Другими словами, по крайней мере в настоящее время солнечная и ветряная энергетика не могут выплыть в одиночку. Им нужны партнеры. Подходящим партнером солнечной и ветряной энергетики видится добыча природного газа. Газ содержит мало углерода, его добыча может увеличиваться и уменьшаться. Интеграция возобновляемых источников энергии потребует все более сложного управления сетью. Кроме того, она зависит от решения второй проблемы – хранения. Нефть можно хранить в танках, природный газ – в подземных кавернах. Однако на данный момент отсутствует инфраструктура для хранения больших объемов электроэнергии не только в течение нескольких часов, но и, как говорит бывший министр энергетики Соединенных Штатов Эрни Мониз, нескольких дней. Сегодня единственная возможность хранения электроэнергии заключается в использовании так называемых гидроаккумулирующих электростанций. Они входят в сферу гидроэнергетики. В мировом масштабе это капля в море. Само строительство крупных гидроэлектростанций из-за оппозиции со стороны экологов превратилось в серьезную проблему
[464].
Хранение – это ключ к решению проблемы. Сегодня большие усилия делаются в области разработки сетевых батарей, способных хранить большие порции электроэнергии и передавать их в установленном порядке.
Не так давно энергию солнца и ветра называли альтернативным источником. Сегодня это совсем не так. Они доминируют и в будущем станут основой электроэнергетики. В 2017 г. инвестиции в ветровую и солнечную энергетику составили 229 млрд долл. Это больше, чем общий объем инвестиций в атомную энергетику и в производство электроэнергии с использованием ископаемых видов топлива (хотя и намного меньше, чем 450 млрд долл. инвестиций в сектор апстрим нефтяной и газовой промышленности). Почти половина всех инвестиций в выработку электроэнергии с использованием возобновляемых источников опять сконцентрирована в одной стране – в Китае. Так сложилось, что он стал страной, потребляющей четверть всей электроэнергии, производимой в мире. И его растущая экономика требует еще больше электроэнергии. Но даже при том, что Китай продолжает быстрыми темпами развивать ветровую и солнечную энергетику, опережая весь остальной мир, он все равно ежемесячно вводит в строй по три высокоэффективные угольные электростанции.
Глава 44
Прорывные технологии
«У нас нет технологий, которые могли бы довести энергетический поворот до полного отсутствия углерода», – категорично заявляет Эрнест Мониз, профессор Массачусетского технологического института и бывший министр энергетики Соединенных Штатов. Какие же технологии могут ускорить энергетический поворот и придать ему новую форму? В новом исследовании «Развитие ландшафта инноваций в области чистой энергетики», проведенном под нашим с Монизом руководством по заказу фонда Гейтса и организации Breakthrough Energy Coalition, указаны 23 технологии, обладающие наиболее высоким прорывным потенциалом с точки зрения энергетического перехода. Они разделены по девяти категориям: технологии хранения электроэнергии и производства аккумуляторов решают проблему прерывистости, мешающую полномасштабному использованию энергии ветра и солнца. Усовершенствованные атомные реакторы и небольшие атомные реакторы нового поколения позволят дать новый старт безуглеродной атомной энергетике. В настоящий момент в Соединенных Штатах насчитывается более 60 перспективных исследовательских проектов в области атомной энергетики, развиваемых частным сектором
[465].
«А что с водородом?» – этот вопрос раздается рефреном уже много лет. После фальстарта опять делается акцент на применении водорода в топливных элементах в стационарных условиях и на автомобилях (в качестве альтернативы электромобилям), а также в качестве замены природного газа для отопления. В этом нет особенного волшебства. Водород уже широко используется в нефтепереработке и производстве удобрений. Являясь самым распространенным химическим элементом, водород практически не существует в природе сам по себе, кроме редких исключений. Водород в чистом виде получают, расщепляя молекулы. Сегодня большую часть водорода получают из природного газа и каменного угля (типичная молекула природного газа состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода). Его также можно получать методом электролиза, пропуская электрический ток через воду. Получить электрический ток можно с помощью возобновляемых источников энергии, которые, в свою очередь, дают возможность воспользоваться избытком электроэнергии, получаемой на солнечных и ветряных электростанциях, – и избежать выбросов СО2. По некоторым оценкам, это могло бы довести долю водорода в энергетическом балансе до 10–25 %. Но для того, чтобы добиться масштабных результатов, необходимы использование достижений технологического прогресса, серьезные меры по сокращению издержек и очень большие вложения в инфраструктуру
[466].
Передовые технологии, включая 3D-печать, могли бы оказать очень сильное влияние на использование энергии посредством, среди прочего, исключения транспортных издержек из стоимости. Новые технологии для зданий могли бы сделать их более энергоэффективными. Модернизация энергосетей и строительство умных городов могли бы стимулировать использование цифровых технологий, повысить устойчивость и создать двусторонний обмен между поставщиками и потребителями электроэнергии.
Вопросом критической важности будет крупномасштабное снижение эмиссии углерода. Сюда входит улавливание, использование и хранение углерода; адаптация фотосинтеза к переходу от солнечного света и растений непосредственно к топливу и биологическое связывание углерода в растениях. Улавливание углерода считается необходимым для того, чтобы сделать мир полностью свободным от эмиссии углерода. Международная группа экспертов ООН по изменению климата отводит важную роль улавливанию углерода в своем наборе мер по борьбе с изменением климата. Так же поступает и Международное энергетическое агентство
[467].
