Сайт Анатолия Владимировича Краснянского

Альтернативная энергетика. Сборник статей. 1. Владимир Прохватилов. О катастрофе зелёной энергетики в Калифорнии. 2. Алексей Кочетов. Скрытая угроза в альтернативной энергетике обернётся катастрофой для всего человечества. 3. Александр Соловьёв, Кирилл Дегтярёв. Ветреная ветряная энергетика.

4.11.2020 9:44      Просмотров: 1814      Комментариев: 0      Категория: Общество, история, события

 

Владимир Прохватилов

О катастрофе зелёной энергетики в Калифорнии

Чрезвычайная ситуация в «золотом штате» Америки

  09.09.2020.   URL:   https://www.fondsk.ru/news/2020/09/09/o-katastrofe-zelenoj-energetiki-v-kalifornii-51796.html

 

 

Самый богатый американский штат Калифорния уже месяц находится во власти аномальной жары и лесных пожаров.

В начале августа в Калифорнию пришла  беспрецедентная жара: был зафиксирован температурный рекорд в 54,4 градуса Цельсия. Увеличилось использование кондиционеров и потребления электроэнергии.

На ряде подстанций штата  произошли аварийные отключения. Вышла из строя электростанция мощностью 470 мегаватт. Остановились ветряки из-за установившегося штиля. 16 августа местный системный оператор, компания CAISO, отвечающая за функционирование рынка на 80% территории штата, начал веерные отключения электроэнергии. Отключения начинались после 18.30, когда солнечные электростанции прекращают работу.

«Чиновники попросили калифорнийцев экономить электроэнергию с 15 до 22 часов», – пишет  San Francisco Chronicle.  В штате впервые с 2001 года была объявлена чрезвычайная ситуация в связи с нехваткой электроэнергии.

Калифорнийские СМИ предложили  жителям немедленно позаботиться о собственной безопасности, собрав аварийный комплект выживания: «Еда, вода, фонарики, батарейки, радио, предметы первой помощи, а также деньги». В штате открылись немногочисленные «охлаждающие центры-убежища» с работающими кондиционерами. Власти Сан-Франциско советовали жителям оставаться дома и, «если жара в помещении становится невыносимой, выходить на улицу в тенистое место, где сохраняется прохлада и держаться подальше от других людей».

На фоне блэкаута власти продлили на несколько лет работу четырёх газовых электростанций, которые предполагалось закрыть ради безуглеродного светлого будущего.

По итогам 2019 года доля фотоэлектрической солнечной энергетики в выработке электроэнергии в солнечной Калифорнии составила примерно 13%, доля ветроэнергетики – около 7%.

Между тем в 2018 году законодатели Калифорнии требуют от электроэнергетических компаний штата к 2045 году производить 100% электроэнергии с нулевым выбросом углерода, что обойдётся коммунальным предприятиям штата в десятки миллиардов долларов, потраченных только на строительство новых высоковольтных линий электропередач.

Обозреватель Forbes Роберт Брайс пишет, что «стремление Золотого штата все электрифицировать, запретить использование природного газа даже для отопления сокрушит и без того колеблющуюся энергосеть и еще больше увеличит стоимость энергии, притом что в Калифорнии  самый высокий уровень бедности в США… 18,1%  (7 млн) жителей штата живут в бедности и платят  19,2 цента за киловатт-час, что на 47% выше среднего показателя по стране… Альтернативная энергия может показаться прогрессивной только если вы хорошо обеспечены».

Между тем в Калифорнии за последние годы были выведены из эксплуатации газовые электростанции мощностью 9 гигаватт, а этого хватило бы для электроснабжения 7 миллионов домохозяйств. Теперь веерные отключения электроэнергии могут стать в Калифорнии постоянными в любой месяц года.  Так, в прошлом году из-за засухи и лесных пожаров  блэкаут произошёл в ноябре.

Губернатор Калифорнии, демократ Гэвин Ньюсом тогда обратился к ответственным за энергетику штата чиновникам с открытым письмом, в котором назвал отключение электроэнергии «неприемлемым и неподходящим для крупнейшего и самого инновационного штата страны». Он заявил, что «отключение энергоснабжения  слишком разрушительно и нужно делать больше, чтобы предотвратить их в будущем».

Однако слова о необходимости «делать больше» – всего лишь свидетельство полного непонимания властями того, что именно требуется делать.  Гэвин Ньюсом  следует курсу Демократической партии, которая призывает выделить ещё $ 2 трлн для ускоренного строительства ветрогенераторов и солнечных панелей по все стране.

«Демократы утверждают, что Калифорния является образцом для борьбы с изменением климата, но отключения говорят об обратном. Основные причины того, что в Калифорнии второй раз за менее чем год происходят веерные отключения, связаны с климатической политикой штата», – пишет обозреватель Forbes Майкл Шелленбергер.

В Калифорнии с 2011 по 2019 год цены на электроэнергию выросли в шесть раз – больше, чем по всей остальной стране. И выросли именно из-за расширения использования возобновляемых источников электроэнергии (ВИЭ). В будущем Калифорнию ждут ещё более жестокие блэкауты, так как углеродную и атомную энергетику в штате последовательно искореняют.

В 2013 году тогдашний губернатор штата Джерри Браун добился закрытия атомной электростанции Сан-Онофре в южной Калифорнии. А между тем пропускная способность Сан-Онофре вдвое превышала потерянную генерирующую мощность из-за отключений электроэнергии этим летом. В докладе  энергетической компании Pacific Gas and Electric Company говорится, что отключения электроэнергии в Калифорнии удвоятся в течение следующих 15 лет и в четыре раза в течение 30 лет.

Сейчас в Калифорнии энергетики ведут ежедневную борьбу по предотвращению новых блэкаутов, а миллионы калифорнийцев усердно экономят электроэнергию и даже не включают чайник, когда включена микроволновка. Жара не спадает. Пожары не прекращаются. Режим чрезвычайной ситуации сохраняется.

На 5 сентября калифорнийская энергосистема потеряла около 1600 мегаватт энергоресурсов только из-за лесных пожаров, нарушивших работу линий электропередачи. Ведущий метеоролог группы Energy Weather Group Джим Руиллер ожидает, что в ближайшие дни «жара даже превзойдёт то, что мы видели в августе». Избежать новых веерных отключений удаётся лишь за счёт экономии электроэнергии домохозяевами и подключения к работе газовых электростанций. Власти штата сообщили журналистам, что возможные «перебои в работе энергосетей могут затронуть в ближайшие дни  от 2,5 до 3 миллионов клиентов».

Издан экстренный приказ, разрешающий  электростанциям штата производить как можно больше электроэнергии в течение ближайших дней, даже если это нарушит правила по борьбе с загрязнением воздуха.

Однако на увеличение доли газовых и атомных электростанций  в выработке энергии власти не идут, борьба с углеродной энергетикой превратилась в навязчивую идею-фикс, стала манией.

Независимые эксперты, например профессор экономики Стэнфордского университета Фрэнк Волак, уже призвали разработать более надёжную страховку от перебоев в поставках электричества.

Калифорнийские блэкауты, которые, как считают эксперты, скоро могут стать реальностью всей Америки, должны заставить очень серьёзно задуматься над тем, куда несётся мир, в котором из недорослей, вроде Греты Тунберг, делают идолов. 

 

 Статья 2

Алексей Кочетов

Скрытая угроза в альтернативной энергетике обернётся катастрофой для всего человечества

15 октября 2020 года.  URL:  https://zen.yandex.ru/media/dbk/skrytaia-ugroza-v-alternativnoi-energetike-obernetsia-katastrofoi-dlia-vsego-chelovechestva-5f88192017c9884cd328c49f

 

 

 

 

У альтернативной энергетики есть ряд серьёзных недостатков в виде малой энергетической мощности и эффективности, и есть ряд нерешённых вопросов утилизации её компонентов. К тому же, солнечная и ветряная электрогенерации абсолютно не защищены от природных катаклизмов.

Скрытая угроза всегда прячется за красотой и практичностью:

 
Во время шторма повреждены солнечные батареи в Умакао - городе на восточном побережье Пуэрто-Рико. Последствия урагана «Мария».
 
Во время шторма повреждены солнечные батареи в Умакао - городе на восточном побережье Пуэрто-Рико. Последствия урагана «Мария».
 
 
Ветряные турбины успешно пережили ураган, но для их активации требуется энергия из городской сети, к которой они подключены. И пока нет необходимой мощности в сети, ветряные турбины -
 
Ветряные турбины успешно пережили ураган, но для их активации требуется энергия из городской сети, к которой они подключены. И пока нет необходимой мощности в сети, ветряные турбины - "бесполезны".
 
В центре Сан-Хуана здания со светом в окнах работают от генераторов, так как на острове нет общественного электричества. Чрезмерная зависимость от альтернативной энергетики обрекла жителей Пуэрто-Рико на незавидную участь: 40% жителей даже спустя 4 месяца не имели доступ к электричеству.
 
В центре Сан-Хуана здания со светом в окнах работают от генераторов, так как на острове нет общественного электричества. Чрезмерная зависимость от альтернативной энергетики обрекла жителей Пуэрто-Рико на незавидную участь: 40% жителей даже спустя 4 месяца не имели доступ к электричеству.

 

Малая энергетическая мощность ветряной и солнечной энергетики упирается в физический предел энергии, получаемой нашей планетой от Солнца, и в КПД её использования. Всё это сводится к показателю энергетической рентабельности «EROEI» (напомню, это коэффициент, который определяет, сколько энергии было затрачено на сооружение энергогенерирующих мощностей, и сколько эти мощности выработали нам энергии). Чтобы любое живое существо могло выживать, EROEI должен быть больше единицы.

Согласно исследованию европейских учёных, EROEI современных солнечных электростанций составляет 3,9 единиц, а современных ветроэлектростанций - 16 единиц.

То есть, ветряная электростанция за весь срок службы выработает в 16 раз больше энергии, чем было затрачено на её строительство, пусконаладочные работы и обслуживание на всём сроке эксплуатации.

 

Достаточно ли этого для удовлетворения потребностей нашей цивилизации?

Ещё в 2013 году группой американских экономистов были подсчитаны современные потребности нашей цивилизации в энергии. Они привели детальные расчёты показателей качества жизни от «EROEI».

За основу оценки было взято множество факторов, влияющих на качество жизни общества. И получились следующие результаты:

1. современная сельскохозяйственная деятельность возможна при EROEI не менее 5;

2. современное образование возможно при EROEI не менее 7;

3. современное здравоохранение возможно при EROEI не менее 12;

4. для поддержания среднемирового уровня качества жизни общества требуется EROEI не менее 14 единиц.

 
Пирамида энергетических потребностей в исследовании американских экономистов
 
Пирамида энергетических потребностей в исследовании американских экономистов

 

Однако исследователи утверждают, что для научно-технического развития общества требуется минимальный EROEI не менее 20, а для поддержания качества жизни в развитых странах EROEI должен быть около 30 единиц.

Смогут ли альтернативные источники энергии обеспечить подобные показатели EROEI?

КПД современных ветроэлектростанций (ВЭС) составляет 40-45%, что уже близко к теоретически предельному КПД в 59,3%. Следовательно, теоретический максимальный «EROEI» ВЭС будет в районе 22 единиц, что недостаточно для поддержания сложившегося качества жизни Германии.

Современная солнечная панель имеет КПД 25%. Если допустить, что её КПД станет 100%, то «EROEI» возрастёт до 15 единиц, чего недостаточно даже для поддержания научно-технического прогресса общества.

Сильно сомневаюсь, что даже близкие показатели подобного КПД мы вообще сможем достичь. Но дело в другом. Тут важно осознать, что теоретический предел КПД приведённых возобновляемых источников энергии уже сегодня неспособен поддерживать уровень жизни в развитых странах.

 

Залогом развития любой цивилизации является количество потребляемой им энергии. Чем энергии больше, тем больше потенциал общества к развитию.

Если совокупный «EROEI» всех источников энергии упадет ниже 5 - в мире начнется голод.

 

Ничего сильно страшного в альтернативной энергетике нет, пока она развивается как отдельная энергетическая отрасль. Страшное начинается тогда, когда ею пытаются заменить мощные источники энергии (такие, как атомная или углеводородная энергетика).

 
Сопоставление количества затраченных ресурсов (материалов) с типом генерации энергии, Тонн на ТВт*ч.  Только одних материалов солнечная энергетика требует в 15 раз больше, чем ядерная.
 
Сопоставление количества затраченных ресурсов (материалов) с типом генерации энергии, Тонн на ТВт*ч. Только одних материалов солнечная энергетика требует в 15 раз больше, чем ядерная.

 

Тут важно понимать, что мы не дополняем мощности альтернативной энергетикой, а именно заменяем традиционную энергетику с высоким EROEI (EROEI атомной энергетики - от 75 и выше, EROEI углеводородной - от 28 и выше).

 

Европейские страны могут себе позволить развивать альтернативную энергетику, имея достаточно большие «EROEI» в смежной генерации (угольной и газовой), благодаря щедрым и богатым этими ресурсами соседям.

Но как показал опыт Австралии, чрезмерное заигрывание с альтернативными источниками энергии может погубить весь их общественный жизненный уклад. И первой под удар попала промышленность этой страны.

Казалось бы, Австралия имеет хороший топливно-энергетический потенциал, обеспеченный запасами традиционных полезных ископаемых (Австралия - третий в мире экспортёр энергоресурсов, после России и Саудовской Аравии). Что там может пойти не так? Оказывается, очень даже может, если бездумно заменять углеводородную генерацию альтернативными источниками, а не дополнять традиционные энергоносители.

 

 
Южная Австралия, город Джеймстаун. 100 МВт-ная  батарея, построенная компанией
 
Южная Австралия, город Джеймстаун. 100 МВт-ная батарея, построенная компанией "Tesla" для буферизации энергии от возобновляемых источников.

 

Да, распиаренные проекты Илона Макса по буферизации энергии с помощью альтернативных источников энергии ничуть не помогли Австралии, стоило только устроить им стресс-тест. А вот когда пришла реальная беда в связи с последними событиями в мире, пришло и осознание всей энергетической проблемы Австралии.

Даже уже в сенате Австралии прямо заговорили о возвращении к угольной и газовой генерации энергии, чтобы реанимировать обрабатывающую промышленность страны.

Сенатор Мэтт Канаван, не стесняясь, вообще заявил о фактическом провале альтернативной энергетики в Австралии, назвав её "ненадёжным источником энергии".

Ничего удивительно в этом нет, так как альтернативная энергетика, даже с применением самых современных средств буферизации (хранения и накопления) энергии, не смогла обеспечить даже нужды шестисот жителей острова «Тау», где нет вообще никакой промышленности. Подобный эксперимент по переводу острова Тау на Солнечную генерацию полностью провалился, несмотря на все усилия лично самого Илона Макса.

 
Даже на тропическом острове заменить банальные дизель-генераторы солнечными панелями не получилось, несмотря на личные усилия самого Илона Маска.
 
Даже на тропическом острове заменить банальные дизель-генераторы солнечными панелями не получилось, несмотря на личные усилия самого Илона Маска.

 

На сегодня, помимо слабого энергетического выхода, солнечная и ветряная электрогенерации имеют ещё один весомый недостаток - утилизация отработавших конструкций.

Если утилизация солнечных панелей – это дорогая, вредная, загрязняющая атмосферу, но всё же реально существующая технология переработки, то утилизация стеклопластиковых конструкций ветроэнергетических станций – до сих пор нерешённая проблема.

Сегодня лопасти с прочие конструкции отработанных ветрогенераторов просто засыпают землёй или используются в качестве звукопоглощающих панелей.

 
Вот так в США утилизируют лопасти ветрогенераторов. Как сказал Вовка в Тридевятом царстве:
 
Вот так в США утилизируют лопасти ветрогенераторов. Как сказал Вовка в Тридевятом царстве: "Ну ладно, и так сойдёт".

 

В мире есть стартапы, которые пытаются решить проблему переработки подобных полимеров на вторсырьё. Но будем честны - никаких серьёзных сдвигов в этом направлении пока нет. Даже лидер в ветроиндустрии - компания "Vestas" - предполагает решить проблему безотходного производства ветрогенераторов только к 2040 году.

История знает много примеров рождения, процветания и забвения цивилизаций: Ацтеки, Ольмеки, Инки, Персы, Рим, Македония, Монгольская, Египетская, Майя… Согласно самому авторитетному исследователю проблем коллапса цивилизаций историку-антропологу Джозофу Тейнтеру, неконтролируемый коллапс цивилизаций наступает в результате истощения ресурсной базы. А для развитой цивилизации, как наша сегодняшняя, истощение ресурсной базы – это, в первую очередь, падение общего «EROEI» совокупных источников энергии.

И с развитием альтернативной генерации энергии падение коэффициента «EROEI» только увеличивается. Ну а если альтернативная энергетика будет и дальше пытаться вытеснить традиционную углеродную и атомную, то коллапс и нашей цивилизации будет неизбежен.

А чтобы было очевидно, насколько быстро может деградировать любая энергетическая отрасль под натиском лоббирования альтернативной энергетики, просто осознайте следующий факт:

В мире осталась единственная компания, обладающая всем циклом ядерных технологий. И это "Росатом".

 

 
Ветроапокалипсис.
 Ветроапокалипсис.

 

P.S. А как космос будем колонизировать? Тоже с помощью ветряков и солнечных панелей? Ну тогда мы обречены...

 
 В основе публикации использованы источники:

---

Исследование американских экономистов энергетических потребностей общества

https://mahb.stanford.edu/wp-content/uploads/2014/03/energy-policy_Lambert_et.al_2013.pdf

---

Исследование европейский ученых о "EROEI" разных источников энергии.

https://festkoerper-kernphysik.de/Weissbach_EROI_preprint.pdf

---

Про перспективы чистой энергетики и нефти

https://delvin-devlin.livejournal.com/243977.html

---

Проблема утилизации ветрогенераторов

https://www.elec.ru/articles/naverteli-na-milliony-evro-tonn/

---

ЭНЕРГЕТИКА АВСТРАЛИИ

https://www.lib.tpu.ru/fulltext/c/2015/C40/V2/062.pdf

---

"Солнечный" мусор

https://aftershock.news/?q=node/765733&full

---

О энергетической катастрофе в ПУЭРТО-РИКО

https://kidstalkradioscience.com/2017/10/23/kids-in-los-angeles-are-learning-about-what-the-problem-is-in-puerto-rico/

---

ФАТАЛЬНЫЙ баг «зелёной» энергии

https://www.youtube.com/watch?v=i-4rYjYO4xY&t=972s

---

Про энергетическую проблему Австралии

https://www.youtube.com/watch?v=fs7n81HQzpY&t=84s

---

Про Остров Тау

https://zen.yandex.ru/media/dbk/kak-zelenaia-energetika-gubit-ekologiiu-5dfbb9d9118d7f00ad440882

---

О коллапсе цивилизаций

https://zen.yandex.ru/media/dbk/5-vozmojen-li-krah-nashei-civilizacii-5d9d19053d873600b14f87fc

---

О растущим энергопотреблении, из-за распространения электромобилей

https://zen.yandex.ru/media/dbk/ahillesova-piata-elektromobilei-5f5e5f41d7092473173f2ee7

---

О перспективах России в энергетическом секторе

https://zen.yandex.ru/media/dbk/rossiia-stanet-energeticheskoi-superderjavoi-kogda-5f6f48366e33974a0168bba7

 



 

 

Ветреная ветряная энергетика

 

URL:  https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432179/Vetrenaya_vetryanaya_energetika

 

«НАУКА И ЖИЗНЬ» № 7, 2013. 

Александр Соловьёв, доктор физико-математических наук,

Кирилл Дегтярёв,

Научно-исследовательская лаборатория возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова

«Наука и жизнь» №7, 2013


 

 

 

Ветер относят к возобновляемым, или альтернативным, источникам энергии. Его преимущества очевидны: ветер дует всегда и везде, его не надо «добывать». Общие запасы энергии ветра в мире оценены в 170 трлн кВт·ч, или 170 тыс. тераватт-часов (ТВт·ч), в год, что в восемь раз превышает нынешнее мировое потребление электроэнергии. То есть теоретически всё электроснабжение в мире можно было бы обеспечить исключительно за счёт энергии ветра. А если вспомнить, что её использование не загрязняет атмосферу, гидросферу и почву, то этот источник энергии и вовсе кажется идеальным. Но, увы, всё имеет оборотную сторону, и ветроэнергетика не исключение.


Использование энергии ветра — давняя история: сколько лет ветряным мельницам и парусным судам? Да и ветроэлектростанции начали строить ещё в начале прошлого века. Следует отметить, что одним из лидеров в этой области в 1930–1950-е годы был Советский Союз. В далёком 1931 году в Крыму, около Балаклавы, была введена в эксплуатацию ветроэлектростанция, которая работала до 1941 года. Во время боёв за Севастополь она была полностью разрушена. Опорную конструкцию ветродвигателя (мачту) построили по проекту Владимира Григорьевича Шухова. Ветроагрегат с колесом диаметром 30 м и генератором в 100 кВт был на тот период самым мощным в мире. Ветроагрегаты в Дании и Германии того времени имели диаметр колеса до 24 м, а их мощность не превышала 50–70 кВт.


Промышленная ветровая электростанция, построенная в 1931 в Крыму, спроектирована в ЦАГИ и была на тот момент крупнейшей в мире — её мощность 100 кВт. Во время Великой Отечественной войны она была разрушена.

Промышленная ветровая электростанция, построенная в 1931 году в Крыму, спроектирована в ЦАГИ и была на тот момент крупнейшей в мире — её мощность 100 кВт. Во время Великой Отечественной войны она была разрушена.

 

 

 

В 1950–1955 годах в СССР производилось 9000 ветроустановок в год. Во время освоения целины в Казахстане была построена первая многоагрегатная ветроэлектростанция, работавшая в паре с дизельным двигателем, общей мощностью 400 кВт, ставшая прообразом современных европейских ветропарков и систем «ветро-дизель». Интересный факт приводится в автобиографической трилогии чукотского писателя Юрия Рытхэу «Время таяния снегов». В его родном стойбище Улак электрическое освещение появилось в конце 1930-х годов именно благодаря ветродвигателю, который обеспечивал электроэнергией и соседнюю полярную станцию.

Тем не менее активное развитие ветроэнергетики в мире началось лишь в 70-е годы прошлого столетия. Предпосылками к нему стали обострившиеся экологические проблемы (загрязнение атмосферы из-за работы ТЭС, кислотные дожди и т. д.) в сочетании с ростом цен на нефть и желанием ослабить зависимость западных стран от поставок углеводородов из СССР и стран третьего мира. Нефтяной кризис 1973–1974 годов дал дополнительный стимул ветроэнергетике и вывел вопрос о её развитии на государственно-политический уровень.

Тем не менее отношение к ветроэнергетике было (и остаётся) неоднозначным, — наряду с энтузиазмом присутствовали скепсис и недовольство, в том числе, как ни странно, связанные с экологическими аспектами. Вот один из примеров того, что писала по этому поводу зарубежная пресса в 1994 году: «Возникают и неприятные парадоксальные ситуации, когда люди недовольны строительством ветровых станций и часто блокируют их именно из экологических соображений — группы станций создают шумовое и визуальное загрязнение местности».

Темпы роста установленных мощностей ветроэлектростанций.\n

Темпы роста установленных мощностей ветроэлектростанций.

Подобные претензии к ветроустановкам звучали, например, в Нидерландах, где ветростанции, по мнению общественности, нарушали традиционный облик территории, да и размещать тысячи турбин в стране с высокой плотностью населения, по мнению критиков, негде.

С тех пор общая установленная мощность ветроэлектростанций в мире выросла в 60–75 раз. Появились огромные конструкции, поднятые на высоту в сотни метров. Мощности отдельных ветрогенераторов достигают нескольких мегаватт, гигаваттные ветропарки сопоставимы с крупнейшими объектами «традиционной» энергетики — тепловой, атомной и гидроэнергетики.

В 2012 году установленная мощность ветроэлектростанций в мире достигла 282 ГВт, что превышает суммарную мощность всех электростанций России и сопоставимо с мощностью всех АЭС на планете. Однако дают они только около 2,4% всей мировой электроэнергии, хотя в отдельных европейских странах, например в Дании или Испании, их доля приближается к 20%. То есть ветроэнергетика так и не стала преобладающей в общей системе выработки электроэнергии в мире. Да и на все остальные возобновляемые нетрадиционные источники энергии, включая энергию приливов и отливов, солнца, геотермальную энергию, пришлось всего 3,7%.

 

Рост установленных мощностей ветроэлектростанций по ключевым регионам. Источник: Global Wind Energy Council.

Рост установленных мощностей ветроэлектростанций по ключевым регионам. Источник: Global Wind Energy Council.

После нескольких десятилетий роста, мощной информационной и финансовой поддержки возобновляемой энергетики картина могла бы быть и более впечатляющей. Ведь в Европе и США производители «зелёной» энергии поддерживаются на государственном уровне. В частности, в портфеле энергосбытовых компаний должна быть обязательная доля энергии возобновляемых источников — только в этом случае гарантируется сбыт. К тому же во многих странах для производителей возобновляемой энергии действуют налоговые льготы. Между тем после бурного роста числа ветровых генераторов энергии в последние полтора десятилетия отмечается его некоторое замедление: в 2011–2012 годах темпы ввода в эксплуатацию установленных мощностей ветроэнергостанций были самыми низкими за последние 16 лет.

Особенно это заметно в Европе. Возможно, подобное замедление связано с разразившимся экономическим кризисом, но вероятна и другая причина — территориальные «ресурсы» Старого Света близки к исчерпанию, то есть ветроэнергоустановки в Европе уже просто негде строить. По данным агентства Bloomberg New Energy Finance, в 2012 году инвестиции в возобновляемую энергетику в мире в целом сократились на 11%, при этом они продолжали расти в азиатских странах. Следует добавить, что 15 лет назад более половины всех ветроэнергетических мощностей мира приходилось на США, затем резко вырвалась вперёд Европа, и в последние годы лидерство захватил Китай.

Хорошо, да недёшево

Ветроэлектростанции явно отстают от АЭС и ГЭС по коэффициенту использования установленной мощности. Если для АЭС он составляет 84%, для ГЭС — 42%, то для ветроэлектростанций — лишь 20%, что обусловлено характером самого источника энергии: ветер дует с достаточной силой далеко не всегда. То есть ветроэлектростанции в 2–4 раза менее продуктивны, чем электростанции традиционных типов, и для получения такого же количества электроэнергии их надо построить в 2–4 раза больше. Это дополнительные площади и материалы, а значит, больший экологический ущерб (в чём бы он ни заключался) в пересчёте на киловатт произведённой электроэнергии.

По информации Российской ассоциации ветроиндустрии (РАВИ), металлоёмкость современного ветрогенератора мощностью 3 МВт достигает 350 тонн. Если ТЭС в 1 ГВт требует площади порядка нескольких гектаров, то под ветропарк такой же мощности приходится отводить уже тысячи гектаров. И хотя на территории ветропарка можно вести и другую хозяйственную деятельность и даже жить, в действие вступают отношения собственности — требуется выкуп либо аренда большого участка земли.

Стоимость строительства ветроэлектростанции порядка 1500–2000 долларов на 1 кВт установленной мощности, что сопоставимо с затратами на строительство АЭС и в несколько раз выше инвестиционных затрат на строительство ТЭС. Агрегаты высокой мощности — с большой высотой мачты и большим диаметром лопастей, работающие в условиях сильных ветров и морозов, нуждаются в повышенной надёжности, а значит, требуют дополнительных затрат на строительство и обслуживание.

Себестоимость 1 кВт электроэнергии, производимой на ветроэлектростанции, тоже в реальности не равна нулю. Европейский опыт показывает, что суммарные эксплуатационные издержки 0,6–1 евроцент на 1 кВт·ч, а для машин со сроком эксплуатации выше 10 лет издержки возрастают до 1,5–2 евроцента на 1 кВт·ч. Соответственно это 24–40 и 60–80 копеек на 1 кВт·ч. Для сравнения, затраты на выработку 1 кВт·ч на ГЭС и АЭС — порядка нескольких копеек, на ТЭС — при нынешнем уровне цен на углеводороды — около 1 руб./кВт·ч.

Так что о «возобновляемости» тех или иных источников энергии приходится говорить с большой долей условности. Ведь на создание энергетических объектов, использующих эти источники, приходится тратить невозобновляемые материалы (в частности, металлы), добыча и обработка которых далеко не всегда экологически безупречны.

Оффшорный ветропарк в Дании близ Копенгагена. Размещение ветрогенераторов в море — неплохое решение проблемы нехватки площадей для строительства мощных ветроэлектростанций. Кроме того, благодаря морскому бризу ветряки работают 97% времени.

Оффшорный ветропарк в Дании близ Копенгагена. Размещение ветрогенераторов в море — неплохое решение проблемы нехватки площадей для строительства мощных ветроэлектростанций. Кроме того, благодаря морскому бризу ветряки работают 97% времени.

Что касается развития крупномасштабной ветроэнергетики, то оно тормозится прежде всего из-за упомянутых выше высокой металлоёмкости, сложности конструкций ветроэнергоустановок, потребности в больших площадях, низкой продуктивности и недостаточной стабильности работы. Кроме того, под угрозой могут оказаться такие стимулы развития ветроэнергетики, как исчерпание запасов углеводородного сырья и антропогенное потепление климата. Есть много данных, что запасы углеводородов велики, а роль человека в глобальном изменении климата, да и само изменение климата — вопросы дискуссионные.

Высота некоторых ветрогенераторов достигает сотен метров. На фото: установка одной из турбин ветропарка Медвежья Гора (Bear Mountain) в провинции Британская Колумбия в Канаде. Одна такая ветроустановка обеспечивает электроэнергией 300 домохозяйств.

Высота некоторых ветрогенераторов достигает сотен метров. На фото: установка одной из турбин ветропарка Медвежья Гора (Bear Mountain) в провинции Британская Колумбия в Канаде. Одна такая ветроустановка обеспечивает электроэнергией 300 домохозяйств.

Тем не менее ветер, как и другие альтернативные источники возобновляемой энергии, остаётся относительно перспективным. Правда, по прогнозам специалистов, в ближайшие десятилетия «первую скрипку» в мировой альтернативной энергетике начнёт играть солнечная, а не ветряная энергия. Преимущества солнечной энергетики понятны — это в перспективе более компактные и менее материалоёмкие системы, а солнце — относительно стабильный и предсказуемый источник энергии.

Ветряками — по экологии?

Экологи предъявляют немало претензий к ветроэнергетике. Это создаваемые при работе лопастей шум, инфразвуковые колебания и вибрации, отрицательно действующие на людей, технику и животных. Ветряки не просто нарушают привычные, милые глазу пейзажи, огромные вращающиеся лопасти воздействуют на психику человека. В районе ветропарков перестают селиться животные и птицы. Есть риски, связанные с отрывом лопастей и другими авариями на крупных ветроэлектростанциях. Кроме того, при работе множества ветрогенераторов на больших площадях возможно локальное снижение силы и изменение конфигурации ветров. Дополнительную проблему создаёт необходимость утилизации лопастей, исчерпавших свой ресурс.

Уровень шума от различных источников. Источник: Ермоленко Б. В., Ермоленко Г. В., Рыженков М. А. Экологические аспекты ветроэнергетики // Теплоэнергетика, 2011, № 11.

Уровень шума от различных источников. Источник: Ермоленко Б. В., Ермоленко Г. В., Рыженков М. А. Экологические аспекты ветроэнергетики // Теплоэнергетика, 2011, № 11.

Какие из этих недостатков и рисков мнимые и какие реальные, подсказывает двадцатилетний опыт использования энергии ветра в густонаселённой Европе. Так, не подтверждаются опасения, связанные с инфразвуком и работой лопастей, — об этом говорят проведённые оценки уровня шума и смертности птиц, из которых видно, что шум на расстоянии 350 м от ветростанции лишь чуть превышает фоновый. А количество птиц, погибших от столкновения с ветряками, в три с половиной тысячи раз меньше, чем, например, от встречи с кошками.

Годовая оценка смертности птиц в Европе. Источник: European Wind Energy Association, 2010.

Годовая оценка смертности птиц в Европе. Источник: European Wind Energy Association, 2010.

Конечно, в подобных оценках есть нюанс: многое зависит от числа ветроэлектростанций. При существующем количестве ущерб действительно минимален, но что произойдёт, если ветроагрегатов станет значительно больше?

Кроме того, при сравнительной оценке количества гибнущих птиц надо учитывать, о каких видах идёт речь. Кошки охотятся на воробьиных, а при столкновениях с ветроэлектростанциями на достаточно больших высотах могут гибнуть более редкие и ценные виды пернатых. Не следует сбрасывать со счетов и нарушение миграционных маршрутов птиц.

 

 

Тем не менее суммарный экологический ущерб от ветроэнергетики существенно ниже по сравнению с «традиционными» способами генерации энергии. В Европе внешний негативный социально-экологический эффект* на 1 кВт·ч произведённой электроэнергии оценён в 0,15 цента для ветроэнергетики, 1,1 цента — для газовых ТЭС и 2,5 цента — для угольных.

Исключение составляет проблема утилизации лопастей ветрогенераторов, выполненных из композитных материалов. Дело в том, что срок службы лопастей 20–25 лет и первые из построенных уже близки к выработке ресурса. Особо остро с этой проблемой придётся столкнуться уже в 2020 году, когда общая масса отработанных лопастей в мире составит 50 000 тонн, а к 2035 году вырастет до 200 000 тонн.

На данный момент используются два основных способа утилизации лопастей, сделанных из стеклопластика: механический и термический. Первый метод предполагает механическое измельчение волокон и гранул, составляющих композитный материал лопастей, которые затем используют в качестве сырья для производства низкосортной продукции. Однако в большинстве случаев выработавшие ресурс турбины подвергают термической обработке, то есть сжигают. Это явно «антиэкологичный» способ утилизации, который тем более абсурдно выглядит на фоне заявлений об «экологически чистой» ветроэнергетике. При этом зольность сжигаемой массы (доля негорючего неорганического остатка в общей массе материала) около 60% и образующаяся зола требует захоронения.

Специалисты РХТУ им. Д. И. Менделеева считают, что для переработки лопастей более перспективен пиролиз (нагревание без доступа кислорода при 500°С). Полученные вещества (пиролизат) можно использовать для производства пеностекла и стеклоблоков, а образующийся при пиролизе газ сжигать для получения электроэнергии.

Российские перспективы

В настоящее время суммарные установленные мощности ветроэнергоустановок в России не превышают нескольких десятков мегаватт, а доля ветроэнергетики в общем объёме производства электроэнергии ничтожна. В то же время реализуются несколько крупных проектов, прежде всего в степных районах юга страны и прибрежных зонах. Вероятно, в ближайшие годы ситуация с ветроэнергетикой может заметно измениться.

Большие пространства, сравнительно низкая плотность населения и хозяйственных объектов существенно снижают экологические риски работы ВЭС в России по сравнению с европейскими странами. Одновременно большие расстояния и слабо развитая транспортная инфраструктура затрудняют развитие ветроэнергетики и создают дополнительные трудности в обслуживании ветроагрегатов и ветростанций.

Другая, достаточно очевидная причина слабого развития ветроэнергетики в России — наличие больших запасов углеводородов, более дешёвого энергетического сырья. Как упоминалось выше, открытие и разработка крупных месторождений нефти и газа лишили СССР, который был когда-то одним из мировых лидеров в ветроэнергетике, стимулов развития в этой области. Тем не менее расхожее мнение, что нам не нужна альтернативная энергетика (и ветроэнергетика, в частности), не имеет под собой оснований. Нефтегазовое изобилие нашей страны не стоит преувеличивать, а нынешний уровень энерговооружённости недостаточен для полноценного социально-экономического развития, что требует поиска новых источников энергии. Российские потребители сталкиваются с дороговизной подключения к энергосетям, и для них выгоднее использовать местные возобновляемые ресурсы, в том числе энергию ветра. Кроме того, более 70% территории нашей страны, на которой проживает около 20 млн человек, находится вне системы централизованного энергоснабжения.

Нельзя сбрасывать со счетов, что наша страна обладает самым большим в мире ветроэнергетическим потенциалом — порядка 40 млрд кВт·ч электроэнергии в год. А это значит, что эксплуатация крупных и особенно малых ветроэнергоустановок на огромных российских пространствах могла бы быть эффективней. Районы Российского Севера, и в частности Обская губа, Кольский полуостров, большая часть прибрежной полосы Дальнего Востока, по мировой классификации относятся к самым ветреным зонам. Среднегодовая скорость ветра на высотах 50–100 м, для которых производятся современные ветроагрегаты, составляет 11–12 м/с, что вдвое превышает так называемый экономический порог ветроэнергетики, связанный с окупаемостью ВЭС.

* Дополнительные прямые и косвенные затраты, которые приходится нести государству, другим хозяйствующим субъектам, людям из-за деятельности данного предприятия, например на очистку воды и воздуха, на лечение и т. д. Разумеется, такие подсчёты вряд ли могут быть очень точными, и существует простор для спекуляций в ту или иную сторону.

Ещё статьи:
Комментарии:
Нет комментариев

Оставить комментарий
Ваше имя
Комментарий
Код защиты

Copyright 2009-2015
При копировании материалов,
ссылка на сайт обязательна