Немного о солнечной энергетике
Итак, свершилось: в мировом масштабе по установленной мощности солнечная энергетика превысила 100 ГВт. Вчерашнее заявление Европейской ассоциации производителей фотоэлементов уверяет, что у неё теперь 101 ГВт, причём 30% из этой мощности было введено в 2012 году. Иными словами, годовой прирост мощностей значительно превысил 40%, и если это тенденция, а не всплеск, то каждый два года гелиоэнергетика должна удваиваться и к 2025 году обогнать все современные электростанции вместе взятые. «Десять лет назад никто не думал, что солнечной энергетике удастся достичь 100 ГВт мощности к 2012 году», — заметил президент ассоциации Винфрид Хоффман (Winfried Hoffmann). И это действительно настоящий рывок: за 2010–2012 годы сектор вырос в два с лишним раза, и ни на какой эффект низкой базы такое не спишешь. Но значит ли это, что в 2025-м всё в мировой энергетике будет зелёным и безоблачным? Увы, скорее, наоборот. Да, есть счастливцы вроде Дании, Испании, Португалии и Никарагуа, что получают 22–35% электроэнергии из возобновляемых источников (ветра, солнца и биомассы). Но на этом список таких стран пока и заканчивается. А пристальный взгляд на этот бурный рост не слишком радует. 17 ГВт из введённых в прошлом году тридцати появилось в Европе (там же в 2011 году было введено 23 ГВт). На счету Германии более четверти новых станций (7,6 ГВт), что больше, чем в США и Китае вместе взятых. Даже Италия опередила США (3,3 против 3,2 ГВт). Причины очевидны: Штаты менее чувствительны к заклинаниям о вреде глобального потепления, а также располагают дешёвым карьерным углем, равно как и смелостью, достаточной для разработки сланцевого газа, делающего их лидерами мировой газодобычи. Итак, на сегодня прагматизм и солнечная энергетика почти несовместимы. Даже с учётом субсидий для фотоэлементных гелиоэлектростанций американское Минэнерго заявляет их цены в 15–22 цента за киловатт-час. Для угля и газа цифры в 1,5–3 раза ниже. Может показаться, что Европе на цены плевать, а следовательно, рано или поздно всё здесь придёт в норму. Так, в Германии уже в первой половине прошлого года 4,5% энергии было выработано солнцем. Но это не вся правда. Дело в том, что в Евросоюзе цены на ввод мощностей альтернативной энергетики много выше, чем в Китае, Индии или даже США, а эффективность их ниже. Свежий пример: Lieberose Photovoltaic Park (третья в мире по мощности), располагающая 70,8 МВт, обошлась ФРГ в $238 млн, выше $3 360 за кВт•ч. В то же время работает она близ Берлина, где каждый квадратный метр за год получает от солнца чуть более 1 000 кВт•ч. В Индии же сейчас строится комплекс на 500 МВт (200 МВт уже в строю) стоимостью в $280 млн, а квадратный метр в Гуджарате получает 2 000 кВт•ч в год. То есть европейский гелиопрорыв возможен только до тех пор, пока солнечная энергетика остаётся там зеленой модой. Занятие ею существенной доли рынка приведёт к такому росту цен на электроэнергию, что конкурентоспособность местных экономик упадёт до нуля и похоронит под собой всё, не забыв закатить солнце. В общем, без значительного снижения цен на фотоэлементы прогрессу в развитых странах не бывать. Другим невидимым камнем преткновения остаётся малый срок службы современных фотоэлементов: после 25 лет их КПД начинает падать, а после 30 эксплуатация становится менее эффективной, чем полная замена. Оборудование угольной или газовой ТЭС с капитальными ремонтами может протянуть вдвое больше. Наконец, хотя свет не нефть, региональный диспаритет и здесь огромен. Все эти германские солнечные парки хорошо бы строить в Северной Африке, где на квадратный метр за год приходится в два с половиной раза больше солнечной энергии, а земля в сотни раз дешевле. Но это требует такой степени политической и экономической интеграции, которую сейчас сложно себе представить. Главное же препятствие — level cap от масштаба. Сегодня мощности солнечных батарей равны 2% общемировых. Как только они достигнут 20%, полностью использовать эту энергию днём уже не получится, что заставит либо перебрасывать её в соседние регионы (желательно на север), на сотни и тысячи километров, либо запасать в ГАЭС. Второе очень дорого, первое не так разорительно, но требует большой степени той самой отсутствующей межстрановой интеграции из предыдущего абзаца. Вывод: к 2025 году светило не похоронит остальную энергетику (здесь «Газпром» мог бы выдохнуть, если бы история со сланцевым газом не доказала, что он не умеет читать) и вряд ли превысит 20% общей генерации, да и то лишь в при массированных субсидиях в развитых странах и (или) резком росте КПД / снижения стоимости солнечных батарей. А теперь обратимся к другому яркому направлению альтернативной энергетики. Как ни смешно, но сегодня в тех же США угольные и ветряные электростанции дают электроэнергию по очень близким ценам. И рост последних действительно впечатляет: мощности ветряков сегодня равны 282 ГВт (5% общемировой), при этом 44 ГВт было введено в одном только 2012 году. 60% всей ветроэнергетики мира находится в КНР, США и Германии, а генерация, по предварительным данным за 2012 год, намного превысила 0,5 трлн кВт•ч. Идиллия? Вовсе нет. Да, в 2013 году доля ветра в мировом электроэнергетическом балансе может достичь одной тридцатой, а в 2018-м — 8%. Тем не менее его трудности сходны с теми, что испытывает солнечная энергетика. Мощность ветряка зависит от куба скорости ветра, так что в центре России и в Волгоградской области кВт•ч по стоимости потенциально разнится семнадцатикратно (в солнечной энергетике — всего вдвое). Иными словами, живущие в зоне сильных постоянных ветров действительно могут полагаться на ветроэнергетику как на один из основных энергоисточников. Но ветряки быстро занимают там все пригодные земли, да и источник этот нестабилен (ветер дует не всегда), то есть в перспективе более 20% годовой генерации так не наберёшь. Можно запасать энергию в ГАЭС, но кто оплатит банкет в честь окончания их строительства? Нет, конечно, всегда есть альтернативные методы: якорные офшорные ветряки, запасающие энергию в водовороте прямо под собой, и так далее... Да только они ещё не вышли на стадию промышленного производства. Поэтому офшорная ветроэнергетика, способная покончить с дефицитом богатых ветром мест, продвигается в мире черепашьим шагом. США, например, только сейчас начали строить первую такую электростанцию, причём совсем не торопятся: ввод намечен на... 2015 год. Причины тривиальны: наземные ветряки производят энергию по 9,6 цента за кВт•ч, а офшорные — по 33–34 цента (данные Министерства энергетики США). Если и разворачивать массовое строительство последних, то лишь после вывоза ещё остающейся в этой стране промышленности в Юго-Восточную Азию. А всему виной огромная стоимость укрепляемых на мелководье циклопических ветряков традиционных конструкций, которые давно пора заменить чем-то иным, вот только вкладываться в такие исследования мало кто готов. На этом месте пессимист непременно отметит: как бы ни были велики успехи альтернативной энергетики, без серьёзных технологических сдвигов даже к 2025 году окончательной победы над углём (не говоря уже о газе) ждать не приходится. А оптимист, разумеется, пообещает немедленное внедрение наноантенн к концу десятилетия и прочие высокотехнологические радости. Ну а истинное положение дел будет определяться курсом, проложенным между этими крайностями. Подготовлено по материалам Европейской ассоциации производителей фотоэлементов.
