Мировая энергетическая революция. Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир - Владимир Сидорович

Перспективы природного газа в качестве источника электрической генерации, с одной стороны, выглядят более радужно. В 2011 г. Международное энергетическое агентство выпустило специальное исследование под названием «Вступаем ли мы в золотой век природного газа?»[292], в котором газ рассматривается в качестве важного заменителя угля в электроэнергетическом сегменте. Природный газ – более чистое по сравнению с углем и нефтью топливо, поэтому также и в вопросах борьбы с глобальным потеплением климата ему отводится определенная роль. Не только производство электричества, но и транспорт, где природный газ частично может заменить нефть, рассматривается как важная сфера влияния газа.

С другой стороны, расчетные модели показывают, что широкая опора на природный газ и повышение его доли в мировом энергетическом балансе не позволит достичь климатических целей, например по ограничению роста температуры 2 °C. Газ является конкурентом не только других углеводородов и ВИЭ, но и атомной энергетики, более чистой в плане выбросов парниковых газов (хотя и спорной с точки зрения экологических рисков). Объем капитальных затрат, стоимость производства электричества, а также скорость строительства генерирующих объектов в газовой генерации ниже, чем в атомной энергетике.

В то же время европейский опыт показывает, что даже в текущих рыночных условиях (при нынешних ценах на природный газ) и без особых эколого-политических рестрикций газовая генерация проигрывает в конкуренции с возобновляемой энергетикой. Например, в Германии в 2014 г. объем газовой генерации в процентном отношении сократился даже в большей степени, чем угольной. Как пишут авторы того же Международного энергетического агентства, «европейские газовые и энергетические компании в 2010 г. не могли предположить, что через три года им придется закрыть свои газовые электростанции»[293]. Таким образом, «природный газ в краткосрочной перспективе может играть двойную роль – заменять уголь и поддерживать интеграцию нестабильной возобновляемой энергетики. В средне– и долгосрочной перспективе газ должен рассматриваться в качестве того, что он есть, – транзитного топлива, но не решения задач сокращения выбросов углекислого газа»[294].

Похоже, что легкие времена для российского газового экспорта в Европу, характеризующиеся постоянным ростом спроса на голубое топливо, прошли безвозвратно. Не только развитие ВИЭ, но и обостряющаяся конкуренция с альтернативными производителями, в том числе сжиженного газа, в сочетании с политической напряженностью позволяют дать крайне неблагоприятный средне– и долгосрочный прогноз спроса на российский газ в Европе.

При обсуждении перспектив ископаемого топлива нельзя сбрасывать со счетов возможные ограничения, касающиеся использования углеводородов в будущем. Выше мы говорили о возможном лимитировании применения угля, но данный риск касается также и других видов сырьевых ресурсов – дискуссии на эту тему ведутся в мире уже давно. Например, на прошедшей в конце 2014 г. климатической конференции в Лиме, Перу, обсуждалась «полная декарбонизация к 2050 г.» в целях борьбы с глобальным потеплением климата, что фактически означает запрет на использование углеводородов[295]. Для многих экспертов подобные ограничения выглядят вполне естественно. «Запрет грабить банки ограничивает свободу злоумышленников, чтобы все остальные могли пользоваться свободой вкладывать и получать деньги без риска. Запрет на чрезмерную эксплуатацию невозобновимых ресурсов или на выбросы опасных загрязнителей похожим образом защищает жизненно важные права»[296]. Весьма вероятно, что в ближайшем будущем нас ждет введение соответствующих международных стандартов, правил, соглашений, в той или иной степени ограничивающих или затрудняющих использование ископаемого топлива.

Атомная энергетика, занимающая сегодня 11 %-ную долю в мировом производстве электричества, скорее всего будет развиваться главным образом за счет Китая, Индии и России при полном отказе от нее в ряде стран Европы, в первую очередь в Германии. Дальнейшее развитие атомной энергетики предполагается и в США (нынешнем лидере по установленной мощности и выработке), где такие инвесторы, как Билл Гейтс, являются активными проповедниками «новых типов атомной энергетики». Сценарий 2DC Международного энергетического агентства предусматривает рост доли мирного атома до 17 %. При этом доля угольной генерации сократится до абсолютно незначительных величин, а доля ВИЭ займет доминирующие 65 % производства электричества в мире. Следует отметить, что предыдущий прогноз развития атомной энергетики IEA, опубликованный в 2010 г., сегодня пересмотрен в сторону понижения[297].

Итак, доля возобновляемых источников энергии в мировом производстве электроэнергии в энергетической системе 2050 в соответствии с имеющимися сценариями развития может составить 35–80 % в зависимости от политических решений ведущих мировых стран, динамики цен на энергоносители и стоимости технологий ВИЭ. При этом на уровне отдельных поселений, городов и даже целого ряда государств будут действовать энергетические системы, функционирующие исключительно на основе ВИЭ или с доминирующей долей возобновляемых источников.

100 % ВИЭ уже сегодня

Модели такой будущей энергосистемы в миниатюре существуют уже сегодня в виде домашних хозяйств, предприятий, населенных пунктов и стран, полностью обеспечивающих себя энергией исключительно на основе возобновляемых источников. Исландия, Норвегия, Коста-Рика, Парагвай – все эти страны обеспечивают себя на 100 % возобновляемым электричеством посредством энергетического использования геотермальных и водных ресурсов. К числу этих государств стремительно приближается и Новая Зеландия, где 80 % электроэнергии сегодня вырабатывается ВИЭ также благодаря развитым геотермальной и гидроэнергетике и, кроме того, развитию ветроэнергетики. К 2025 г. доля ВИЭ должна здесь достигнуть 90 %.

Да и в других странах земного шара уже можно обнаружить множество городов и поселений, отказавшихся от использования ископаемого сырья и опирающихся на возобновляемые источники в деле электроснабжения и даже (в некоторых случаях) энергоснабжения вообще. Например, немецкая деревня Фельдхайм (Feldheim), расположенная в 60 км юго-западнее Берлина, электро– и теплоснабжение которой основывается на использовании энергии солнца, ветра, а также… кукурузы и свиного навоза. В деревне действуют собственные электрические сети, а также система центрального отопления. Тепло и электричество вырабатывается биогазовой станцией, оснащенной когенерационной установкой электрической мощностью 500 кВт, сырьем для которой являются указанные субстанции, поставляемые местным сельскохозяйственным кооперативом. В качестве резервной тепловой мощности на время пиковой нагрузки используется теплоэнергетическая установка, работающая на древесной щепе. Потребность в электроэнергии покрывается, помимо биогазовой станции, местными солнечными и ветроэнергетическими установками. Энергетическая система деревни охватывает не только дома жителей, но и административные здания и местные малые промышленные предприятия. В результате такого местного энергетического поворота граждане платят за электричество и тепло существенно меньше, чем предусматривают действующие в стране тарифы. После выплаты процентов по кредитам, взятым на приобретение энергетического оборудования, суммы коммунальных платежей сократятся дополнительно.

Также находящийся в Германии городок Фрайамт (Freiamt) с 4200 жителями на 100 % обеспечивает себя электроэнергией из возобновляемых источников. При годовом потреблении 12 000 МВт · ч город вырабатывает 15 400 МВт · ч в год с помощью ВИЭ, в том числе ветра (11 000 МВт · ч), биогаза, солнца и воды. Постепенно происходит переход на ВИЭ и в сфере теплоснабжения.

Берлингтон, крупнейший город штата Вермонт, США, с населением 42 000 человек обеспечивает свои энергетические потребности с помощью (в порядке значимости) гидроэлектростанции, теплоэлектростанции, работающей на древесном сырье, ветра и солнца[298].

Своего рода сенсацией стало известие, пришедшее из североамериканского нефтяного штата Техас. Город Джорджтаун принял решение перейти на 100 %-ное электроснабжение на основе ВИЭ. Причем данный выбор был принят не в целях «спасения планеты», а по рациональным экономическим соображениям. Проанализировав предложения энергетических компаний, город выбрал из них самое дешевое. Теперь комбинация солнечной и ветровой энергии станет обеспечивать жителей электричеством. Цена 9,6 цента за киловатт-час сопоставима с нынешней, но фиксирована и не будет зависеть от изменений цен на ископаемое сырье. Возобновляемая энергетика имеет еще одно важное преимущество для вододефицитного штата Техас. Процесс производства электричества в фотоэлектрике и ветроэнергетике, в отличие от электростанций, работающих на углеводородном топливе, не требует воды[299].