Возобновимые источники энергии
Развитие альтернативных (по отношению к атомной энергетике и сжиганию ископаемого органического топлива) источников энергии идет более быстрыми темпами, чем это предполагалось еще 10 лет назад (обзор см. Ушаков, 1994). Лучше всяких расчетов об этом говорит то, что нефтяной гигант «Шелл» инвестировал в возобновимые источники энергии 500 млн. долларов, а президент этой колмпании Кор Херкстротер считает, что «через 50 лет «Шелл» будет на 50% нефтяным, а на 50% — возобновимым». В другом энергетическом гиганте — «Бритиш Петролеум» — солнечной эне- гетикой занимаются более 700 человек (When., 1998). Правда, в 1995 г. все возобновимые источники энегии в мире давали только 6,1% энергии (без гидроэнергетики — 3,7%).
По решению Европейского Союза возобновимые источники должны давать не менее 12% электроэнергии в странах Союза к 2010 г (Martin, 1998).
3.2.1 Ветроэнергетика
Велики резервы ветроэнергетики, способной, при оптимистическом развитии событий, давать миру не менее 10 % электроэнергии уже к 2020 г., то есть более 1200 млн. МВт или около 3000 ТВт*час в год (Wind. 1999). На Рис. 9 хорошо видна эта общая тенденция. К 2030 г. по прогнозам ветроэнергетика будет производить только в странах Европейского сообщества 100 ГВт (Безрученко, Быков, 1998).
Уже в 1992 г. в США альтернативные источники энергии (вместе с тра-
«...Руководитель департамента энергетики США Билл Ричардсон рассказал о планах увеличения производства электроэнергии в США от ветроустановок к 2020 году до 5 % от 0,1 % в настоящее время. “Мы считаем ветроэнергетику в настоящее время наиболее перспективной из всех возобновимых источников энергии ". Среди других возобновимых источников электроэнергии - солнечная и энергия биомассы (включая отходы сельского хозяйства)».
(M. L. Wald. U.S. Aims to Have 5% of Electricity From Wind by 2020. The New York Times, June 20,1999).
диционными возобновимыми гидроэнергетическими источниками) давали больше электричества, чем все АЭС вместе взятые (в США атомная энергетика дает 22 % всей электроэнергии).
Прямое сравнение стоимости «ветряного» и «атомного» электричества в 1999 г. показало, что в Калифорнии стоимость ветряного (на ветряных прибрежных фермах) на 40% ниже, чем на работающих коммерческих реакторах, и будет вдвое ниже, чем на реакторах на быстрых нейтронах — бридерах (Trends..., 1999).
Во Франции, например, электричество, получаемое на ряде крупных ветровых станций (созданных, кстати, атомной промышленностью!), поступает в единую энергетическую систему страны по цене 0,36 франка за кВт*час, что вполне сопоставимо с ценой электричества от других производителей (Bonduelle, 1999). В Великобритании цена «ветрового» электричества сравнялась в 1998 г. со средней ценой обычного электричества — 3,52 и 3,53 пенса (5,6 цента) за кВт*час (When., 1998). Средняя цена «ветрового» электричества в Европе составила в 1998 г. 5 центов/кВт*час (Flavin, 1996) и сравнялась с ценой «угольного» электричества (Рис. 8). В ряде районов мира, как и на Украине, цена электроэнергии на лучших ветровых станциях (2,3 цента/кВт*час) оказывается ниже, чем средняя стоимость производства электричества по стране (2,8 цента /кВт*час; Power for Change, 1997). И это далеко не предел — она сокращается ежегодно в среднем на 10% (Spurgeon, 1999).
По прогнозам, основанным на уже осуществляемых или принятых пла-
Рис. 8. Мировой объем выработки (1) и (2) — тенденция уменьшения цены электроэнергии от ветроустановок (Vital Signs, 1999—2000; Goldemberg, 1996)
нах строительства ветроэнергетических установок в мире, к 2005 г. их мощность троекратно увеличится и достигнет 18 500 МВт, в том числе: 2730 МВт в США, 2500 МВт в Индии, 1300 МВт в Китае, 1300 МВт в Германии и 1275 МВт в Испании (Davidson, 1996). 18 500 МВт—это половина мощности всех 48 АЭС, сооружаемых в разных странах мира в 1996 году.
Предполагается, что только в 2000 г. на развитие ветроэнергетики будет потрачено в мире более 3 млрд.. долларов, а в 2020 г. — около 78 млрд. долларов ( инвестиции во всю энергетику в 1999 г. составили 170—200 млрд долларов; Wind., 1999).
Резервы ветроэнергетики огромны. Так, например, ветровой потенциал только германского побережья Балтики составляет 237 ТВт*ч, и если использовать только 10% от этого потенциала, то ветер смог бы генерировать 5% энергетического баланса этой страны (Безрученко, Быков, 1998). Она может давать энергию не только тогда, когда дует ветер. Компрессор и труба диаметром около метра и длиной 100 м (аккумулирующая емкость) может аккумулировать около 400 кВт*час энергии с помощью компрессора, сжимающего воздух, когда турбина производит избыточную энергию (Куркин, 1989, с. 64).
К сожалению, в России пока ветроэнергетика развита слабо. Как обнадеживающий пример можно привести Санкт-Петербургский НИИ «Электроприбор», выпускающий небольшие ветроэлектрические установки, дающие 500 Вт мощности при скорости ветра 10 м/сек (Цыганкова,
. Иное положение в бедной нефтью и газом Украине. В 1997 г. правительство Украины поставило цель увеличить производство ветроэнергии до 5 % общего производства электроэнергии в стране к 2010 году (Power for Change, 1997! При этом стоимость электричества на лучших ветроус- тановках на Украине заметно ниже, чем средняя стоимость электричества по стране: 2,3 цента/кВт*час против 2,8 центов/кВт*час (Power for Change,
1997).
Сейчас развитие ветроэнергетики идет двумя путями: создание все более совершенных и эффективных малых ветроустановок и создание колоссальных (с диаметром ротора до 50 м) «ветряных ферм» в основном в районах морских побережий или даже на мелководьях, мощностью до 5 МВт.
Еще одним достоинством ветроэнергетики является сравнительно небольшое количество земли, которое изымается под ветроэнергетические установки сравнительно с другими энергетическими технологиями (Без- рученко, Быков, 1998)
Г идроэнергетика
Преимущества гидроэнергетики очевидны; она основана на возобновимом источнике энергии, не связана с какими-то большими выбросами в атмосферу или другими загрязнениями среды. Очевидны и недостатки традиционной гидроэнергетики, основанной на создании крупных плотин. На равнинах под воду уходят огромные территории, изымаемые из хозяйственного оборота, развивается подтопление значительных территорий вокруг, меняется микроклимат. В горных условиях велик риск разрушения высотных плотин с катастрофическими последствиями.
С экологической точки зрения крупные плотины на реках и, соответственно, гигантские гидроэлектростанции в будущем надо будет заменять на какие-то иные. Такими иными, исходя из уже имеющихся и проверенных на практике технологий, оказываются:
малые гидростанции;
бесплотинные и наплавные электростанции;
волновые электростанции;
приливные электростанции.
Кроме того, на подходе и совершенно новые перспективные разработки в области гидроэнергетики. Речь идет, например, о принципиальной возможности использовать океанские течения. Скорость таких течений может
«По результатам длившегося 18 мес. эксперимента в Северном море, у северо-западного побережья Дании, предполагается, что технически возможно уже к 2000 г. покрыть до 20% всех потребностей в электричестве стран Европейского Сообщества за счет энергии, генерируемой волновыми электростанциями».
Из официального журнала Европейского Сообщества «Окружающая среда Европы» («Wave..., 1996)
достигать весьма значительных величин, и они имеют огромный энергетический потенциал. Высказана, например, идея сооружения бес- плотинной ГРЭС в одном из Курильских проливов — проливе Екатерины между о- вами Итуруп и Кунашир на Курильской гряде (Боровков, Дзюба, 2000).
Резервы малой гидроэнергетики огромны. По-видимому, для прибрежных районов мира волновые электростанции уже через 20—25 лет способны дать большую часть необходимой им электроэнергии, а в мировом электрическом балансе 20—25% энергии.
«...потенциал использования малых ГЭС на Украине в 4 раза превышает суммарную мощность действующих сейчас электростанций».
Из заявления на брифинге Гринпис-России «Энергия будущего» в июле 1996 г. в Москве.
Немало энергии в некоторых прибрежных регионах могут дать приливные электростанции. По расчетам, например, Тугурская ПЭС на юге Охотского моря по мощности будет эквивалентна двум крупным АЭС (а по затратам на ее сооружение — вдвое дешевле, подробнее см. 4.1. ).
«Атомщики не хотят согласиться с альтернативой атомным станциям... Я родился и до службы в армии жил на одной из малых рек бассейна Волги, в Калининской области. Деревушка стоит на берегу реки Логовене — притоке Тверцы. На речке было три водяных мельницы с плотинами около 2 м высотой. Жить на этой речке было — рай господний. Кроме того, что селяне на мельницах мололи зерно на муку, в прудах выше плотин была масса рыбы, жили утки и другие птицы, жили бобры и выдры. Был разговор об установке на мельницах электродинамиков (правильнее — динамомашин — Прим. ред.) для освещения близлежащих деревень. Но вдруг в 50-е годы мельницы ликвидировали. В деревню пришло электричество от электростанций-гигантов. Речка наша обмелела и почти пересохла. Вместо щук, язей, линей, голавлей теперь кое-где живут лишь пескари. Утки улетели. Вместо радости посидеть с удочкой на берегу люди получили горестные воспоминания Люди говорят, что согласны бы жить без электричества,
лишь бы вернули жизнь речке нашей... »
Из письма пенсионера В.М.Глебова после просмотра им телевизионной передачи 25 апреля 1996 г. «Один на один» (А. Яблоков—Е. Велихов)
Солнечная энергетика
Резервы двух типов солнечной энергетики — фотоэлементов, непосредственно преобразующих солнечный свет в электричество, и термо-сол- нечных установок (использующих солнечный свет для нагревания теплоносителя) гораздо значительнее, чем принято думать в России. Уже сейчас большая часть населения Земли проживает в тропическом поясе, — там, где интенсивность солнечного света много больше, чем на большей части территории России.