100% возобновляемой энергии – достижимое и неотложное будущее

Wind Power Smøla Credit: flickr.com/ Statkraft

Так, по результатам нового исследования, выполненного учеными Технологического университета Лаппеенранты (Финляндия), Россия может производить 100% электричества от возобновляемых источников энергии (ВИЭ) уже к 2030 году. Исследователи разработали для России и Центральной Азии модель энергетической системы, которая показывает, что чистая энергия является наиболее экономически выгодным вариантом для региона: стоимость возобновляемого электричества будет вдвое ниже стоимости электричества, произведенного на новых АЭС или угольных станциях, оснащенных технологией улавливания и хранения углерода.

Существующая энергетическая система в России и многих странах исследуемого региона – Беларуси, Казахстана, Узбекистана, Туркменистана, Армении, Азербайджана, Грузии, Кыргызстана и Таджикистана – зависит от ископаемого топлива и атомной энергии. Между тем, финские ученые отмечают, что переход к возобновляемой энергетике в этих странах возможен в силу изобилия различных источников возобновляемой энергии. Исследователи предлагают создать электроэнергетическую «суперсеть», которая соединит различные ВИЭ региона между собой.

Основным источником энергии в такой сети общим объемом установленных мощностей 550 ГВт станет ветер, за счет которого будет вырабатываться около 60% электричества, а остальное будет равномерно распределено между солнечной энергией, биомассой и гидроэнергетикой при сравнительно небольшом вкладе геотермики. В настоящее время при общем мощности существующей сети 388 ГВт за счет ветра и солнца производится только 1,5 ГВт.

ВИЭ, согласно выводам исследования, позволят России не только «стать одним из наиболее энергетически конкурентоспособных регионов мира», но и снизить стоимость электричества на 20% относительно нынешней. Но, по мнению автора модели, профессора Кристиана Брейера (Christian Breyer), главным препятствием развития возобновляемой энергетики в России является политическая воля.

К аналогичному выводу пришли ученые Стэнфордского университета (США), в исследовании которых отмечается, что «основные барьеры на пути к 100-процентной чистой энергии – социальные и политические, не технические или экономические».

Полный переход на ВИЭ к 2050 году – это задача вполне по плечу человечеству – такие прогнозы дают исследователи под руководством профессора Марка Джейкобсона (Mark Jacobson), которые определили оптимальную схему такого перехода для каждой страны и представили ее в виде интерактивной инфографики.

Уже через 35 лет большинство стран может обеспечивать 100% энергопотребления за счет ветра, солнца и воды, отказавшись от ископаемого топлива и атомной энергии, утверждают ученые, выполнившие соответствующие расчеты для 139 стран мира, в том числе России.

За счет ВИЭ можно обеспечивать 80% всей энергии в мире к 2030 году, 100% – к 2050, утверждают исследователи, отмечая, что к концу 2014 года в трех странах – Норвегии (58%), Парагвае (54%) и Исландии (46%) – уже были введены возобновляемые мощности, обеспечивающие более 35% прогнозируемого к 2050 году уровня энергопотребления. В среднем в мире этот показатель составляет 3,6%.

Учитывая различные факторы, в том числе предполагаемый уровень потребления и стоимость энергии, потенциал ВИЭ и наличие земель под строительство объектов, исследование предлагает для каждой страны структуру возобновляемой энергетики, способную полностью обеспечить будущее энергопотребление, включая производство электричества, отопление, транспорт, промышленность и сельское хозяйство, при минимизации выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ.

Так, для России предлагается следующий баланс энергетической генерации: 48,8% – морская ветроэнергетика, 22% – наземная ветроэнергетика, 20,6% – фотоэлектричество, 4,5% – гидроэнергетика, 2% – волновая энергетика, 1,3% – солнечные панели на крышах жилого сектора, 0,7% – солнечные панели на крышах коммерческого и государственного секторов, 0,1% – геотермика, 0,02% – приливная энергетика.

Что касается 139 стран мира в совокупности, к 2050 году их, по мнению авторов исследования, могут полностью обеспечивать чистой энергией: около 1,19 млн новых наземных ветровых турбин мощностью 5 МВт (обеспечивающих 19,8% энергии для всех нужд), 762 тыс. ветровых турбин морского базирования мощностью 5 МВт (12,9%), 496,6 тыс. фотоэлектрических станций мощностью 50 МВт (42,3%), 15,4 тыс. гелиотермальных электростанций (CSP) с хранилищами мощностью 100 МВт (7,7%), 653 млн фотоэлектрических систем на крышах жилых зданий мощностью 5 кВт (5,6%), 35,3 млн фотоэлектрических систем на крышах коммерческих и государственных зданий мощностью 100 кВт (6,0%), 840 геотермальных станций мощностью 100 МВт (0,74%), 496 тыс. волновых установок мощностью 0,75 МВт (0,72%), 32,1 тыс. приливных турбин мощностью 1 МВт (0,07%) и 0 новых гидроэлектростанций. «Коэффициент нагрузки существующих ГЭС слегка вырастет, и их доля в энергообеспечении составит 4,4%. Еще 9300 гелиотермальных станций с хранилищами мощностью 100 МВт и 99400 солнечных коллекторов для производства и хранения тепла мощностью 50 МВт потребуются для стабилизации сети. Такова одна из возможных комбинаций генерирующих мощностей», – говорится в исследовании.

Согласно расчетам ученых, благодаря тому, что исчезнет необходимость в добыче, транспортировке и переработке традиционных видов топлива, а также повышению энергоэффективности, в результате перехода от ископаемой и атомной энергетики к 100-процентной возобновляемой конечное энергопотребление в 139 странах сократится в среднем на 39,2%. Для России этот показатель составит 34%.

Результаты исследования отражают также такие социально-экономические преимущества полного перехода на ВИЭ, как создание новых рабочих мест и улучшение здоровья населения. Предложенный для России сценарий позволит создать почти 778 тыс. рабочих мест (занятость в течение 40 лет) в строительстве и 1274,5 тыс. рабочих мест в обслуживании энергетических объектов. Несмотря на то, что при глобальной трансформации энергетического сектора будет потеряно 28,4 млн рабочих мест, переход на ВИЭ в 139 странах обеспечит больше рабочих мест: 24 млн в строительстве и 26,4 млн в обслуживании.

Декарбонизация энергетики России позволит, согласно расчетам, предотвратить 104097 вызванных загрязнением воздуха смертей в год. В мире же полный отказ от ископаемого топлива позволит сохранить в среднем 4,6 (от 1,3 до 8) млн жизней, которые ежегодно уносит отравленный сжиганием углеводородов воздух. Экономически для России это означает сокращение затрат, связанных со смертностью и заболеваниями, на 1097,8 млрд долларов в год, или 17% ВВП. В мире это приведет к экономии в среднем 25,4 трлн долларов в год, или примерно 7,9% ВВП 139-ти государств, а также к отказу от примерно 17 трлн долларов в год климатических затрат.

Авторы исследования сравнивают будущую стоимость энергии при традиционном развитии событий и при предлагаемой трансформации для каждой рассматриваемой страны. Как показывает анализ, при переходе на чистую энергетику затраты на производство энергии составят примерно столько же, сколько при сценарии «бизнес как обычно», зато затраты, связанные с загрязнением атмосферы и изменением климата от использования ископаемого топлива, фактически исчезнут.

В России, как показывают расчеты, стоимость энергии при варианте «ископаемое топливо плюс атомная энергия» составит 10,5 цента за киловатт-час, к которым следует добавить связанные со здравоохранением, заболеваемостью и последствиями изменения климата затраты, составляющие еще 5,7 цента за киловатт-час. Стоимость энергии при сценарии «100% ВИЭ» составит 10,2 цента за киловатт-час.

«Стоимость электричества, произведенного с помощью гидроэнергетики, наземной ветроэнергетики, крупной солнечной энергетики уже сравнима или меньше стоимости электричества, произведенного газовыми станциями комбинированного цикла. Фотоэлектричество на крышах, морская ветроэнергетика, волновая и приливная энергетика – пока более дорогие технологии. Однако к 2050 году ожидается снижение стоимости электричества, выработанного с помощью ветра, солнца и воды, в то время как стоимость традиционных видов топлива вырастет», – говорится в исследовании.

Доклад указывает также на такие полезные результаты всеобъемлющего перехода на ВИЭ, как достижение значительной энергетической независимости государств, обеспечение доступа к распределенной энергии и сокращение энергетической бедности (от которых в настоящее время в мире страдают 4 млрд человек), снижение риска крупных нарушений работы сети из-за отключений подачи энергии и террористических актов благодаря децентрализации энергоснабжения и, наконец, шанс избежать роста выбросов CO2 и катастрофического изменения климата.

Галина Рагузина

ragunna@gmail.com