Чем страшна "темная сторона" альтернативной энергетики

Традиционные виды энергетики обеспечивают че­­ловечество электричеством и теплоносителями, но при этом наносят существенный урон окружающей среде. Так, гидроэлектростанции разрушают природный ландшафт, мешают естественному течению рек, выводят из хозоборота обширные площади плодородных земель. ТЭС потребляют огромные количества природного топлива, а имидж АЭС серьезно пошатнули аварии в Чернобыле и Фукусиме. Альтернативой такому положению дел может стать развитие альтернативной энергетики, которая использует энергию солнца, ветра и воды, а также биотоплива из органических отходов или специально выращиваемых растений.

Но в Украине пока не видно, чтобы альтернативная энергетика заметно потесняла традиционную. Мы решили разобраться, только ли в нашей отсталости дело, или тому есть и более объективные причины. И действительно ли "зеленая" энергия безопасна для окружающей среды. За ответами мы обратились к президенту Киевского международного энергетического клуба Александру Тодийчуку, директору по информации и связям с общественностью ассоциации "Украинский ядерный форум" Ольге Кошарной и президенту "Энергетической ассоциации Украины" Василию Котко.

СМЫСЛ: ХОРОШО ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ

Деоккупация юга страны – как украинские военные отвоевывают территории

Запрет на передвижение по стране для военнообязанных – все детали

Ракетные удары по мирным украинским городам - июль 2022

Ядерный терроризм россии

"Альтернативная энергетика", или, как ее еще называют, нетрадиционная — выражение само по себе достаточно условное. Под ним подразумевается ряд способов получения или использования энергии, объединенных только тем, что они распространены не так широко, как те, что принято называть традиционными.

Но, как говорит Александр Тодийчук, традиционные источники энергии в свое время тоже были нетрадиционными. Когда-то нетрадиционной была энергетика на основе нефти. Потом появился еще один уникальный источник — газ. Затем — атом.

С другой стороны, если внимательно присмотреться к некоторым альтернативным источникам энергии, то выяснится, что их-то человек как раз использует с незапамятных времен. Что нетрадиционно­­­­го в ветро­энергетике, если под парусом ходили еще первобытные племена, а ветряные мельницы в стра­­нах Востока были известны до Рождества Христова? Примерно с тех же времен (с водяных мельниц, используемых в Римской империи) ведет историю и малая гидроэнергетика. Конечно, скептики скажут, что первый костер нельзя считать премьерой осознанного использования биотоплива, ведь в огонь бросали просто дрова, а не утонченный продукт вроде современных топливных брикетов или жидких видов биотоплива. Но еще древние скотоводы степных районов заготавливали на зимние холода топливо в виде тех же брикетов из молотой соломы и высушенных "лепешек" скота.

В качестве синонима альтернативной энергетики часто используется "энергетика на возобновляемых источниках" или "зеленая энергетика". Строго говоря, возобновляемая энергия таковой тоже не является: в основе большинства ее видов лежит так или иначе преобразованная энергия Солнца, а как следует из нынешних научных представлений, запасы топлива для гигантского солнечного термоядерного "костра" никак не пополняются и со временем будут исчерпаны. Как бы там ни было, в прошлом году пятая часть мирового потребления энергии пришла именно "зеленым" путем.

ТО ГУСТО, ТО ПУСТО: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СЛОЖНОСТИ

Чтобы выяснить, насколько просто заменить традиционные виды энергии альтернативными, посмотрим на особенности работы атомных электростанций. "Если энергоблок вышел на номинальную мощность, для безопасной работы эту мощность нельзя ни уменьшать, ни увеличивать. Он работает в так называемом базовом режиме, то есть ровно, — объясняет Ольга Кошарная. — Но электроэнергия потребляется неравномерно: есть пиковые часы (с 7 до 10—11 утра и с 18 до 21 часов вечера). В этих случаях в энергосистему должна поступать электроэнергия от так называемых маневренных мощностей". В качестве последних могут выступать гидро- или (гораздо чаще) теплоэлектростанции. На Западе они из соображений экологичности работают на газе как наиболее "чистом" топливе, у нас часто используют уголь. "Действуем по примитивному методу: подкинули уголька в ТЭЦ, подняли мощность, чтобы перекрыть пиковое потребление. Не стали подкидывать — мощность упала", — говорит Ольга Кошарная.

Обратите внимание: в случае с АЭС за счет маневренных мощностей компенсируется только разница между пиковым потреблением и тем, что станция дает в базовом режиме.

НЕСТАБИЛЬНОСТЬ. Теперь представим, что электроснабжение какой-то местности нужно перевести на возобновляемые источники энергии. Построили, например, мощную солнечную электростанцию взамен "опасной" атомной. Ночью энергию мы не получим — это понятно. "С ее выработкой могут быть проблемы и днем — солнце ведь светит не постоянно. Кто-то должен "подхватывать" выработку, когда она падает, — говорит Василий Котко. — И что делать с вечерним пиком? Его придется полностью обеспечивать из каких-то других источников. То есть, рядом с солнечной электростанцией придется ставить тепловую, способную полностью покрыть пиковое потребление. Фактически приходится дублировать мощности, которые потом будут подолгу бездельничать. Та же проблема и с ветровыми станциями".

Конечно, это очень упрощенный пример: для того и существует единая энергосистема, чтобы недоработку в одном месте компенсировать переработкой в другом. Теоретически, чем больше производителей включены в нее, тем шире возможности для маневра и стабильнее работает система в целом. Можно напрячь фантазию и представить себе глобальную энергосистему будущего, когда в одной части земного шара ночь, в другой — яркий полдень, тут — зима, там — лето, здесь — штиль, там — мощный ветер, а значит, вырабатывать энергию можно постоянно. И все было бы замечательно, если абстрагироваться от потерь при передаче энергии на большие расстояния, стоимости такой передачи и сложности управления подобной системой.

УПРАВЛЕНИЕ. Даже в пределах не очень большой в глобальном масштабе и высоко развитой в технологическом смысле Германии с управлением такой системой получается пока не очень. Эта страна решила отказаться от своих атомных электростанций и к 2050 году довести долю от возобновляемых источников энергии до 80%. "В Германии идут дебаты по поводу того, что полный вывод из эксплуатации всех АЭС не позволит выполнить обязательство перед ЕС по уменьшению выбросов парниковых газов, ведь даже заменив атомные станции ветровыми, придется использовать ТЭС в качестве маневренных мощностей, — говорит Ольга Кошарная. — Энергосистема Германии сегодня управляется почти вручную, потому что еще не совсем сформированы так называемые "умные" сети, позволяющие управлять системой с минимальным участием человека". Так, на севере Германии у берегов Балтики расположено множество ветровых электростанций, где энергия вырабатывается в избытке. Излишки приходится продавать соседним странам по ценам ниже внутригерманских или вообще сбрасывать бесплатно. В то же время есть промышленный Юг, где энергия в дефиците и который обеспечивали именно атомные станции. Как перебросить электроэнергию с севера на юг, да еще и в автоматическом режиме, — пока не совсем понятно.

Идея очевидна: ставишь электрогенерирующую установку на возобновляемом источнике избыточной мощности с хорошим запасом. Пока она работает на полную катушку — сохраняешь лишнюю энергию в аккумуляторах, чтобы использовать, когда производительность падает. Такой подход может себя оправдать для небольших станций, снабжающих электричеством частные дома или, к примеру, небольшие фермы. "Но аккумуляторы — этот очень дорого, — говорит Василий Котко. — Сегодня это экономически не оправдано". С большими электростанциями все куда сложнее. "Пока еще нет разумных технологий накопления избыточной электроэнергии, чтобы потом выдавать ее в объединенную энергосистему", — утверждает Ольга Кошарная.

В итоге производительность альтернативных источников энергии оказывается куда ниже, чем традиционных. Так, по словам Василия Котко, в Украине сейчас коэффициент использования мощности атомной станции — примерно 70%, а солнечных — всего 14%. В этом одна из причин, почему альтернативная энергия оказывается заметно дороже традиционной.

ТАРИФЫ: КАК ПЛАТИТЬ ПО СЧЕТАМ В ДВАДЦАТЬ РАЗ БОЛЬШЕ

Если рассматривать объединенную энергосистему как предприятие, которое покупает электроэнергию у производителей и продает ее потребителям, то связываться с "зеленой энергетикой" ему особого резона нет. Во-первых, это довольно хлопотно из-за нестабильности выработки энергии. Во-вторых, это еще и дороже. Не только из-за себестоимости самой энергии, но и из-за необходимости держать наготове резервные мощности. Какой же нормальный торговец-посредник будет покупать более дорогой, более неудобный в обращении и к тому же требующий дополнительных затрат товар, если вокруг избыток дешевого и "беспроблемного"? С другой стороны, глобальной тенденцией последних десятилетий стало развитие возобновляемой энергетики. При­­чины — рост оза­­боченности сос­тоянием окружающей средыи печальная перспектива ис­­черпания традиционных источников энергии (нефти, газа и  угля).

СТИМУЛИРОВАНИЕ. В итоге в мире пришли к нескольким вариантам стимулирования инвестиций в "зеленую энергетику". Среди наиболее распространенных — гарантия подключения такого объекта к общей энергетической системе, долгосрочный контракт на покупку всей произведенной электроэнергии и гарантия того, что эта энергия будет выкупаться по льготным ценам, которые выше, чем для "традиционных" производителей. Это делается для того, чтобы обеспечить рентабельность проекта и его быструю окупаемость. Эти льготные цены и принято называть "зеленым тарифом". Украина тоже пошла по такому пути, но привнесла в него свой собственный колорит. В итоге, к примеру, цена солнечного электричества украинского производства оказалась самой высокой в мире — почти в четыре раза выше, чем в Германии. Можно предположить, что власти нашей страны просто отличились наибольшей дальновидностью, заботой о прогрессе и экологии. Но среди специалистов распространено другое мнение. "Это потому, что крупные олигархические структуры, которые взяли под контроль этот вид энергии, имели возможность административного влияния, — говорит Александр Тодийчук, — и решили создать себе хорошие условия". Если конкретнее, то львиную долю солнечной электроэнергии в стране вырабатывает компания, которую связывают с крупными представителями ушедшей после Майдана власти. В других видах альтернативной энергетики эти товарищи, видимо, были заинтересованы в меньшей степени, поэтому там тарифы в несколько раз ниже.

ПЕРЕКОСЫ. Электроэнергию у всех украинских производителей закупает госпредприятие "Энергорынок". По итогам 2013 года оно опубликовало данные по объему и стоимости электрической энергии, купленной за год. Так вот, атомные электростанции произвели, то есть продали энергорынку, 44,27% электрической энергии. Между тем ее стоимость в общей сумме энергорынка составила 20,82%. Если упростить, то единица атомной энергии стоила примерно в два раза меньше, чем в среднем по рынку. А вот электроэнергии от солнечных станций было выработано 0,32% от общего объема, зато в деньгах на нее ушло 3,48%. То есть солнечная энергия оказалась более чем в 10 раз дороже "среднерыночной". Оно и неудивительно: согласно "зеленым тарифам", за кВт-ч, полученный от солнечных электростанций, платят более 7 грн, а от АЭС — всего 30 коп.

"Но сейчас энергорынок не может платить столько за 1 кВт-ч солнечной электроэнергии, — говорит Ольга Кошарная. — Тем более что у нас и без того структура цен на рынке перекошена. У нас промышленность платит за 1 кВт-ч 1,30 грн, население — 30 коп., а среднеоптовая цена — 90 коп. Это называется перекрестным субсидированием, когда одним потребителям за счет других возмещают деньги. По итогам 2013 года объем перекрестного субсидирования составлял более 36 млрд грн. Фактически получается так: промышленность, которой и так сейчас сложно, платит за всех. Может ли она при этом быть конкурентоспособной?".

Пока в экономике (хотя бы внешне) все было более-менее благополучно, эти ценовые перекосы большой проблемой не были. А вот сейчас ни государственному бюджету, ни экономике в целом подобные переплаты пустяковыми уже не кажутся. Правительство пыталось снизить "зеленые тарифы", особенно на солнечную энергию. Но поднялся могучий вал возражений, да и льготы четко прописаны в законе, который может изменить только парламент. Так что, по словам экспертов, сейчас власть борется с переплатами за "зеленую энергию" административными методами: под разными предлогами пытается дорогостоящую солнечную энергию не покупать.

"ЗЕЛЕНАЯ" ЭНЕРГИЯ: ВЛИЯНИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Среди главных доводов за активное развитие альтернативной энергетики — формула "зеленая" энергетика = чистая энергетика". Но так ли это?

ШИЛО НА МЫЛО. "Тепловая энергетика производит в Украине до 80% выбросов парниковых газов, — рассказывает Кошарная. — А если говорить об электростанциях, работающих на угле, то здесь выбрасываются еще и вредные вещества вроде окислов серы, азота. Более того, радиоактивного углерода в выбросах угольных электростанций неизмеримо больше, чем в тех, которые отдают окружающей среде атомные электростанции". Именно тепловую энергетику и следовало бы в первую очередь замещать альтернативной. Но крупные "зеленые" объекты требуют наличия и тепловых электростанций в качестве маневренных мощностей.

Другая распространенная идея — строить "зеленые" объекты вместо АЭС, которые якобы надо постепенно выводить из эксплуатации из-за опасности "мирного атома". Но заменив атомную станцию эквивалентными ей по производительности ветровыми или солнечными, снова-таки придется строить допмощности. И увеличить количество сжигаемого угля или газа, а с ними — объем вредных выбросов. Получится, что экологически мы не выиграем, тем более что в Украине АЭС выбрасывают менее 15% вредных веществ от разрешенного нормами. А что касается опасности АЭС, то, по словам Ольги Кошарной, Чернобыльская катастрофа стала суровым уроком для всего мира, который привел к выработке совершенно новых подходов к обеспечению безопасности. Есть и проблема отработанного топлива. Но Кошарная предлагает рассматривать его не как отходы, а как ценное сырье для будущих поколений реакторов. Поэтому Украина и будет строить на своей территории централизованное хранилище для отработанного ядерного топлива (строительство планируют начать как минимум в 2015-м).

ЗАГРЯЗНЕНИЯ. Впрочем, утилизировать нужно не только отработанное ядерное топливо, но и фотоэлементы, используемые в солнечных батареях. А они содержат опасные вещества вроде токсичного кадмия. Ветровые электростанции "радуют" другим типом загрязнения — шумовым. Причем кроме звука в слышимом диапазоне они генерируют еще и инфразвук. Человек его не слышит, зато его слышат и боятся птицы, которые переселяются подальше от таких соседей. Некоторые ученые считают, что этот звук может вызывать у человека панические атаки.

ГОЛОД. По данным ООН, в прошлом году от хронического недоедания страдал каждый восьмой человек в мире — всего голодающих насчитали более 840 млн. И при этом уже десятки лет среди основных причин глобального дефицита еды и высоких цен на нее называют массовое использование сельхозкультур для производства биотоплива. Образно говоря, миллионы гектаров плодородных земель вместо того, чтобы кормить людей, наполняют баки автомобилей.

Свободная земля требуется и для стройки солнечных электростанций. Так, если взять крымские солнечные электростанции, то на каждый 1 МВт проектной мощности нужна площадь в 2 га. То есть на 1 кв. км можно получить 50 МВт при пиковой выработке. Если говорить о ветровых электростанциях, то на 1 кв. км можно обеспечить порядка 10—15 МВт. А вот реально действующая атомная электростанция, площадь которой чуть менее 0,5 кв. км, имеет мощность 4000 МВт.

КЛИМАТ. Ветрогенераторы вырабатывают энергию за счет отбора ее части у ветра. Отчего скорость ветра должна хоть немного, но падать. Вопрос лишь в том, сколько будет этих электростанций, какие плошади они будут занимать и когда средняя скорость ветра существенно снизится и приведет к изменению климата.

И совсем страшилку можно рассказать о приливных станциях. Оказывается, они... тормозят вращение Земли. Правда, это торможение настолько мизерное, что заметить его смогут разве что наши потомки через тысячи лет.