Зеленое электричество. Как ветер и солнце дают энергию

Другая энергия: мощность солнечных и ветровых электростанций мира превысила триллион ватт. На то, чтобы достичь этой цифры, ушло 40 лет. Следующий триллион ожидают всего через пять лет, причем обойдется он в два раза дешевле. Для понимания масштабов: триллион ватт — это чуть меньше общей мощности всех электростанций США или четыре суммарные мощности всех российских станций. По данным компании BloombergNEF, сообщившей о взятии знакового рубежа, чуть больше половины от этого терраватта надуло ветром, остальное напекло солнцем, но к 2020 году пропорция изменится в сторону последнего. Кстати, поодиночке две эти стихии уже обогнали мощью атомную энергетику: ветер сделал атом три года назад, солнце — в конце прошлого года. И дальше зеленое электричество будет только наступать. В отключке Скорости, с которыми оно стремится в наши розетки, действительно впечатляют. Например, Швеция — один из лидеров в области возобновляемых источников энергии (ВИЭ) — когда-то поставила себе целью полностью перейти на «зелень» к 2030 году. А недавно заявила о том, что полная готовность к вожделенным 100 процентам накроет страну уже в конце 2018-го. Чуть не дотянула до соточки не самая богатая Коста-Рика, прожившая в прошлом году 300 дней исключительно на ВИЭ. Немцы в 2017-м удивили планету тем, что выработали так много электричества с помощью ВИЭ, что несколько дней в октябре и декабре цены одного мегаватта были отрицательными и энергокомпании приплачивали клиентам за потребление электричества! 2017-й отметил рекордом и Китай, оставивший далеко позади себя весь остальной мир по внедрению солнечных электростанций (СЭС) — их суммарная мощность в стране достигла 52 ГВт. Для сравнения: второе место по мощностям принадлежит США (12,5 ГВт), третье — Индии (9ГВт), четвертое — Японии (5,8ГВт)… В общем, развитие ВИЭ (а это не только использование солнца и ветра, но и, например, приливная, геотермальная и биоэнергетика) переживает сейчас настоящий бум. Понятно, что топливные и финансовые гиганты не могли не заметить очевидного и вот уже который год вливают в зеленые технологии кровно заработанное, дабы не остаться через десяток-другой лет у разбитого корыта. Довольно серьезный приток денежных вливаний демонстрирует, например, рынок аккумуляторов, призванных выравнивать непостоянный характер солнца и ветра. В этом году в Неваде достроит аккумуляторную гигафабрику Tesla, крупные заводы запустят Швеция, Венгрия, Польша, Германия и Китай. В рамках госпроекта Faraday Challenge, направленного на полный отказ от бензина и прочего ископаемого топлива, Великобритания, помимо прочего, тоже взялась за производство аккумуляторов, да так, что планирует оказаться в лидерах мирового энергетического рынка. А что у нас? А у нас стабильность: 64 процента всего российского электричества вырабатывают теплоэлектростанции, 19,2 процента — АЭС и чуть меньше (16,9 процента) — ГЭС, к возобновляемым источникам вроде и относящиеся, но в силу влияния на природу статуса «зеленых» лишенные. На долю солнца и ветра приходится лишь 0,06 процента всей вырабатываемой у нас электроэнергии (солнце — 0,05, ветер — 0,01). С суммарными мощностями, понятно, все так же. Вспоминаем «солнечные» показатели лидеров (Китай — 52 ГВт, США — 12,5 ГВт) и сравниваем с нашими 0,5 ГВт. Ветер вдувает в российские сети еще меньше — 0,14 ГВт. Но мы же страна с холодным климатом, возразит на это любой. Отнюдь, скажут на это климатологи. По данным Института энергетической стратегии, потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию России только за три дня, превышает энергию всего годового производства электричества в стране! Наиболее перспективными для строительства СЭС (помимо очевидных Краснодара, Ростова, Волгограда, Ставрополя и Астрахани) признаны Калмыкия, Магадан, Чита, Алтай, Забайкалье, Якутия, Приморье и Бурятия. Ветреных мест у нас, сами понимаете, тоже завались. Да и приливы с отливами найдутся. Так что ж мы опять плетемся в хвосте у прогресса? — Причин отставания несколько, —объяснил «Вечерке» руководитель энергетической программы «Гринпис-Россия» Владимир Чупров. — Во-первых, расслабляющий принцип «на наш век хватит» в отношении ископаемых запасов. А если хватит, зачем шевелиться? Во-вторых, избыток устаревших мощностей. В том смысле, что примерно 50 ГВт у нас условно «помнят Сталина» — эти станции надо выводить, но их держат на случай, если страна вдруг резко начнет расти в экономике и, как следствие, в потреблении энергии. В итоге приходится содержать все эти ТЭЦ, котельные и прочие коптилки. По разным оценкам, лет через семь профицит на рынке мощностей уйдет, и у нас освободится ниша для новой сетевой генерации, которая будет востребована. Куда ускачет за эту семилетку весь остальной мир, лучше даже не представлять. А есть ведь, по словам энергетика, и другие проблемы: — Третья причина — экономическая. Наши тарифы на электроэнергию, несмотря на неизменный рост, с западными все же не сравнить. Они ниже. И сегодня любые инвестиции в альтернативную электрогенерацию у нас имеют безв 20–30 лет. При 4 рублях за киловатт-час нельзя гарантировать быстрого возврата средств инвестору, который хотел бы обеспечить солнечными панелями, допустим, ту же Москву. Взвинчивать тарифы нельзя — народ пойдет на баррикады, не одно правительство на этом погорело. Что делать? Субсидировать не только дешевую ископаемую энергетику, но и компании, которые занимаются, например, утеплением зданий, ДЭЗы, которые экономят тепло и электричество, тех же жителей, которые хотят ставят себе стеклопакеты и квартирные счетчики. Вариантов масса. Да, у нас есть некие зачатки субсидирования энергосберегающих мероприятий, но это капля в море по сравнению с тем, что получает та же «Роснефть» с ее дворцами и салфетницами для вертолетов. Чуть-чуть перераспределить потоки — и ситуацию можно поменять. Хотя главная заноза, считает Чупров, все же в головах: — И у элиты, принимающей решения, и у населения существует масса мифов о том, что ВИЭ — это дорого и неэффективно. Поговорите с каким-нибудь чиновником на эту тему. Вам непременно скажут, что Китай нам врет про дешевую энергию, и Германия тоже врет, и Штаты… Все кругом врут и ставят ветряки себе в убыток, лишь бы не покупать нашу проклятую нефть. Прямо по классике: «Назло маме отморожу уши». И вот эта разруха в головах доминирует. Многие люди живут еще в истории 20–30-летней давности. Для них все еще цена киловатт-часа солнечной или ветровой энергетики 20 центов, хотя сейчас она 2–5 центов и будет только дешеветь. Стоит ли удивляться, что у нас так и нет до сих пор четкого доминирующего политического взгляда на то, что ВИЭ — это дешево, что их нужно внедрять и выходить наконец на нормальные показатели, что можно для начала заменить теми же ветряками хотя бы северный завоз, где солярка и уголь оказываются золотыми. Кто-то уже прозрел, что-то в этом направлении делает, например, правительство Якутии вместе с Русгидро, которое пытается там ВИЭ внедрять. Но все это капля в море. Историк науки Сергей Александров озвучил еще одну причину российской нелюбви к «аномальной» энергетике: — Как ни крути, а основные энергопотребители — это все же не ДЭЗы, а промышленные предприятия. После того как промышленность массово поубирали из стран первого мира в третий, потребление энергии в той же Западной Европе в основном свелось к транспорту и жилью. А это уже существенно меньшие объемы энергии. В общем, я очень хочу посмотреть, как альтернативные источники будут обслуживать промпредприятие. Как, например, солнечные панели будут запитывать сталеплавильную печь, а ветряк — установку по производству углеволокна, из которого сделают лопасти для тех же ветряков. У зеленых энергетиков есть ответы и на этот вопрос: — Домны и мартены уходят в прошлое, сейчас их массово заменяют электродуговые печи. И для ВИЭ это совсем не проблема. Потому что главная задача энергетиков — что при Эдисоне, что сейчас — обеспечить нормальную мощность и напряжение в сети, чтобы энергии хватило на все: и на лампочку в подъезде, и на Новолипецкий металлургический завод, который как раз работает с такими печами. Как это выглядит на практике? Например, в Германии сейчас треть электроэнергии — «зеленая». Это означает, что по всей стране стоят ветропарки, СЭС, индивидуальные ветряки и солнечные крыши, каждая из которых подключена к общей энергетической системе страны, подпитывая ее как маленький ручеек — мощную реку. Причем так, что уровень «воды» в реке всегда достаточный и «напиться» из нее может и слон, и Моська. Более того, принцип ручейков иногда выгоднее и удобнее. Потому что в случае серьезной аварии на большой котельной или ГЭС из сети может выпасть сразу целый гигаватт, и пойдут веерные отключения. А когда у нас падает один ветряк, это не играет вообще никакой роли. Потому что где-нибудь на другом конце страны у вас всегда будет другой, и за счет сетевых перетоков уровень «реки» останется прежним. Автономия По крайней мере один такой индивидуальный ручеек в России уже есть. Несколько лет назад калининградец Сергей Рыжиков, установивший на крыше своего дома солнечные панели, предложил городским энергетикам сливать излишки полученной им энергии в муниципальную сеть, а в случае необходимости (при особо пасмурной погоде, например) забирать ее обратно. На удивление, сетевики согласились. Более того, процесс оказался крайне простым и потребовал лишь установки счетчика, который крутится в обоих направлениях. Итог всех манипуляций — в пользу сметливого физлица: восемь месяцев в году дом в 200 квадратных метров живет на солнечной энергии, а четыре месяца подпитывается и от солнца, и от города… Вопрос энергетической альтернативы касается и тысяч дачников, чьи дома по тем или иным причинам остались без электричества (кого-то не устроила цена подключения, до кого-то так и не дотянули провода). Сегодня солнечная автономия (ветряк для многих вещь слишком долговязая) обойдется в цену иномарки. Правда, будет она подержанным китайцем или новеньким японцем — зависит от целей и возможностей. — Обязательной составляющей такой системы, естественно, являются солнечные панели, — провел калькуляцию Геннадий Чурилов, главный ВИЭ-инженер компании «Авангард 185». — Более или менее нормальная автономия начинается с мощности в 2 киловатта. Чтобы накапливать энергию, нужны инвертор (он превращает постоянный ток панелей в переменный, на котором у нас работает вся техника) и аккумуляторы. Это обязательная часть. Учитывая, что сейчас на рынке множество производителей инверторов и аккумуляторов, цена будет зависеть только от финансовых возможностей человека, но меньше чем в 200 тысяч уложиться не получится. Впрочем, прелесть этих систем в их модульности, то есть мощности можно наращивать. Нет денег на 2 киловатта — ставишь 1, потом докупаешь еще. Не хочешь платить за монтаж на крыше — занимай панелями какую-нибудь грядку. Главное, выбрать место с максимальной инсоляцией. По словам Станислава Гренкина, шесть лет живущего в Подмосковье на условиях такой автономии, на одном только солнце его дом, где есть все необходимое, от утюга до посудомойки, спокойно живет с мая по октябрь. Дальше, в особо хмурые дни, приходится периодически включать дизель-генератор: — К автономии нас вынудили обстоятельства. Три года на участке не было электричества, потом сетевики заломили сумасшедшую цену за подключение. У нас уже была своя СЭС, а участвовать в «колхозе» (например, платя за неплательщиков) мне не хотелось. Батареи у меня зеленоградского производства, аккумуляторы разные, переплачивать за бренд не имеет смысла. С удовольствием бы последовал «калининградскому сценарию» (он же и европейский), но у нас это, увы, пока невозможно. Так что придется ждать бума ВИЭ в России. КСТАТИ В Нидерландах находится крупнейшая электростанция на курином помете. Она вырабатывает около 270 миллионов кВт/ч в год, что хватает более чем на 90 тысяч домов. ИСТОКИ Первые батареи, способные преобразовывать энергию солнца в механическую, появились во Франции в конце XIX века. Изобретатель Мушо создал аппарат, который с помощью зеркала фокусировал лучи на паровом котле, а тот двигал машину, печатавшую по 500 оттисков газеты в час. Через несколько лет в США построили подобный аппарат мощностью в 15 лошадиных сил. Первый ветрогенератор, производящий электричество, построили в 1890 году в Дании.