Ветер и солнечная энергия в 2022 году впервые в истории ЕС стали основными источниками электроэнергии
В 2022 году ветер и солнечная энергия впервые стали основным источником электроэнергии в ЕС. Согласно отчёту аналитического центра Ember, на эти два вида зелёной энергии пришлось 22,3% по сравнению с 21,9% ядерной и 19,9% газовой энергии.
Во многом это связано с повышением цены на газ с 2021 года, поясняет Дейв Джонс, руководитель отдела анализа данных в Ember, и с перебоями в работе как ядерных, так и гидроэлектростанций:
«Сильная засуха в Европе привела к самому низкому уровню гидрогенерации по крайней мере с 2000 года, а во Франции произошли массовые неожиданные отключения атомных станций как раз в тот момент, когда немецкие атомные блоки закрывались».
Около 83% этой нехватки смогли перекрыть солнечные и ветровые электростанции, помогло также снижение спроса на электроэнергию. По данным Ember, потребление электричества в последнем квартале года упало на 8% благодаря мягкой погоде и общественным усилиям по сокращению потребления энергии.
Уголь в обеспечении Европы электричеством в 2022 году сыграл минимальную роль. В последние четыре месяца года угольная энергетика упала на 6% по сравнению с тем же периодом 2021 года. Аналитики полагают, что в 2023 году тенденции сохранятся: рост использования ветровой и солнечной энергетики продолжится, а производство электроэнергии на ископаемом топливе упадёт, причём падение может достичь 20%.
«Генерация электроэнергии из угля упадёт, но ещё быстрее упадёт потребление газа, который будет дороже угля как минимум до 2025 года».
Джонс добавляет, что энергетический кризис «несомненно ускорил переход к возобновляемой электроэнергии в Европе».
«Европейские страны не только по-прежнему привержены поэтапному отказу от угля, но теперь также стремятся отказаться от газа. Европа стремительно движется к чистым источникам электричества, и в 2023 году это проявится в полной мере. Изменения грядут быстро, и все должны быть к этому готовы».
Путин напомнил, откуда берётся электричество в Европе
Санкт-Петербург, 29 апреля, 2021, 14:51 — ИА Регнум. «Северный поток — 2» является проектом, в котором стратегически заинтересованы страны Евросоюза. Об этом 29 апреля заявил президент России Владимир Путин с представителями деловых кругов Франции.
«К сожалению, вокруг этого проекта очень много различного рода политических спекуляций, но хочу подчеркнуть ещё раз: это чисто экономический проект, не имеющий ничего общего с политической конъюнктурой сегодняшнего дня», — заявил Путин.
По его словам, критика проекта связана прежде всего с попытками недобросовестной конкуренции на европейском рынке.
«Используют всякие различные политические силы, которые считают, что электричество берётся прямо из розетки электрической, а как оно туда попадает, никто не вдаётся в подробности», — отметил президент.
«У нас, знаете, был такой писатель, классик Салтыков-Щедрин, у него был персонаж — генерал, который в лесу оказался. Он посылал денщика за булочками, полагал, что круассаны и булочки растут на деревьях. Вот, по-моему, некоторые политические силы считают, что электричество берётся просто из розетки», — подчеркнул он.
Свет в конце «зелёного» туннеля. Что будет с энергетикой Европы?
В то время как США полностью запретили нефтеэкспорт из России, Евросоюз ещё в раздумьях. Ситуация для него тяжёлая: зависимость Старого Света от нашего газа — около 40%.
Тем не менее еврочиновники бодро заявляют о желании заместить российские углеводороды. Германия спешно строит терминалы для приёма сжиженного природного газа (СПГ). А ещё звучат призывы затянуть пояса: в той же Германии предложили ввести ограничение скорости на дорогах ради экономии бензина и есть поменьше мяса. Призывы, кстати, вполне здравые, но запоздалые: как известно, именно чрезмерное потребление приводит к кризису капиталистической системы, которая ищет выход из него в вооружённых конфликтах, ею же инициированных. То есть затягивать пояса «золотому миллиарду» нужно было раньше, но еврообывателям этого, конечно, не говорят. А говорят, что нынешнее снижение потребления будет их «вкладом против Путина».
Сейчас, когда европейцы расконсервируют угольные шахты и ТЭС, как-то с трудом верится, что лишь пару лет назад они же объявили о «зелёном» энергопереходе — обязательстве к 2050 году достигнуть нулевых выбросов парниковых газов и построить углеродно-нейтральную экономику. Куда же им идти теперь и что будет с «зелёной» повесткой?
СПГ — неадекватная замена
Европа потребляет 540-560 миллиардов кубометров газа, около 200 миллиардов поступает из нашей страны, из них по трубе — 180 миллиардов. В августе прошлого года случилось ключевое событие: цена на газ достигла 500 долларов за тысячу кубов, причем это произошло без участия России — причина в том, что поставки Катара и США были перенаправлены в Азию. Высокая цена спровоцировала кризис не только в энергетике, но и в промышленности, где природный газ широко используется.
Ситуация усугубилась тем, что в Европе выдался безветренный год — производство электроэнергии на ветряных электростанциях резко упало. Этот провал надо было чем-то компенсировать. Атомная энергетика в ЕС, за исключением Франции, развита слабо, крупных ГЭС там тоже нет — пришлось вспомнить об угольных станциях, которые ранее были законсервированы. Кстати, уголь, который экологически вреден и опасен (продукты сгорания усиливают глобальное потепление, а микрочастицы, проникая в кровь, повышают риск инфарктов и инсультов), как ни странно, находится на втором месте по количеству энергии, которую он даёт человечеству. По этому показателю он уступает нефти, но опережает природный газ.
«В результате кризиса европейцы вышли из зимы с пустыми газовыми хранилищами. Для них ситуация и так была непростой, а теперь они её сами усложнили, объявив о том, что собираются заместить российский газ, и плохо представляя, как это сделать. Мне кажется, там расчётами никто не занимается. Их доклады о том, как заменить Россию на рынке газа, без слёз читать нельзя, — говорит гендиректор Фонда национальной энергетической безопасности, профессор Финансового университета при Правительстве РФ Константин Симонов. — Очевидно, сделать это быстро у них не получится. Мы видим дикий рост цен, исторические рекорды, а главное — разбалансировку рынка и полное обрушение всех правил и договорённостей. Они обсуждают, сможет ли Евросоюз существовать без российского газа, и не говорят о том, что есть подписанные контракты, которые надо выполнять! Как такое может быть? То, что мы получим в результате разрушения этих правил — вопрос, который более важен, чем вопрос, проживёт ли ЕС без нашего газа».
Отказываясь от российских энергоносителей, Европа первым делом отдаст предпочтение американскому сжиженному газу. Это всем ясно, США своих интересов тут не скрывают. Но не стоит рассчитывать исключительно на эти ресурсы, считает член Научного совета РАН по системным исследованиям в энергетике Андрей Конопляник:
«Европа собирается делать ставку на СПГ и альтернативные трубопроводные поставки. Но СПГ идёт туда, где выше цена. Подавляющую часть времени это Азия, а не Европа. Рассчитывать на него как на стабильную замену российскому газу невозможно. Кроме того, они хотят одного крупного поставщика из закольцованной системы заменить многими мелкими из отдельных месторождений. Но это будет неадекватная замена: произойдёт резкое уменьшение надёжности поставок и увеличение геологических рисков».
Иллюзии «зелёного» водорода
В планах по снижению газовой зависимости ЕС от России, предложенных Международным энергетическим агентством и Еврокомиссией, есть пункт, посвящённый возобновляемой энергетике. Европейцам рекомендуют ускорить проекты в области ветровой и солнечной генерации. Получая электричество от ветряных и солнечных станций, можно методом электролиза вырабатывать из воды водород и заменить им природный газ. Правда, ветряки могут не крутиться неделями, если погода будет безветренной (что и показал 2021 год), а солнце имеет особенность прятаться за тучами. Да и сама идея «зелёного» водорода вызывает нарекания.
«Это философия, построенная на иллюзиях, ведь выработка водорода с помощью возобновляемых источников энергии не является климатически нейтральной, — рассуждает Андрей Конопляник. — Производство оборудования что солнечных или ветровых электростанций, что для производства водорода сопровождается более высокими выбросами, чем производство оборудования для традиционной электрогенерации — на основе ископаемого топлива. Нельзя рассчитывать на то, что полученная ветряками электроэнергия значительное время у вас будет по нулевой цене, что даст вам возможность вырабатывать дешевый „зелёный“ водород. Ведь тут всё зависит от погоды, вы просто не наберёте нужное вам количество часов использования возобновляемых источников по нулевой цене.
Вопросы, связанные с дальней транспортировкой водопровода по трубам, абсолютно не проработаны. Это вещь в принципе невозможная. Дело в том, что этот газ обладает чрезвычайно высокой проницаемостью, он будет проникать в металл везде, где тот не защищён, прежде всего — на стыках. Закачивать его в трубопровод — всё равно, что заливать в автомобильный двигатель вместо бензина скипидар.
Вообще, когда говорят, что возобновляемая энергия — самая дешёвая, это тоже иллюзия. Смотря как считать, при какой загрузке генерирующих мощностей. Если при постоянной, то да. Кроме того, невозможно построить централизованную систему энергоснабжения на базе непредсказуемых (зависимых от погоды) возобновляемых источников. У вас просто не получится синхронизировать графики производства возобновляемой энергии с графиком нагрузки потребителей».
Как насчёт дров?
Вспомнили в Европе и об атомной энергетике, которая уже не кажется жителям Старого Света «грязной». Так, планы строительства собственных АЭС вынашивают Польша и Эстония. Впрочем, не исключено, что кто-то ударится в другую крайность — будет топить чуть ли не дровами. Идеи перевести ТЭС на древесные пеллеты тоже звучат. Кстати, этот вид биотоплива не намного дороже газа, а площадь лесов в Европе сейчас увеличивается. Это следствие грамотного лесопользования и мягкого климата.
В условиях разбалансировки топливного рынка и туманного энергетического будущего Европы совершенно непонятно, как теперь быть с «зелёной» повесткой.
«В Европе уже нет никакой „зелёной“ повестки, речь там идёт о расконсервации угольных станций и фактически о выживании, — убеждён руководитель Центра анализа стратегий и технологий развития ТЭК РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина Вячеслав Мищенко. — Когда-то мы верили, что у них есть некие планы по устойчивому развитию. Теперь на этом можно поставить точку. Такое ощущение, что Европа надеется на какие-то случайные обстоятельства, которые могут произойти и помочь ей».
Но есть и противоположное мнение. «В долгосрочной перспективе курс ЕС на „зелёную“ энергетику сохранится. Европа о ней забывать точно не станет, — считает эколог, профессор НИУ ВШЭ, доктор биологических наук Дмитрий Замолодчиков. — Энергетический кризис продлится какое-то время, но его решение в долгосрочной перспективе будет связано именно с развитием „зелёной“ энергетики. Будет происходить постепенный отказ от угля и других видов ископаемого топлива. Все они рано или поздно будут заменены на комбинацию из двух видов энергетики — возобновляемой и водородной. В некоторых странах в неё войдёт и атомная. Причём вполне возможно, что нынешняя кризисная ситуация только ускорит переход на „зелёную“ энергетику».
Что можно утверждать наверняка, так это то, что в обозримом будущем российский газ Европе будет нужен как воздух. И вся та истерика, которую мы наблюдаем, преследует исключительно политические цели. Если цели у неё вообще есть.
Неустойчивая замена: может ли Европа обойтись возобновляемыми источниками энергии
Любовь европейских политиков к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) подогревается не только заботой об экологии и климате, но и стремлением к независимости от российских энергоносителей. Украинский кризис многократно усилил это желание, особенно после требования России платить за газ рублями. Однако отказаться от голубого топлива —задача на десятилетия.
Жать на газ
Идея полностью заменить российский газ возобновляемыми источниками энергии сейчас не выглядит реалистичной. В 2020 году ЕС потребил около 16 млн тераджоулей (ТДж) газа в пересчете на энергию сжигания, а добыл при этом менее 2 млн ТДж. Около 23% всего импорта газа в ЕС обеспечила Россия — это второй результат после Норвегии с ее 25%. Четверку главных поставщиков замыкают Украина (13%) и Беларусь (10%), поставки из которых — это по сути перепроданный российский газ.
Альтернативные источники энергии — это в основном солнце, ветер и биотопливо. Но производство биотоплива требует посевных площадей. Вряд ли при растущих ценах на продовольствие кто-то решится сажать рапс вместо пшеницы. Поэтому сосредоточимся на альтернативой электроэнергетике.
В 2019 году валовое производство электроэнергии в ЕС составило 2900 ТВт∙ч, из них 22% было получено из возобновляемых источников (включая гидрогенерацию). Чтобы заменить «альтернативным» электричеством энергию, получаемую из российского газа, европейцам пришлось бы увеличить возобновляемую генерацию в 2,4 раза. Это вряд ли возможно в ближайшие годы.
При этом получить нужную энергию мало — нужно довести ее до потребителя. Газ используется не только на газовых электростанциях (21% всей электрогенерации в ЕС), но и для отопления, работы промышленных предприятий и т. д. Чтобы заменить всю «газовую» инфраструктуру на «электрическую», потребовались бы колоссальные затраты.
Таким образом, в ближайшие годы возобновляемые источники могут несколько потеснить российский газ на рынке, но никак не заменить его.
А что в долгосрочной перспективе? Могут ли альтернативные источники энергии заменить собой ископаемое топливо хотя бы в производстве электроэнергии?
Не касаясь экологии, углеродного следа и экономической рентабельности, обсудим более простой вопрос: могут ли возобновляемые источники бесперебойно обеспечивать нужное количество энергии?
К солнцу на крыльях ветра
Среди энергоскептиков циркулирует миф, что время энергетической окупаемости (energy payback time) солнечных и ветровых генераторов превышает срок их службы. Другими словами, за всю «карьеру» они вырабатывают меньше энергии, чем требуется для их изготовления. А значит, альтернативный генератор всего лишь аккумулирует в себе энергию традиционных источников, да еще и с существенными потерями.
Возможно, на заре отрасли так и было, но с тех пор картина изменилась. Так, по данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США, солнечные батареи окупаются по энергии за три-четыре года при сроке службы 20-30 лет.
Схожие цифры относятся и к ветроэнергетике. Еще в 2010 году был опубликован метаанализ 50 исследований, проведенных в период с 1977 по 2007 год и охвативших 119 моделей ветрогенераторов. Несмотря на большой разброс данных, получилось, что за время работы ветряк вырабатывает в среднем в 20–25 раз больше энергии, чем требуется для его изготовления. В 2014-м вышла работа, в которой время энергетической окупаемости двух моделей ветрогенераторов оценивалось в пять–шесть месяцев.
Таким образом, солнце и ветер действительно дают новую энергию. Другой вопрос, хватит ли этой энергии на всех, или кто-то уйдет обиженным.
Полтора года назад ученые из США и Китая попытались дать ответ на страницах журнала Nature Communications. Они проанализировали солнечные и ветровые ресурсы 42 стран со всех континентов по наблюдениям за 39 лет (с 1980 по 2018 год). Далее исследователи вычислили, сколько энергии можно было бы получить из этих ресурсов, и сравнили с потребностями упомянутых стран в электричестве. Авторы особо подчеркнули, что их интересовали принципиальные геофизические ограничения, а вовсе не экономика или геополитика.
Спрос и выработку электроэнергии эксперты учитывали не в среднем за год, а вразбивку по времени года и суток. Они учитывали, что солнечные батареи работают только днем, зато ночью сильнее ветер, что зимой меньше солнца, но больше ветра, и т. д.
Специалисты рассмотрели несколько моделей солнечно-ветровой энергетики. В простейшей из них энергия не запасалась и вырабатывалась без избытка. Тогда солнце и ветер могли обеспечить только 72–91% (в среднем 83%) спроса на электроэнергию. То есть обойтись совсем без традиционных источников энергии все-таки не получилось.
Самые надежные (в смысле вероятности перебоев) схемы генерации, достижимые в этой модели, всегда требовали больше ветра, чем солнца. Доля ветровых генераторов в общей солнечно-ветровой мощности колебалась от 65% для залитых солнцем Алжира и Египта до 85% для северных России и Канады, а в среднем составила 73%.
Во вторую модель была добавлена возможность запасать энергию, выработанную в течение трех или 12 часов. Естественно, это улучшило показатели. Система с 12-часовым хранением могла бы удовлетворить 83–94% (в среднем 90%) спроса на электроэнергию. При этом оптимальная доля солнечной энергетики сильно менялась от страны к стране — от 10 до 70%.
Другим способом удовлетворить спрос оказалась избыточная генерация. Если вырабатывать в год в 1,5 раза больше энергии, чем нужно, то даже в самые плохие часы ее, скорее всего, хватит для потребителей. Неудивительно, что такие системы удовлетворяли 83–99% (в среднем 94%) спроса. А добавление к этой избыточной генерации еще и 12-часового хранения позволило бы удовлетворить спрос на 89–100%, в среднем на 98%.
Еще лучших результатов можно добиться, если интегрировать солнечно-ветровые системы в масштабах континентов. Тогда энергия могла бы перетекать оттуда, где ее слишком много, туда, где ее не хватает. Впрочем, в эпоху геополитических бурь о единой континентальной энергосистеме остается только мечтать.
Однако лететь на крыльях ветра в солнечные дали рановато. Надежность в 98% хороша только на первый взгляд. Два процента неудовлетворенного спроса — это 175 часов без электричества в год. Между тем стандарты надежности электросети в развитых странах допускают отключения не более чем на два-три часа в год. Чтобы залатать эту дыру, понадобятся резервные мощности, которые большую часть времени будут простаивать.
Кроме того, вырабатывать в 1,5 раза больше энергии, чем нужно (и, значит, треть ее тратить «в молоко») — тоже не слишком экономично. Наконец, где запасти энергию на 12 часов потребления? Как отмечают авторы, для одной только Германии это 0,7 ТВт∙ч, что более чем втрое превышает емкость всех произведенных литиево-ионных аккумуляторов.
Резюмируем. Доля солнечной и ветровой генерации в энергетическом балансе Европы и планеты в целом, вполне вероятно, будет нарастать. Но даже если уставить всю Землю ветряками и солнечными панелями, совсем отказаться от традиционной электрогенерации не получится. Или получится, но с серьезными потерями. Чтобы сделать солнечно-ветровую энергетику хотя бы минимально надежной, нужны новые технологии хранения энергии, которых сейчас нет, и неизвестно, когда они появятся. Не исключено, что термоядерная революция случится раньше, чем будет остановлена последняя газовая электростанция.