Проблемы и парадоксы альтернативной энергетики

Что такое "зеленая" энергия — "зеленая религия"илиэнергия будущего"?

В последние годы альтернативная энергетика ветра и солнца стала, пожалуй, самой модной, широко обсуждаемой и... противоречивой темой в мировом энергетическом секторе. С одной стороны, во многих странах она стремительно увеличивает свое влияние, а борьба с глобальным потеплением посредством сокращения эмиссии углекислого газа стала важным фактором глобальной политики и экономики. Однако, с другой стороны, солнце и ветер остаются дорогостоящими и недостаточно надежными источниками энергии, поэтому развитие данной отрасли постоянно наталкивается на объективные трудности.

Виктор ТАРНАВСКИЙ

Ветру и солнцу навстречу

Альтернативная энергетика развивается во всем мире высокими темпами. По оценкам ООН, совокупный объем инвестиций в эту отрасль в течение текущего десятилетия достигнет $2.6 трлн. Ввод в строй ветряных и солнечных электростанций в 2011-2020 гг., как ожидается, составит около 1200 ГВт установленных мощностей — примерно столько же, сколько всех остальных источников энергии, вместе взятых. А в дальнейшем объемы капиталовложений будут еще выше. По расчетам различных экспертов, чтобы выполнить Парижское соглашение 2015 г. об ограничении масштабов глобального потепления посредством сокращения эмиссии углекислого газа, в возобновляемые источники энергии необходимо инвестировать более $450 млрд в год.

В ряде западных стран солнце и ветер играют все большую роль в энергосистемах. Так, в Германии они летом текущего года генерировали 39.3 ТВтч электроэнергии, примерно на 10% больше, чем за аналогичный период годичной давности. В то же время, выработка на лигнитовых блоках теплоэлектростанций сократилась на треть - до 21.6 ТВтч, а на каменноугольных — почти на 50% - до около 8 ТВтч. К 2038 г. Германия планирует полностью прекратить использование каменного и бурого угля для генерации электроэнергии. Первые угольные энергоблоки в рамках этой программы должны закрыться уже в 2020 г.

Летом текущего года парламенты Великобритании и Франции утвердили законы, требующие обеспечения нулевой эмиссии углекислого газа к 2050 г. О своей поддержке полностью безуглеродной энергетике заявила и будущая глава Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен (Ursula von der Leyen). По ее словам, нынешняя климатическая программа Евросоюза, предусматривающая к 2030 г. уменьшение выбросов углекислого газа на 40% по сравнению с уровнем 1990 г., должна быть пересмотрена в сторону 50% или даже 55%.

В США все кандидаты от Демократической партии на предстоящих в 2020 г. президентских выборах в той или иной форме поддерживают "Green New Deal" - беспрецедентную по своим масштабам программу с инвестициями в десятки триллионов долларов по созданию в стране полностью безуглеродной экономики. Ряд штатов, включая Калифорнию и Нью-Йорк, утвердили собственные законы о полном переводе энергетики на возобновляемые источники к 2040 г. При этом альтернативная энергетика должна заменить не только уголь, но и природный газ, сжигание которого также сопровождается выбросами диоксида углерода, а также атомную энергию, хотя она вроде бы совершенно безуглеродная.

Не отстает от этой тенденции и Украина. По данным Нацкомиссии, осуществляющей госрегулирование в сферах энергетики и коммунальных услуг (НКРЭКУ), в 2018 г. ввод в строй новых солнечных и ветряных станций превысил 710 МВт установленных мощностей, что в 2.8 раза больше, чем годом ранее. Это позволило Украине впервые войти в первую европейскую десятку по данному показателю. В апреле 2019 г. был принят закон о государственной поддержке альтернативной энергетики, который предусматривает более весомые стимулирующие меры, нежели действующие во многих странах Евросоюза.

Сторонники возобновляемой энергетики утверждают, что ее внедрение не только спасает Землю от глобального потепления, но и достаточно выгодно. В ряде стран ветер и солнце, по оценкам Bloomberg New Energy Finance (BNEF), стали самыми дешевыми источниками энергии. Многие государства ввели платежи за эмиссию углекислого газа, снижающие конкурентоспособность традиционных углеводородных энергоносителей. В Евросоюзе уровень тарифов в системе торговли квотами на выбросы в июле текущего года едва не дошел до отметки EUR30 за т, на которой, по оценкам экспертов, угольные энергоблоки начинают однозначно проигрывать по себестоимости газовым. Впрочем, рост до этого уровня так или иначе ожидается в 2020 г.

Как заявляют "климатические" НГО, прогресс в области альтернативной энергетики приносит все более эффективные решения. Себестоимость ветровой и солнечной энергии за последнее десятилетие сократилась в разы. Разработаны новые ветроустановки установленной мощностью до 10 МВт, которые могут удешевить энергию, вырабатываемую морскими ветропарками. Очень много надежд возлагается на "интеллектуальные" сети (smart grids) и устройства по "хранению" энергии, которые, как ожидается, смогут устранить главные недостатки альтернативной энергетики — прерывистую генерацию и непредсказуемые колебания в объемах выработки.

Тем не менее, "триумфального шествия" у альтернативной энергетики как-то пока не выходит. Капиталовложения в эту отрасль растут в отдельных странах, но в общемировом масштабе в последние годы наблюдается спад. По данным BNEF, в первой половине 2019 г. глобальный объем "зеленых" инвестиций составил $117.6 млрд, что на 14% меньше, чем за аналогичный период 2018 г. Причем Китай, признанный лидер в этой сфере, уменьшил капиталовложения сразу на 39% — до $28.8 млрд. Это стало самым низким показателем с 2013 г. Стали меньше тратить на альтернативные источники энергии даже такие страны как Германия и Франция, где развитие этой отрасли, казалось бы, является одним из приоритетов государственной политики. И у этого кажущегося парадокса есть объективные причины.

Зеленые миражи

Главная причина сокращения инвестиций в альтернативную энергетику — это уменьшение субсидий. Именно это произошло в Китае в прошлом году. Правительство страны подсчитало, что на поддержку ветровой и солнечной энергии оно тратит уже более $17 млрд в год, и эта сумма увеличивается высокими темпами. После этого было принято решение установить жесткую квоту на госфинансирование проектов в данной отрасли, а остальным было предложено конкурировать с угольными, атомными и гидростанциями. Бизнесу это резко не понравилось. В итоге, в I полугодии 2019 г. ввод в строй новых солнечных мощностей в стране составил 11.4 ГВт, на 53% меньше, чем в I полугодии 2018 г.

Аналогичные ограничения, приведшие к тем же результатам, были в последние годы введены в Германии, Великобритании и некоторых других европейских странах. Гарантированные "зеленые" тарифы были заменены системой аукционов, на которых к тому же устанавливался максимальный уровень тарифа, по которому приобретается ветровая и солнечная энергия. Результат оказался сокрушительным. Так, в Германии общенациональный ветропарк в первой половине 2019 г. пополнился всего... 35 новыми установками совокупной мощностью 231 МВт. Это в пять с лишним раз меньше, чем в тот же период прошлого года.

Дальнейшему развитию немецкой ветроэнергетики препятствуют не только финансовые факторы. В настоящее время в стране и так установлено почти 30 тыс ветряков, и ставить новые просто негде. По данным отраслевой ассоциации BWE, строительство порядка 2 тыс установок было заблокировано из-за протестов со стороны местного населения, не желающего такого соседства, экологов, указывающих на опасность, которую представляют ветряки для птиц, летучих мышей и другой фауны, а также военных, которым ветроустановки создают помехи в работе РЛС. Аналогичная проблема наблюдается в Великобритании. В результате, ветроэнергетике приходится уходить в море. По прогнозу Global Wind Energy Council, к 2030 г. совокупная установленная мощность морских ветростанций в мире достигнет 190 ГВт — в 8.3 раза больше, чем в 2018 г. Однако строить морские установки гораздо дороже и сложнее, чем наземные, да и себестоимость электроэнергии у них на десятки процентов выше.

Еще одна проблема заключается в неготовности электросетевого хозяйства к работе с большим количеством мелких источников прерывистой генерации. В Испании власти отклонили заявки на строительство 5.8 ГВт установленных мощностей ветряных станций и 20.5 ГВт солнечных по той причине, что их уже некуда подключать. Чтобы выполнить свои же планы по развитию альтернативной энергетики, правительству страны необходимо вкладывать значительные средства в прокладку новых ЛЭП, строительство подстанций и прочей инфраструктуры. Но на это пока нет денег.

Вообще, альтернативная энергетика, что бы ни говорили ее сторонники, остается очень недешевым удовольствием. Не зря страны с самой развитой отраслью — Дания, Германия, Великобритания — занимают первые места в Европе по стоимости электроэнергии для конечных потребителей. Так, в Германии в цене каждого киловатт-часа 6.7 евроцентов приходится на субсидирование "зеленых" тарифов, а в 2021-2022 гг. этот показатель может превысить 7 евроцентов. Правительству страны пришлось освобождать от этой доплаты конечных потребителей, чтобы сохранить их международную конкурентоспособность на приемлемом уровне.

При этом дорогостоящая альтернативная энергетика все еще остается недостаточно надежной. Все прогнозы ее развития на ближайшие десятилетия основаны на появлении надежных, массовых и относительно дешевых источников "хранения" электроэнергии, которые смогут сглаживать "пилу" прерывистой генерации. Однако расчеты показывают, что, например, для перевода Калифорнии на полностью возобновляемую энергию имеющиеся мощности гидроаккумулирующих станций и "супербатареек" надо увеличить в несколько сотен раз по сравнению с действующими объемами. Это может привести к дефициту таких металлов, как литий, никель, ванадий, и резкому скачку цен на них.

Как отмечает Джошуа Родс (Joshua Rhodes), исследователь из американского University of Texas Energy Institute, современные сети могут работать при доведении доли альтернативной энергии до 70-80% благодаря наличию резервных газовых и базовых атомных мощностей, но переход к 100%-ной безуглеродной энергетике потребует роста затрат и усилий чуть ли не на порядок. И рассчитывать на то, что завтрашние технологические решения, существующие пока что только в воображении, помогут решить все проблемы, достаточно опрометчиво.

Между тем подъем альтернативной энергетики во многом обеспечиваемый льготами и субсидиями, приводит еще и к тому, что энергокомпаниям становится невыгодно создавать новые традиционные мощности. Такие страны как Китай и Индия при высоких объемах капиталовложений в "солнце и ветер" продолжают интенсивно строить угольные и атомные энергоблоки. В США на первый план выходит газовая генерация благодаря наличию больших запасов очень дешевого природного газа, однако там перестали строить угольные ТЭС, а два атомных блока на станции Vogtle, ввод в строй которых намечен на 2021-2022 гг., могут оказаться последними.

В Евросоюзе сейчас активно закрываются угольные станции, а такие страны как Германия и Бельгия намерены еще и полностью отказаться от атомной энергетики соответственно к 2022 и 2025 гг. Это может привести к появлению дефицита базовой генерации во всей Западной Европе, так как новые мощности не строятся. Угольные — по определению, а газовые и атомные — потому что сложно и дорого.

Проблема недостаточной надежности сетей с большой долей возобновляемых источников тем временем постепенно становится все более актуальной. Это продемонстрировал ряд инцидентов, произошедших в последние месяцы. В начале августа в Великобритании произошел крупнейший за десятилетие блэкаут, в ходе которого от электроэнергии было отключено около миллиона домов, возникли проблемы с транспортным сообщением. По предварительным данным, причиной аварии стало маловероятное событие — почти одновременное отключение от сети двух станций общей мощностью 1378 МВт из-за ударов молний. Однако в тот момент у сетевой компании National Grid не нашлось резервных источников, чтобы предотвратить падение частоты в системе до 48.8 Гц, а объем импорта энергии по интерконнекторам и так находился на минимальной отметке.

В американском штате Техас наступление 40-градусной жары в начале августа привело к скачкам спотовых оптовых цен на электроэнергию до $2000-9000 за МВтч и "добровольному" отключению от сети некоторых промышленных потребителей. Как выяснилось, за последние несколько лет компания Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) закрыла несколько угольных энергоблоков, заменив их ветряками. Но именно в самую жару, когда резко возросло потребление энергии на кондиционирование, уровень загрузки ветроустановок упал до менее 10%, спровоцировав кризис.

Таким образом, политика по развитию альтернативной энергетики сталкивается в западных странах с объективными финансовыми и техническими трудностями. Однако, в то же время, борьба с глобальным потеплением превратилась там в настоящую религию с сотнями тысяч приверженцев и мощным "климатическим" лобби. Поэтому отрасль, скорее всего, продолжит расширяться, а причиняемые ею проблемы в энергетике — нарастать.

Copyright © ЦОИ «Энергобизнес», 1997-2019. Все права защищены
расширенный поиск
Close

← Выберите раздел издания

Искать варианты слов
 dt    dt