Как целесообразно применять альтернативную энергетику?

На «ПолитРоссии» опубликована статья А. Герасимова «Возобновляемые источники энергии для России: блажь или необходимость?». Сама постановка вопроса крайне странная (вообще, если вы где-то видите строгую дихотомичность, то это должно настораживать). Разве нет других вариантов, кроме как «полная блажь» и «необходимость»? Необходимости, понятно, нет; но есть и такая категория, как целесообразность.

Автор приводит в своих рассуждениях два главных аргумента.

Во-первых: «У России большие запасы нефти и газа, но не безграничные. Рано или поздно придется думать об иных источниках энергии». Понятно, что не безграничные. Более того, нефть и газ являются не только топливом, но и сырьём для промышленности. Однако запасы у России значительные, особенно с учётом разработки запасов в Арктике. А главное, в России имеется развитая атомная энергетика — то есть, вопрос поиска неких новых источников энергии для замены использования нефти и газа не стоит в принципе.

Во-вторых, автор утверждает, что «существует опасность, что Россия просто-напросто отстанет в очень серьезной и жизненно важной сфере — в энергетике и через пару десятилетий окажется в плохом положении». Да, есть такая тенденция в мире. Например, такой эффективный менеджер, как А. Чубайс, на втором международном форуме по энергосбережению и энергоэффективности ENES-2013 (ноябрь 2013 г.) выразил мнение, что Россия должна уделить внимание развитию генерации мощностей на основе возобновляемых источников энергии, поскольку доля этого сектора электроэнергетики растёт в мире.

Растёт. К чему это приводит — можно посмотреть на примере Германии, которой отказ от ядерной энергетики обойдется в 1,7 трлн евро до 2030 года (более чем 65% годового ВВП). При этом, если говорить об экологии, то замещающие мощности были организованы за счёт ТЭЦ на буром угле (он дешевле газа), и выбросы углекислого газа резко возросли.

Для того чтобы обсуждать тему возобновляемых источников энергии серьёзно, надо представлять, как устроена энергетическая отрасль, подробнее, чем «электричество берётся из розетки». Имеются несколько видов традиционных методов генерирования мощностей, при этом важно разделение электростанций по скорости регулирования генерируемой мощности в связи с суточными и сезонными графиками нагрузки.

Атомные электростанции являются самыми мощными, но при этом и самыми инерционными: для изменения выдаваемой мощности требуется несколько часов. Поэтому АЭС работают постоянно, гарантируя неизменную часть нагрузки в общей энергосистеме.

Теплоэнергостанции, помимо выработки электроэнергии, вырабатывают тепло, и это — также важный фактор как с экономической, так и с социальной точки зрения. Электростанции, которые только генерируют электроэнергию, обслуживают постоянную часть нагрузки и суточные полупики. Они должны иметь гарантированных стабильных потребителей, так как колебания в количестве вырабатываемой энергии могут быть не обеспечены своевременной подачей топлива.

Гидроэлектростанции позволяют наиболее быстро изменять выдаваемую мощность, что делает их незаменимыми для обслуживания суточных пиков и полупиков нагрузки. Кроме того, многие из них могут работать на реверс, закачивая воду в верхнее водохранилище во время пониженной нагрузки и выдавая запасённую энергию на пиках, что позволяет компенсировать колебания в суточном энергопотреблении.

Таким образом, электростанции, работающие на различных принципах генерации энергии, занимают свои ниши, которые обладают своей спецификой, и должны использоваться все без исключения.

Нельзя забывать, что производство, распределение, передача и потребление электроэнергии являются стадиями физически неделимого процесса, поэтому электроэнергию невозможно складировать в сколь-нибудь значительных масштабах. При этом значимость энергетики требует высокой надёжности работы всей энергетической сети, в том числе — и при аварийных ситуациях.

А теперь обратимся к энергетике на возобновляемых источниках

Сразу следует выделить гидроэлектростанции малой мощности, которые целесообразно устанавливать в местах, где есть соответствующие условия, при этом территориально расположенных далеко от основных источников генерирующих мощностей. Если есть потребители электроэнергии в сопоставимых количествах в регионе — то очень правильное решение проблемы. При этом подключение к общей энергосети страны отсутствует.

Аналогичным образом можно использовать генерирующие мощности альтернативных источников энергии в местах, где имеются выгодные климатические условия и отсутствует централизованная подача энергии (которая выгоднее экономически в подавляющем большинстве случаев). Так, солнечные батареи могут давать энергию в местах, где круглогодично и ярко светит солнце, ветряки с генераторами могут быть использованы в местности, где постоянно ветреная погода. При этом солнечные батареи не будут работать ночью (и будут плохо работать вечером), ветряки без ветра также будут простаивать. Если для потребителя вида «научная станция где-то в удалённой местности» проблема решается запасом аккумуляторов, то для более крупного населённого пункта и тем более промышленного объекта такой подход невозможен. Говорить о стабильности альтернативных источников можно лишь для геотермальных станций, которые целесообразно строить лишь на отдельных специфических геологических формациях, а также для приливных станций (вот ими действительно имеет смысл заняться).

Минэнерго РФ поставило целью довести долю возобновляемых источников энергии к 2020 г. до 4,5% от общей выработки (включая малые ГЭС мощностью менее 25 МВт и биотопливные станции, которые по сути не отличаются от обычных ТЭЦ). В 2012 году по поручению Минэнерго рабочая группа при НП «Совет рынка» изучила вопрос эффективности вложений в возобновляемую энергетику.

Исследование показало, что наиболее дорогими получаются биогазовые станции (135 200 руб. за киловатт), а самые дешевые — ветряные (55 560 руб. за киловатт), однако строительство обычных тепловых станций в центральной части России стоит 43 000-47 000 руб. за киловатт, а эксплуатационные затраты, которые для проектов на основе возобновляемых источников электроэнергии выше соответствующих затрат на эксплуатацию тепловых станций.

В итоге эксперты пришли к выводу, что после внедрения электростанций на возобновляемых источниках энергии в соответствии с проектом Минэнерго цены электроэнергии на оптовом рынке к 2020 г. возрастут в среднем по стране минимум на 1,7-2% (без учёта инфляции), при этом оценка дана без учёта необходимости введения в эксплуатацию резервных генерирующих мощностей на основе традиционных источников.

Более того: радетели за массовое внедрение альтернативных источников энергии взамен традиционных скромно умалчивают о проблемах подключения таких источников к распределительным электрическим сетям общего пользования с учётом их малой мощности и нестабильности генерации. Сложность управления электроэнергетическим режимом энергосистемы в целом возрастает экспоненциально. Таким образом, расширение малой генерации в рамках общей энергосистемы требует для сохранения системной надежности разработки специальных стандартов интеграции малой генерации в общую энергосистему, а также обязательного внедрения интеллектуальных сетей, которые позволят осуществлять оперативное перераспределение энергопотоков в региональных сетях, что также в итоге значительно увеличивает стоимость энергии и одновременно увеличивает риски энергосистемы страны в целом. Напомню, что на случай «темно и безветренно» необходимо иметь соответствующие резервы мощности.

Таким образом, строительство генерирующих мощностей взамен традиционных источников энергии по сути означает их дополнительное строительство с усложнением всей системы электроэнергетики.

Использование возобновляемых источников энергии в настоящее время является не только перспективным направлением, но и данью специфической идеологии, фетишизирующей экологию вопреки научной картине мира. Ссылки на экологические последствия в большинстве случаев означают лишь стремление помешать определённой стране вести независимую энергетическую политику.

К вопросу использования возобновляемых источников энергии необходимо подходить избирательно. Целесообразно использовать геотермальные станции на Курильских островах, Камчатке, Сахалине, в некоторых районах Сибири и Северного Кавказа — там, где есть возможность устойчивого и экономически эффективного преобразования геотермальной энергии в электрическую. При этом геотермальные станции обладают высокой предсказуемостью генерации, поэтому направление является перспективным.

Крупнейшей геотермальной электростанцией в настоящее время является Мутновская (60МВ), функционирующая на Камчатке. Также целесообразно развивать приливные станции. В России с 1968 года действует экспериментальная Кислогубская ПЭС на побережье Баренцева моря, разрабатывается самая мощная в мире Пенжинская ПЭС проектной мощностью 87 ГВт.

А вот электростанции, работающие на солнечной и ветровой энергии, которые постоянно рекламируются, должны применяться очень ограниченно, для точечных локаций с оптимальными природными условиями. Их экологическая чистота — лишь пиар лоббистов вкупе с научным невежеством большинства народа.

Казалось бы, что может быть экологически чище, чем улавливание солнечных лучей? Однако в целом использование солнечной энергии — весьма «грязное» экологически занятие: «Аккумуляторная промышленность является крупнейшим потребителем свинца, используя около 80% мировой добычи этого металла. При этом производство свинцовых аккумуляторов увеличивается, поскольку в развивающихся странах растет спрос на этот дешевый вид батарей. “Свинцовый бум”, связанный с распространением альтернативных источников энергии, уже серьезно влияет на здоровье населения и вызывает загрязнение окружающей среды». Днём энергию надо запасать на ночь, знаете ли.

Экологи также считают, что работа ветрогенераторов в Англии неэффективна и вредит экологии: «Результаты исследования показали, что ветряные электростанции работают только на 20% мощности, а иногда на 10% или совсем бездействуют. При этом они убивают птиц, летучих мышей и совсем не украшают традиционные английские пейзажи: “Провинцию подвергли насильственной индустриализации, внедрив технологию, которая не работает”». Дополнительно отмечу, что ветрогенераторы являются мощным источником низкочастотных колебаний, что отрицательно влияет на экологические системы.

Стремление бездумно использовать альтернативные источники электроэнергии вызвало реакцию даже такой «зелёной» организации, как «Greenpeace»: «Биотопливо наносит вред окружающей среде… Организация это поясняет тем, что при производстве биотоплива используется масличная пальма, соя и репа, масштабы распространения которых в естественной среде незначительны. А чтобы вырастить эти растения, вырубаются сотни гектаров лесов по всему миру, что в итоге влечет за собой серьезные последствия для окружающей среды».

Таким образом, массовое введение генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии в большинстве случаев нецелесообразно, а имеющееся лоббирование их постройки является политическим антинаучным влиянием, направленным на уменьшение энергетической безопасности страны (в том числе и вследствие усложнения и понижения надёжности системы электроэнергетики), а с экономической точки зрения внедрение выгодно лишь частным поставщикам соответствующего оборудования.

Тем не менее в отдельных случаях использование генерации энергии на основе возобновляемых источников целесообразно вследствие специфики климата или геологических особенностей территории, особенно в условиях удаленности от цивилизации, и тема должна разрабатываться как экспериментальная, для точечных потребителей. При этом необходимо разделять устойчивую генерацию энергии (мини-ГЭС, геотермальные и приливные станции) и неустойчивую (ветрогенераторы и солнечные батареи).

А в целом России необходимо дальше развивать атомную энергетику, что крайне важно как для своих нужд, так и для экспорта российских АЭС.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram