Энергоемкость создаваемых накопительных мощностей – очень важный фактор. В мире существуют технологии крупномасштабного накопления энергии. Это либо гидроаккумулирующие электростанции, либо «огромные стены» литиевых батарей мегаватной емкости. Специалисты утверждают, что строительство ГАЭС
[604] требует 26 кВт•ч «энергоинвестиций» на накапливаемый киловатт, а батареи – 153 кВт•ч.
Выходит, что ГАЭС (а сегодня это самые дешевые накопители) требуют для сохранения трехсуточной энергии ветра столько же энергии, сколько ушло на построение ветряков, электричество которых они должны запасать…
«Встраивание» в существующий рынок – основная проблема альтернативной энергетики. Недостаток энергии не решается в рамках парадигмы больше «зеленой», меньше традиционной энергии. Или меньше традиционной энергетики, а больше микроэнергетики. Закон сохранения энергии пока еще никто не отменял, и если люди не найдут принципиально новых источников энергии, то очень скоро окажутся перед необходимостью ограничения ее потребления, что приведет к снижению уровня материального благосостояния человечества, а следовательно, к дилемме – либо мировая экономика затормозит свое поступательное движение, либо люди вновь обратятся к атомной энергии, переоценив в очередной раз выгоды и риски.
что такое «энергоинвестиции» на накапливаемый киловатт
Это энергоемкость создания накопительных мощностей. Сегодня в мире есть два варианта крупномасштабного накопления энергии: гидроаккумулирующие электростанции (например, японские ГЭС, одновременно являющиеся и ГАЭС) или колоссальные стены из литиевых батарей емкостью в мегаватты. Энергозатраты в киловатт-часах на один накапливаемый киловатт-час и есть «энергоинвестиции». Нетрудно заметить, что с энергетической точки зрения все не очень привлекательно, поскольку солнечные батареи могут позволить себе создание мощностей не более чем на 24 часа собственной выработки. Увеличивая емкость, приходим к тому, что энергозатраты очень быстро начинают превышать отдачу. Об этом подробно рассказывает исследование 2014 г., которое провел Майкл Карбахалес-Дэйл и его коллеги по Стэнфордскому университету (США) (Carbajales-Dale, 2014).
В самое ближайшее время нам предстоит узнать ответ на вопрос, на который сегодня не даст ответ даже самый проницательный аналитик в области энергетики: какие технологии (подрывные или поддерживающие уже устоявшиеся традиционные технологии) обретут наибольший вес в текущем столетии (рис. 32)?
Я же считаю, что, как и прежде случалось в нашей истории, решающую роль сыграют вовсе не технические факторы. Дело в том, что подрывные технологии так называются, поскольку требуют не только кардинального изменения структуры выработки энергии, но и существенного изменения структуры сети доставки и распределения энергии. До сих пор электричество и тепло текло от крупных электростанций к розеткам и батареям в наших домах. На такой односторонний поток энергии ориентированы все системы энергетических сетей, системы учета и даже налогообложение в отрасли. Появление новых технологий делает усовершенствованные энергосети больше похожими на телекоммуникационные. Уже разработаны устройства под названием FACTS (Flexible AC Transmission System – гибкие системы передачи переменного тока). Это своего рода маршрутизаторы для электричества, способные оперативно направлять требуемое количество электричества в нужное место. Их внедрению пока мешает высокая стоимость, трудности, связанные с налогообложением, отсутствие единой системы стандартов и государственный протекционизм в отношении традиционных производителей энергии. Дело в том, что многие крупные энергетические компании прямо или косвенно дотируются государствами. Сама возможность выступления владельца источника энергии в роли как потребителя, так и поставщика энергии, продающего ее излишки через общую сеть, несет угрозу традиционным поставщикам энергии. Хотя технически уже существуют технологии управления такими сетями, но стандарты на энергию, передаваемую подобным образом, приняты в странах, которые можно пересчитать на пальцах одной руки.
Кроме того, развитие новых технологий поднимает вопросы, казалось бы, забытые со времен спора Теслы и Эдисона. С наступлением цифровой эры растет количество устройств, которые в своей работе используют постоянный электрический ток. Новые подрывные технологии (прежде всего ветряные и солнечные электростанции) создают как раз постоянный ток, но нестабильный вследствие их зависимости от природных условий. Исправить ситуацию с вынужденной двойной конвертацией электрического тока сможет или создание более мощных аккумуляторов, или взрывной рост «микросетей» постоянного тока, способных работать с надежностью не хуже существующих. Именно эти аспекты оставляют вопрос о том, какие технологии, поддерживающие или подрывные, возьмут верх в ближайшем будущем, без четкого ответа. Мы возвращаемся к тому, о чем еще лет 30 назад убедительно говорил советский академик П. Л. Капица.
Альтернативная энергетика (солнечная, ветрогенерация, геотермальная, энергия приливов и отливов) подходит в качестве источника для бытовых целей, но совершенно не годится для промышленных целей (где потребляемые энергомощности огромны).
Альтернативная энергия непостоянна, возникают огромные трудности с ее аккумулированием для вторичного использования. Использование самого дешевого вида энергии – гидроэнергии – сильно ограничены, поскольку на равнинах создание искусственных водоемов экономически нецелесообразно.
Ситуацию не изменит даже стремительный рост новых или усовершенствованных технологий добычи традиционной нефти и газа
[605]. Источники невозобновляемого ископаемого топлива истощаются, а топливо независимо от способа его добычи при сгорании по-прежнему выделяет углекислый газ, вызывающий новую нагрузку на «Большой очистительный бак» – биосистему планеты (по Альтшуллеру).
