Может ли мир процветать на 100% возобновляемой энергии?

17 Март, 2018

Широко распространённая статья о влиянии глобального потепления в журнале «Нью-Йорк» начинается угрожающе: «Это, я обещаю, хуже, чем вы думаете». Далее в нём прогнозируется: температуры в Нью-Йорке выше, чем в современном Бахрейне, беспрецедентные засухи вне зависимости от места производства нынешней еды, высвобождение таких болезней, как бубонная чума, до сих пор вмороженная под сибирским льдом, и постоянный экономический коллапс. Перед лицом таких апокалиптических предсказаний может ли мир найти утешение у тех, кто утверждает, что он может относительно быстро и безболезненно перейти на 100% возобновляемую энергию?

На первый взгляд ответ на этот вопрос выглядит удручающе очевидным. Несмотря на сокращение затрат, ветровая и солнечная энергия по-прежнему составляют лишь 5,5% от мировой электроэнергии. Гидроэнергетика является гораздо более важным источником возобновляемой энергии, но её затраты растут, а инвестиции падают. Более широко рассматривая спрос на энергию, в том числе отопление жилых помещений, транспорт и промышленность, доля ветровой и солнечной энергии ничтожна — 1,6%. В обозримом будущем это кажется невозможным исключить ископаемое топливо из структуры энергоснабжения.

Но все энергетические повороты, такие, как от угля к углеводородам, в XX веке требуют много десятилетий. Именно темп изменения направляет потоки инвестиций. Это делает зелень более оптимистичной. В течение прошедшего десятилетия солнечная фотовольтаика (ФВ) и ветроэнергетика имели успех, как источники электроэнергии. Хотя инвестиции немного снизились в прошлом году, Международное энергетическое агентство, глобальный прогнозист, 11 июля отметило, что величина возобновляемой мощности, введённой в эксплуатацию в 2016 году, в первый раз почти соответствует величине других источников энергии, таких, как уголь и природный газ. В некоторых странах обе технологии, в частности солнечная ФВ в солнечных местах, теперь дешевле, чем уголь и газ. Для таких стран, как Дания и Шотландия, теперь уже нередко иметь ситуации, когда эквивалент всей их мощности исходит от ветра.

Амбиции растут. Сенат в Калифорнии, штате, который близок к достижению своей цели ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­— генерации одной трети своей энергии из возобновляемых источников к 2020 году, предложил повысить целевой показатель до 60% к 2030 году; цель Германии — 80% к 2050 году. Но вопрос о возможности выработки всей электроэнергии страны только из ветра, воды и гидроресурсов является предметом ожесточённых дебатов.

В 2015 году Марк Джекобсон из Стэнфордского университета и другие утверждали, что в 2050-2055 гг. электричество, транспорт, отопление/охлаждение и промышленность в Америке могут полностью снабжаться энергиями ветра, воды и солнца без изменчивости погодных условий, влияющих на потребителей. Как они отметили, отказываясь от использования природного газа, биотоплива, ядерной энергии и стационарных батарей, моделирование погоды, хранение водорода и гибкий спрос могут обеспечить стабильную поставку при относительно низких затратах.

Но в июне 2017 года Кристофер Клак, основатель фирмы Vibrant Clean Energy, опубликовал острую критику со своими коллегами-исследователями в журнале «Труды Национальной академии наук», в котором г-н Якобсон и другие опубликовали свои выводы. Они утверждали, что сосредоточенность исключительно на энергиях ветра, воды и солнца будет более сложным и дорогостоящим решением проблемы изменения климата, что не в последнюю очередь объясняется игнорированием существующих технологий с нулевым выбросом углерода, таких, как ядерная энергетика и биоэнергетика. Они также утверждали, что эти модели создают ошибочное представление о том, что выработка гидроэлектроэнергии может продолжаться целыми часами подряд с имеющимися возможностями, и указали на неправдоподобность замены нынешней авиационной системы на ещё не разработанные самолёты с двигателями на водородных топливных элементах. По их мнению, декарбонизация электросети на 80% возможна при разумных затратах при условии, что Америка улучшит свою высоковольтную сеть электропередач. Помимо этого, остаётся только догадываться.

Другие придерживаются более широкого взгляда. Эмори Ловинс из исследовательского центра Rocky Mountain Institute (Колорадо, США) отмахивается от спора о 100% возобновляемых источниках энергии, как от несущественного дела. Его утешает тот факт, что становится всё более распространённым для возобновляемых источников энергии устойчивая генерация для снабжения электроэнергией половины местности. Он верит, что доля может быть увеличена с лёгкостью, возможно, до 80%. Но в целях радикального сокращения выбросов, он делает акцент на утраивание эффективности использования энергии путём проектирования более совершенных зданий и заводов и использования более лёгких материалов, а также поддержания в структуре небольшой доли природного газа. Он также видит батареи экологически чистой энергии в электромобилях, вытесняющих спрос на нефть, как нефть вытеснила китовый жир в XIX веке.

Некоторые скептики выражают обеспокоенность по поводу экономических последствий, если распространение возобновляемых источников энергии существенно возрастёт. В статье Майкл Келли из Кембриджского университета сосредоточился на энергетической рентабельности (EROI) солнечной ФВ и ветряных турбин, что означает соотношение между количеством энергии, которую они производят, и количеством энергии, инвестируемой для их создания. Он утверждал, что их EROI была значительно ниже, чем у ископаемого топлива; использование возобновляемых источников энергии для производства половины мировой электроэнергии оставило бы меньше энергии свободной для снабжения других видов экономической деятельности.

Критики отмечают, что его анализ основан на исследованиях дохода от фотоэлектрических установок (PV) в Испании более полувека назад. С тех пор солнечные и ветровые затраты (прокси для EROI) упали, повысив их доход. Более того, другие исследования показывают, что доходы от энергии, полученной из ископаемого топлива, снизились и будут снижаться в дальнейшем, поскольку они понесут дополнительные расходы, связанные с загрязнением и изменением климата. Высокая доля возобновляемых источников энергии может быть менее эффективной при стимулировании экономического роста, чем ископаемое топливо в период своего расцвета в XX веке. Но если сторонники климатического фатализма окажутся неправы, система чистой энергии должна стать частью решения.

Другие новости