Зелена енергетика – це наше завтра чи післязавтра?

За кілька попередніх років ми побачили швидкі зміни в енергетичній сфері багатьох країн, насамперед на ринку газу та нафти. Чітко намітилася тенденція до зростання цін на вуглеводні. Серйозну роль часто відіграють суто політичні мотиви, які можуть навіть шкодити національним економікам. Зокрема, Європейська комісія представила у березні проект плану щодо прискореної відмови від російських енергоносіїв, напевно, недостатньо "молекул свободи" у паливі. Документ має на меті насамперед зниження залежності від російського газу (на дві третини до кінця 2022 року і повністю до кінця 2023). Це ще більше загострює питання необхідності переходу на альтернативні джерела енергії. Важливі та непопулярні рішення мають ухвалюватися урядами та міжурядовими організаціями у найближчі місяці.

Поговоримо про «зелену енергетику». Людство, безперечно і неминуче, перейде до неї, бо якщо ми, жителі Землі, цього не зробимо, з великою ймовірністю ризикуємо вимерти. Постає питання: а в які терміни нинішнє людство здійснить такий перехід? І наскільки узгоджено та оперативно? Адже на земній кулі співіснують 195 держав, які відрізняються і за чисельністю населення, і за територією, і за рівнем внеску у забруднення земної атмосфери.

Непродуманий приклад швидкого зниження викидів вуглекислого газу в атмосферу вирішили показати країни Європейського Союзу. Розраховували отримувати енергію від відновлюваних джерел енергії — насамперед вітру та сонячного світла. Є ще енергія води, але далеко не скрізь можна побудувати гідроелектростанції та приливні електростанції. По всій Європі почали підніматися величезні вітрогенератори, з'являтися великі поля з панелями сонячних батарей (окрема тема для розмови - висока вартість, матеріало- та енергоємність, значний вуглецевий слід виробництва, висока вартість обслуговування, надзвичайно дорога утилізація, невивчений вплив на здоров'я людей вібрації та інф. від вітряків – про все це не варто забувати).

Вітряна електростанція мало забруднює навколишнє середовище (щоправда, через вітряки гинуть птахи і кажани) і вимагає значних експлуатаційних витрат, тоді як недоліками залишаються висока вартість станцій і непередбачуваність генерації, тобто залежність від вітру. До 2050 року сумарна потужність вітряних електростанцій у 20 разів перевищить показник 2010 року. Це зростання безпосередньо пов'язане зі зниженням вартості будівництва вітряних електростанцій, у тому числі з укрупненням та здешевленням вітрогенераторів, а також допоміжного електроустаткування. В даний час енергія вітру є другою відновлюваною технологією виробництва електроенергії, поступаючись лише гідроенергетиці.

Сонячна енергетика насамперед - геліотермальна, пов'язана з нагріванням поверхні, що поглинає сонячні промені, та відповідним використанням тепла (фокусування сонячного випромінювання на посудині з водою або сіллю для подальшого використання нагрітої води для опалення, гарячого водопостачання або парових електрогенераторів). Недоліки: залежність від погоди та часу доби; сезонність у середніх широтах та розбіжність періодів вироблення енергії та потреби в енергії, що призводять до необхідності акумуляції енергії. Крім іншого, висока вартість конструкції, пов'язана із застосуванням рідкісних елементів (наприклад, індію та телуру).

Є ще один вид сонячної енергетики - станції, що застосовують фотоелектричні елементи, які безпосередньо перетворюють енергію сонця на електрику. Фотоелектричні модулі та масиви виробляють постійний струм, який за потреби перетворять на змінний. Вони можуть застосовуватися як локально, і у вигляді потужних електростанцій. Останні діють насамперед у США (12 станцій, 9 із них у сонячній Каліфорнії), а також в Об'єднаних Арабських Еміратах, в Індії, Чилі, Німеччині, Італії. Але вартість таких електростанцій є досить високою. А залежність від погоди не менша, ніж у геліотермальних.

Здавалося, бадьорим прикладом можна заразити інші країни Європи. Типу «милості просимо слідувати за нами». Як завжди, міс реальність внесла свої корективи. До початку 2020-х років стало зрозуміло, що плани щодо повного переходу на відновлювані джерела енергії, а отже, від відмови від вуглеводневих джерел енергії — вугілля, нафти, газу, торфу — були необдумано оптимістичні. Сумарної потужності, яку здатні забезпечити вітряна та сонячна енергетика, виявилося надто недостатньо для заміни звичних теплоелектростанцій, та ще в умовах паралельної повальної відмови від атомних електростанцій у зв'язку з їх, нібито, потенційною небезпекою ("привіт" Греті Тунберг). Привид гострої енергетичної кризи явно замаячив над європейським континентом, що знехотя змушені були визнати й керівники Європейського Союзу.

Після бурхливих дебатів Європейська комісія все ж таки запропонувала дещо пом'якшити умови переходу до «зеленої енергетики» — включити газ і мирний атом до «перехідних» джерел енергії. І цей перехід не буде коротким: рішення про будівництво нових теплоелектростанцій (ТЕС) на газі має бути ухвалене до 2030 року, а нових атомних електростанцій — до 2045-го. Причому нові ТЕС мають бути обладнані системами уловлювання викидів.

Схоже, у зворотний бік вирішила рушити Японія, яка оголосила деякий час тому про намір побудувати 22 величезні вугільні ТЕС. Перша з них потужністю 1,3 гігават уже на підході. Рішення уряду Японії вимушене — країна після трагедії Фукусіми відмовляється від атомних електростанцій, а заповнювати потужності, що зникають, життєво необхідно.

Про перспективи та складнощі переходу до «зеленої енергетики», про те, як можна віднести до неї сучасну атомну енергетику, про перспективи набагато чистішої (порівняно з атомною) термоядерної енергетики можна поговорити в наступних статтях.