Европейская и мировая энергетика вплотную приблизилась к рубежу глубоких перемен. Нет недостатка в новых идеях и концепциях, реализация которых позволит сделать еще более надежным, дешевым и экологически безопасным снабжение человечества светом и теплом. Но у всех свои взгляды на то, как сложится будущее важнейшей отрасли мировой экономики. Так, федеральное правительство Германии при выработке национальной концепции развития энергетики изучает возможность сохранения атомных электростанций по меньшей мере до середины текущего столетия. Крупнейшие энергоконцерны прокладывают новые маршруты для наращивания бесперебойных поставок углеводородов. А приверженцы идеи возобновляемых источников разрабатывают сценарии обеспечения человечества энергией без использования нефти, газа и «мирного атома».

Международная инициатива политиков и ученых, объединившихся под именем Energy Watch Group (EWG), поставила перед собой именно такую цель. Важнейший из выводов EWG: снабжение человечества энергией на 100% за счет солнца, ветра и гидроресурсов возможно уже до 2030 года. «Полномасштабный переход на возобновляемые источники не должен оставаться утопией, он реализуем в обозримом времени, если для этого будут созданы политические и экономические предпосылки», -- заявил один из авторов исследования Марк Джейкобсен, профессор по охране окружающей среды и инженерно-строительному делу и директор программы «Атмосфера/энергия» в Стэнфордском университете.

Согласно исследованию под названием «План 100-процентного использования возобновляемых энергий для 2030 года», большая часть (51%) потребности в энергии будет покрываться благодаря использованию ветра. Для этой цели по всему миру планируется установка 3,8 млн ветровых турбин. Для сравнения отметим, что в настоящее время по всему миру их лишь 150 тыс. Вдобавок к этому глобальному ветропарку будет сооружено еще 90 тыс. мощных установок по выработке солнечной энергии, а также многочисленные децентрализованные солнечные установки и электростанции, работающие с использованием геотермальных источников, морских волн, приливов и отливов. В работе профессора Джейкобсена, как было отмечено особо, не учитываются возможности технологий биотоплива, атомных электростанций и улавливания диоксида углерода (CCS), взгляды на будущее которых в среде экспертов далеко не однозначны. При этом требование перехода на использование возобновляемых источников энергии является приоритетным в первую очередь в секторах транспорта и выработки тепла. Чтобы удовлетворить растущие потребности человечества в энергии за счет сгораемых энергоносителей, согласно приведенным в исследовании расчетам, необходимо будет построить, в частности, 13 тыс. новых угольных электростанций. Эти электростанции по своей площади займут территорию большую, чем размеры всех возобновляемых «новостроек», о которых говорит Energy Watch Group.

Идея использования возобновляемых источников энергии все больше привлекает европейцев. Более 3/4 населения Германии, согласно социсследованиям, хотело бы пользоваться полномасштабным энергоснабжением именно за счет них. В то же время около половины немцев сомневаются относительно технической возможности реализации данной цели. Но, как убеждены ученые и политики, входящие в Energy Watch Group, необходимость полного перехода на возобновляемые источники диктуется не только требованиями охраны окружающей среды, а прежде всего уже наступающим дефицитом и удорожанием сгораемых энергоносителей.

На презентации исследования EWG в Берлине профессор Джейкобсен рассказал, каким образом перестройка на возобновляемую энергетику может быть реализована в обозримый период времени.



Сила ветра (включая морские волны), гидроресурсы (включая движение приливов и отливов и глубокую подземную геотермию), а также свет солнца являются тремя китами в основании конструкции устойчивой и экологичной энергетической системы, которая до 2030 года смогла бы полностью покрыть мировые потребности в энергии. При этом в расчет берутся лишь реально существующие и промышленно применяемые в настоящее время технологии (либо такие, которые готовы к практическому использованию).

В расчет принимаются лишь такие источники, которые на каждой стадии их применения, включая также их сооружение и необходимую ликвидацию установок, выделяют минимальное количество парниковых газов или вредных веществ. Поэтому не были учтены биотопливо, атомная энергия, улавливание диоксида углерода при использовании сгораемых энергоносителей, а также сжигание угля.

Энергетическая информационная администрация США (U.S. Energy Information Administration) оценивает уровень нынешнего глобального потребления энергии в объеме до 12,5 млрд ватт (тераватт). До 2030 года ввиду роста населения планеты и повышения жизненного уровня этот показатель вырастет до 16,9 Тв, в том случае если будут доминировать сгораемые источники энергии. Если же человечество будет снабжаться энергией за счет ветра, солнца и воды, общая потребность в энергии, напротив, снизится до 11,5 Тв. Это произойдет по той причине, что в большинстве таких технологий электроэнергия обладает более высоким энергетическим КПД.

Однако растущие потребности в энергии в достаточной степени могут быть покрыты за счет возобновляемых источников. Одна лишь потенциально доступная энергия ветра обладает объемом в 1700 Тв, а энергия солнца -- 6500 Тв. Без учета недоступных морских и высокогорных регионов, а также природоохранных зон и местностей с незначительным количеством ветра остается порядка 45--85 Тв ветровой и 580 Тв солнечной энергии. Мощности обоих источников многократно превышают будущие потребности человечества в энергии. В настоящее время человечество производит энергию за счет ветра в объеме 0,02 Тв, а солнца -- 0,008 Тв. Это лишь незначительная доля возможного.

В будущем «технологическом коктейле», предлагаемом в исследовании, гидроэнергетике отводится лишь 9% от общего потребления энергии. Обеспечивать этот объем смогут 900 ГЭС по всему миру, 70% которых в настоящее время уже существует. Энергии ветра отводится 51% -- 3,8 млн ветровых турбин займут совокупную площадь лишь в 50 кв. км. Примерно 0,8% проектируемой выработки ветропарков в настоящее время уже находится в эксплуатации (около 150 тыс. установок средней мощностью 1 Мв). В прошлом году в Германии были сооружены ветровые установки средней мощностью 3 Мв. Вместе с тем существуют также многочисленные образцы, мощность которых составляет 5 Мв.

Около 40% выработки энергии будущего придется на использование энергии солнца -- фотовольтаику и солнцетермию. Около 30% от этого количества придется на мелкие установки на крышах жилых домов и офисов.

Глобальная энергосистема, основанная на использовании ветра, солнца и воды, будет по меньшей мере настолько же надежной, что и существующая в настоящее время. В ночные часы и при плохой погоде львиную долю энергии будет обеспечивать ветер. Днем и в отсутствие ветра в выработке энергии будет преобладать солнце. Такой надежный источник, как водная энергия, которую можно легко подключать и отключать, покрывает возникающие дефициты энергии, например в период пиковых нагрузок. Совокупность геотермии и энергии приливов и отливов обеспечивает стабильность снабжения.

При этом требуются инвестиции в межрегиональные высокоэффективные сети энергопередачи, которые в период пиковых нагрузок снизят потребность в энергии и переведут ее на режим меньших нагрузок. В жилых домах будут установлены «интеллигентные» счетчики электричества, с помощью которых, например, будут автоматически заправляться электромобили, как только потребление тока в сети окажется на низком уровне.

В исследовании обозначены финансовые затраты на производство энергии, регулирование процесса управления нагрузками потребления и распределения для каждой из рассматриваемых технологий. Уже сегодня энергия ветра, геотермии и гидростанций стоят менее 7 американских центов за киловатт-час. В то же время энергия солнца, морских волн и приливов все еще достаточно дорога. Предположительно эти виды энергии станут конкурентоспособными до 2020 года. В течение ближайших десяти лет стоимость энергии ветра, волн и воды будет составлять всего лишь 4 цента за киловатт-час.

На создание глобальной системы энергетики из возобновляемых источников необходимо в течение 20 лет инвестировать около 100 млрд долл. (без затрат на распределительные сети), которые окупятся от продажи энергии. Затраты на поддержание и развитие энергетики на основе сгораемых источников и атомного топлива ввиду необходимости инвестирования в электростанции, стоимости закупок энергоносителей, обеспечения надежности, а также причиняемого вреда для здоровья людей и окружающей среды окажутся по меньшей мере приблизительно на том же уровне.

Перераспределение инвестиций на новую энергетическую систему дает взамен сравнительно дешевую, надежную и экологичную энергию. Отдельные ее компоненты на начальном этапе являются более дорогими и должны быть поддержаны маркетинговыми программами и соответствующим налогообложением на традиционную энергию.

Сопротивление возникает прежде всего в среде традиционных поставщиков энергии. Законодателям необходимо преодолеть влияние их лобби с помощью комбинации из выплат вознаграждения за поставку возобновляемого электричества в сети, создания стимулов для снижения затрат, прекращения субсидирования традиционных видов энергии и дальнейшего развития сетей электропередачи.