Пределы роста ВИЭ

В 1972 г. в США была опубликована знаменитая книга Денниса Медоуза «Пределы роста». В ней видные американские учёные в подробностях изложили одноимённый доклад Римскому клубу о результатах моделирования процессов роста мирового населения и материального потребления. Моделирование было проведено в 1970-1972 гг. в отделе системной динамики Слоуновской школы менеджмента при Массачусетском технологическом институте. И оно показало, что действовавшие на тот момент социально-экономические и политические тенденции приведут к разрушению основ индустриального общества. Авторы просчитали 12 сценариев и выяснили, что мир с большой вероятностью движется к крупной гуманитарной катастрофе - голоду и резкому сокращению населения планеты к 2100 г.

Следует отметить, что в 1970-х учёные из Массачусетса не учли будущего технического прогресса. Вскоре случилась революция в сельском хозяйстве, связанная с применением новых синтетических удобрений. Крупным агрохолдингам удалось кардинально увеличить урожайность основных сельскохозяйственных культур, снизив остроту продовольственной проблемы. Однако следует отметить, что удобрения производятся с большими затратами электрической энергии и природного газа, возможности производства которых тоже не беспредельны.

Через тридцать лет авторы повторили моделирование на более мощных компьютерах с учётом свежих данных и пришли практически к тем же выводам, что и прежде: в условиях ограниченных природных ресурсов рост мировых населения и экономики имеют свои пределы. По результатам нового исследования вышла вторая книга - «Пределы роста: 30 лет спустя». Она была воспринята публикой с меньшим скептицизмом, чем первая. В начале нового тысячелетия общество уже понимало, что на ограниченном пространстве земного шара бесконечный рост невозможен.

В итоге «Пределы роста» наделали много медийного шума и помогли нам изменить отношение к вопросам экологии и использования природных ресурсов. Далее за дело взялись политики. Далеко не случайно, что вскоре после опубликования второй книги повсеместно зазвучал термин «устойчивое развитие» и правительства промышленно развитых стран начали организовывать переход на безуглеродную энергетику, появились «зелёные» тарифы и другие стимулы для строительства объектов солнечной и ветровой генерации.

12 декабря 2018 г. в Москве на конференции газеты «Ведомости» было объявлено об учреждении Ассоциации развития возобновляемой энергетики - АРВЭ. Как отметил глава «Роснано» Анатолий Чубайс, избранный президентом этой некоммерческой организации, «речь идёт о возникающем в нашей стране крупном промышленном, научном и образовательном комплексе». Насколько крупном?

Давайте попробуем гипотетически оценить предельный размер рынка, например, с точки зрения мощностей солнечной генерации. Предположим, что вся электроэнергия в нашей стране (для простоты возьмём круглое число 1200 млрд кВт·ч в год) вырабатывается без использования углеводородов в равных долях станциями четырёх видов: атомными, гидравлическими, солнечными и ветряными. Тогда солнечные станции должны за год выдать 300 млрд кВт·ч электроэнергии. С учётом коэффициента использования установленной мощности (как показывает практика, на СЭС, находящихся на Юге России, он достигает 15%) потребуется построить гигантские солнечные генерирующие мощности - 228 ГВт! Для сравнения: суммарная установленная мощность всех объектов генерации в рамках Единой энергетической системы России на начало 2018 г. была равна 240 ГВт.

228 ГВт - это, конечно, предельный параметр, полученный, исходя из сумасшедшей гипотезы о том, что наше правительство будет с упрямством некоторых европейских стран добиваться полностью безуглеродной генерации. А теперь давайте вспомним, что каждый квадратный метр земной поверхности в виде солнечного излучения получает мощность до 1 кВт, и учтём КПД фотоэлектрических преобразователей - 20%. Тогда нам потребуются солнечные панели суммарной площадью 1140 млрд м2. На каждого жителя нашей страны, которых примерно 150 млн, придётся 7600 м2. Учтя промежутки между отдельными модулями и их рядами, получаем гектар на человека. Представьте, читатель, что вы целый день едете по шоссе, а по обеим его сторонам - бескрайние поля солнечных панелей.

Гипотетические перспективы для бизнеса в сфере солнечной энергетики просто фантастические, нужна лишь помощь крепких лоббистов, включая АРВЭ. Справедливости ради отметим, что у Ассоциации развития возобновляемой энергетики много разных задач, включая приведение существующих нормативов к новым реалиям. Иначе, например, генерирующим компаниям придётся строить заборы и размещать охрану вокруг каждого отдельного ветрогенератора.

Однако давайте вернёмся к солнечной энергетике, которая имеет очевидные физические пределы. Крыш и стен зданий явно не хватит для размещения необходимого количества панелей, особенно если учесть ожидаемый переход на электрический транспорт. В России восточнее Уральских гор можно найти столько свободных земель, что на каждого жителя нашей страны придётся по нескольку гектаров, но Европа свободными пространствами похвастаться не может: полмиллиарда человек размещаются там крайне плотно. Вполне возможно, что пределы роста по солнечной генерации там проявятся уже через 10-20 лет. Недаром Институт солнечной энергетики Общества им. Фраунгофера ведёт в Германии исследовательский проект по использованию земель одновременно для аграрного и энергетического производства.

В последнее время на отраслевых форумах всё чаще звучит тезис о том, что Россия - Великая энергетическая держава. И речь не только о том, что у нас гигантские залежи природного газа, нефти, каменного угля, и о том, что мы занимаем первое место в мире по суммарному экспорту энергоносителей. У нас также имеется огромный потенциал для развития солнечной и ветровой генерации. Не исчерпаны возможности и гидрогенерации. Например, на побережье Охотского моря есть уникальный Тугурский залив, в котором можно построить приливную электростанцию мощностью без малого 8 ГВт! Согласно предварительному проекту, там планируется разместить 1360 однотипных энергоагрегатов с ортогональными гидротурбинами.

Глядя на гигантский потенциал возобновляемой энергетики, в нашу страну пришли сразу три зарубежных производителя ветровых турбин - Vestas, Siemens Gamesa и Lagerwey. Государственная программа ДПМ ВИЭ до 2024 г. экономически не оправдывает локализацию производства ветровых турбин сразу трёх разных производителей, но компании смотрят дальше и шире. На бескрайних просторах России найдётся немало мест, где в перспективе можно построить хорошие ветропарки. Однако и у ветровой энергетики должен быть свой предел роста.

* * *

Деннис Медоуз и его коллеги - соавторы книг, наверное, давно уже на пенсии. Кто же продолжит моделирование, чтобы прояснить, на каком уровне и когда мир упрётся в физические пределы развития ВИЭ и безуглеродной энергетики?

-------------------------------------------------------------------

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.