и солнечная энергетика, оказалось слишком недостаточно для замены привычных теплоэлектростанций, да еще в условиях параллельного повального  отказа от атомных электростанций в связи с их, якобы, потенциальной опасностью ("привет" Грете Тунберг). Призрак острого энергетического кризиса явно замаячил над европейским континентом, что нехотя вынуждены были признать и руководители Европейского Союза.

       После бурных дебатов Европейская комиссия все же предложила несколько смягчить условия перехода к «зеленой энергетике» — включить газ и мирный атом в число «переходных» источников энергии. И этот переход не будет коротким: решение о строительстве новых теплоэлектростанций (ТЭС) на газе должно быть принято до 2030 года, а новых атомных электростанций — до 2045‑го. Причем, новые ТЭС должны быть оборудованы системами улавливания выбросов.

       Похоже, в обратную сторону решила двинуться Япония, объявившая некоторое время назад о намерении построить 22 огромные угольные ТЭС. Первая из них мощностью 1,3 гигаватт уже на подходе. Решение правительства Японии вынужденное — страна после трагедии Фукусимы отказывается от атомных электростанций, а восполнять исчезающие мощности жизненно необходимо.

       О перспективах и сложностях перехода к «зеленой энергетике», о том, сколь можно отнести к ней современную атомную энергетику, о перспективах намного более чистой ( в сравнении с атомной) термоядерной энергетики можно поговорить в следующих статьях.