Ветровая и солнечная зависимость способна погрузить во мрак

переход на солнечную и ветровую энергию

Если администрация США сможет реализовать свои планы по переходу на солнечную и ветровую энергию, стоит ожидать взрывного роста затрат на электроэнергию, нормирования ее потребления и периодического отключения потребителей.

Об этом пишет Джонатан Тенненбаум в своих статьях в «Asia Times«. Продолжаем разговор на эту тему.

Президент США Джо Байден сделал борьбу с глобальным потеплением главным приоритетом во всех сферах деятельности правительства и к 2035 году обещает сделать электроэнергетическую систему США на 100% свободной от углекислого газа. Однако он не уточнил, каким образом администрация намерена достичь этой цели.

Технологии

Выбор технологии играет ключевую роль. Многие климатические активисты – но далеко не все – настаивают на плане, основанном исключительно на так называемых возобновляемых источниках энергии, в частности на ветровой и солнечной энергии, без какого-либо использования атомной энергии. Но без атомной энергии «зеленые» усилия Байдена будут обречены на катастрофу.

Без атомной энергетики придется увеличить ветровую и солнечную генерацию до 80% или более от общего объема производства электроэнергии. Другие источники, такие как гидроэлектроэнергия, геотермальная энергия, вряд ли смогут покрыть более 20% общего потребления энергии в США.

Для поддержания такой сильной зависимости от ветра и солнца, которые являются нестабильными, наземными и ресурсоемкими источниками энергии, потребуется обширная инфраструктура. Это включает в себя реструктуризацию всей электросети США и создание гигантских мощностей для хранения электроэнергии.

Если принять во внимание масштабы финансовых и материальных ресурсов, которые необходимо будет инвестировать, то ясно, что этот сценарий никогда не будет доведен до конца.

Вместо обещанной нирваны 100% возобновляемых источников энергии, «зеленая» энергетическая перестройка неизбежно закончится хаосом со взрывным ростом расходов на электроэнергию, частыми отключениями, нормированием потребления электроэнергии и принудительными мерами по сокращению ее потребления. Многие электростанции, скорее всего, будут продолжать сжигать ископаемое топливо, так как страна не сможет обойтись без него.

Так что же такого проблематичного в сценарии “100% возобновляемых источников энергии»?

Нестабильность

Во-первых, мощность ветряных турбин и солнечных батарей сильно зависит от погодных условий.

Мощность солнечных батарей меняется в зависимости от облачности и времени суток, а ночью равна нулю.

Из-за неустойчивости силы ветра средняя мощность береговой ветротурбины обычно составляет лишь около трети ее максимальной номинальной мощности.

Около 2000 ветряных турбин мощностью 1,5 мегаватта необходимы для выработки такой же средней электроэнергии, как стандартная атомная электростанция мощностью в один гигаватт. В отличие от ветряных турбин, атомные станции генерируют постоянный, контролируемый поток электроэнергии.

Для обеспечения надежности ветряных и солнечных источников энергии, необходимы дополнительные генерирующие мощности. Это стоит денег. В большинстве современных проектов стабилизация генерации электроэнергии обеспечивается с помощью вспомогательных газовых турбин, дизельных генераторов или при наличии атомных станций за счет синхронного изменения производительности АЭС. Однако, такой способ стабилизации генерируемой мощности возможен до тех пор, пока соотношение атомной энергии к ветровой плюс солнечной достаточно велико.

В противном случае альтернатива — импортировать электроэнергию откуда-то еще, предполагая, что она доступна, или хранить ее и вводить обратно в сеть, когда генерируемая мощность падает.

Низкая плотность энергии

Вторая проблема — низкая плотность энергии ветра и солнца. Помимо ураганов и торнадо, ветер — это рассеянная форма энергии, которая требует больших площадей для ее “сбора”. То же самое относится и к солнечному свету на поверхности Земли.

По сравнению с атомными станциями или современными установками на ископаемом топливе, ветровые и солнечные установки требуют в сотни раз больше площади суши и в десятки раз больше стали, бетона и других материалов для получения аналогичной мощности.

На рисунке наглядно показано, к чему приводит низкая плотность энергии ветра. 260-метровая морская ветротурбина GE Haliade X мощностью 12 МВт больше по размерам атомной электростанции мощностью 500 МВт, разрабатываемой компанией ThorCon для Индонезии. Высота этой ветротурбины составляет две трети высоты Эмпайр-Стейт-Билдинг или половину высоты бывшего Всемирного торгового центра. Более того, при номинальной мощности в 12 МВт средняя мощность будет порядка 5 МВт , то есть равной сотой части мощности “крошечной” атомной электростанции.

То же самое касается и землепользования. Убежденный защитник окружающей среды Майкл Шелленбергер, ставший ярым сторонником атомной энергетики, сравнил между собой площади земли, необходимой для производства энергии атомными станциями, ветряными электростанциями и солнечными парками в различных странах.

Например, атомная станция в Борселле, Нидерланды, занимает около 0,16 квадратных километров земли и производит 3,46 миллиарда киловатт-часов электроэнергии в год, в то время как голландская морская ветроэлектростанция Gemini занимает 68 квадратных километров и производит 2,6 миллиарда киловатт-часов. Атомная станция производит в 570 раз больше энергии на единицу площади, чем ветроэлектростанция, и в 370 раз больше, чем солнечный парк Sunport Delfzijl.

В Южной Корее этот коэффициент равен 625 для атомной и ветровой генерации и 468 для атомной и солнечной генерации. Аналогичные показатели имеются и в других странах.

Нет никаких сомнений в том, что ветровая и солнечная энергетика являются зрелыми технологиями, которые играют важную роль в качестве дополнительных источников энергии. Но что касается крупномасштабного использования, то их потенциал сильно преувеличен.

Стоимость…?

Нам постоянно говорят, что стоимость ветровой и солнечной энергии резко упала и является самой дешевой. Однако, цены на электроэнергию в Калифорнии, Германии и Дании, которые сделали большой вклад в возобновляемые источники энергии, говорят о другом.

Реальные затраты на ветро- и солнечную энергию маскируются субсидированными ценами, кредитами на возобновляемые источники энергии, налоговыми льготами на производство, скидками на «зеленые» облигации, ускоренной амортизацией, освобождением от налога на имущество и другими налоговыми льготами (См. исследование Гордона Хьюза из Эдинбургского университета “Экономика ветроэнергетики – риторика и реальность”).

Конкурирующие источники энергии на ископаемом топливе “наказываются” введением углеродных налогов и приоритным приобретением сетевыми поставщиками электроэнергии из возобновляемых источников (См. главу 3 книги «Электрификация нашего мира», написанной соучредителем ThorCon Робертом Харгрейвсом).

Реальные затраты на ветровую и солнечную энергию также включают инвестиции, необходимые для интеграции ветро- и солнечной генерации в энергетическую систему, обеспечивающую надежность удовлетворения спроса. Сценарий 100% возобновляемых источников энергии означает коренную реконструкцию энергетической системы, первоначально создававшейся на основе стабильных источников генерации, использующих ископаемое и ядерное топливо. Во время конференции Windpower 2019 Дэн Шрив, руководитель отдела глобального анализа Wood Mackenzie Power and Renewables, заявил, что достижение 100% возобновляемой энергии потребует удвоения длины высоковольтных линий электропередачи в США. Это означает строительство более 320 000 километров новых линий электропередачи. Кроме того, США понадобятся огромные объемы дополнительных мощностей по хранению электроэнергии.

Сколько же энергии нужно хранить, чтобы быть уверенным, что свет не погаснет, когда стемнеет и ветер утихнет? Это сложный вопрос, но стоит привести несколько грубых оценок.

Уиллем Пост, специалист по энергетическим вопросам, так комментирует ситуацию: “Согласно данным о погоде, в США есть многодневные ветровые затишья и облачные периоды, охватывающие по меньшей мере 25% площади суши. В эти периоды выработка электроэнергии снижается до 15%”. Подсчитав, сколько электроэнергии должно быть поставлено системами хранения, чтобы восполнить недостающую мощность ветра и солнца, он приходит к выводу о 67 миллиардах киловатт-часов. Стоимость комплекта батарей для хранения такой мощности равна 6,7 триллиона долларов. При этом, надо учитывать, что батареи придется периодически менять.

Результаты другого исследования были опубликованы в 2020 году в журнале Bridge. Авторы использовали данные о почасовой электрической нагрузке и погодных условиях в семи штатах Новой Англии США в течение 2018 года. Авторы приходят к цифре 14 миллиардов киловатт-часов хранимой электроэнергии, которая была бы необходима для обеспечения надежного снабжения Новой Англии в сценарии “100% ветра и солнца”. Если масштабировать эту оценку до всей территории США, чье потребление электроэнергии в 35 раз больше, получается огромная цифра в 490 миллиардов киловатт-часов. В этом случае стоимость такого хранилища вырастает до 49 триллионов долларов.

Даже если считать эти цифры сильно завышенными, сама перспектива того, что страна будет основывать всю свою энергетическую безопасность на нестабильных, зависящих от погоды и климата источниках энергии, должна пугать любого здравомыслящего человека.

Есть и такое

Между тем, некоторые климатические активисты, такие как Дэвид Макдермотт Хьюз, придумали гораздо более дешевое и быстрое решение: отказаться от надежного энергоснабжения для удовлетворения потребностей общества. То есть, население должно смириться с нормированием и перебоями в подаче электроэнергии. Это должно быть ценой за предотвращение климатического апокалипсиса.


Задача же России не суетиться в такт с США и их вассалитетом в климатической чехарде, а действовать системно, энергично и рационально.

Заполняя поля комментариев и других форм обратной связи, Вы соглашаетесь с «ПОЛИТИКОЙ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ»

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*


Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.