"Зелёная" энергетика: мифы новой эры
На вопросы «Завтра» отвечает специалист по энергетике, автор информационных порталов «Однако» и «На линии» Вячеслав Лактюшкин
"ЗАВТРА". Тема нашего сегодняшнего разговора — "зелёная" энергетика. Уже есть некие наработки, связанные с достаточно массовым внедрением "зелёной" энергетики в Европе и в США, как и в некоторых других частях мира. Что можно о ней сказать: это состоявшаяся технология, это технология, за которой светлейшее будущее, или это просто какая-то заурядная часть энергосистемы, которая будет с нами, но никогда не будет неким новым "становым хребтом" энергетики будущего?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. В последнее время появилось достаточно много интересных событий глобального плана. Я не имею в виду какие-то нюансы, а говорю именно о тенденциях. Например: солнечная энергетика начала сдавать свои позиции в Европе. В Германии, которая всегда была флагманом "зелёных" технологий, пик установки новых "зелёных" мощностей в генерации миновал примерно три года назад, а сейчас там устанавливают буквально считанные гигаватты — новые проекты в разы меньше, чем в 2012 году. Связано это с тем, что резко снизились субсидии в "зелень". Раньше субсидии позволяли иметь огромную маржу и производителям, и потребителям, и до этого снижение субсидий не особо отражалось на вводе новых мощностей. Но в 2016 году субсидии в Германии очень сильно ужали — и результат для "зелёных киловатт" оказался печальным — оказалось, что на свободном рынке они неконкурентны. То есть тренд в отрасли новой энергетики сегодня в Европе уже нисходящий.
"ЗАВТРА". Получается, что новые мощности ещё продолжают устанавливаться, но вот их темп ввода, та самая вторая производная — сильно упала?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да, именно скорость роста, то, на что все надеялись — очень просела. Это стало появляться буквально сразу, как только вышла итоговая статистика за 2015 год. Но это Европа — в то же время в других регионах идёт противоположная тенденция. Например, Китай сегодня уже имеет солнечной генерации больше, чем Германия. В 2015 году в Китае было уже примерно 43 гигаватта установленной солнечной мощности против 40 гигаватт в Германии. А ветряной электрогенерации в Китае даже больше, чем во всей Европе — то есть включая и таких флагманов зелёной энергетики, как Дания, Великобритания и Испания, и масса других стран Западной и Восточной Европы.
"ЗАВТРА". А что для Китая сейчас, в его общем балансе, эта ветряная энергетика? Насколько я помню, в Китае 83% энергии даёт вообще такой "старый" энергоноситель как каменный уголь.
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да, но в Китае это примерно 180 гигаватт "ветра" против 1000 гигаватт всей энергетики, но за счёт того, что ветер имеет достаточно низкий коэффициент используемой установленной мощности, то эти 170 гигаватт выглядят где-то как 5% китайской электрогенерации. Но это уже сравнимо с генерацией такой страны, как Украина. Можно сказать, что тренды по зелёной энергетике разнонаправленные в мире. Где-то она действительно растёт сегодня семимильными шагами, а где-то — и не оправдала начальных надежд.
"ЗАВТРА". Хорошо. В целом — о финансировании, скрытом и открытом субсидировании — в виде налоговых льгот, в виде беспроцентных кредитов, специальных тарифов на зелёную электроэнергетику в Европе, не говорил уже только самый ленивый. А как обстоит ситуация в других частях мира? Вот Китай, его рост — он объективно обусловлен тем, что это востребованная часть энергетики или там тоже есть своя программа субсидирования?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Насколько мне известно, программы субсидирования есть вообще везде. Кроме того, в условиях достаточно низких оптовых цен на электроэнергию в Китае, солнечная энергетика, конечно же, не сможет конкурировать с тем же углём. Я вообще с трудом себе представляю, где она сможет реально конкурировать. То есть — надо делать поправку на то, что она возможно и сможет конкурировать — но в очень узком диапазоне, в каких-то особых условиях, на чём часто и выстраивают информоповоды в СМИ. Да, часто происходит, что локально "солнце бьёт уголь", но в целом, если смотреть в общем ситуацию по миру, то она далека от идеала. Поэтому и приходится субсидировать эту отрасль, везде. И тут надо вспомнить то, что себестоимость установки солнечной энергетики составляет примерно 100 долларов за мегаватт-час генерации будущей электроэнергии. Это не катастрофично выше, чем традиционная энергетика, но, тем не менее, выше.
"ЗАВТРА". То есть, получается, нам показывают некие острова благополучия в весьма мутном и бушующем океане, в котором где-то новая энергетика тонет, где-то банкротится, но где она и выплыла — а нам это преподносится как некий магический рецепт для всех?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да, я думаю, это достаточно хорошая аналогия.
"ЗАВТРА". Тогда следующий вопрос. Какие есть моменты, которые органически присущи солнечной энергетике и не могут быть устранены никакими инженерными или научными ухищрениями? Некоторые сейчас говорят: вот изобрели органические солнечные батареи, они нам позволят дёшево и сердито сделать совершенно новую солнечную энергетику. И я вспоминаю, что я это слышал по поводу аморфного кремния, который и в самом деле был дешевле кристаллического, только вот его КПД оказался тоже в полтора раза меньше.
Например, пока что нет технологий полного перехода на зелёную энергетику — пока её можно резервировать традиционными мощностями, всё выглядит чудесно. Но в тот момент, когда она начинает работать в одиночку, в совершенно жёстком "островном" (в буквальном и энергетическом смыслах) режиме, в котором любая тепловая или атомная электростанция может работать легко — то здесь и начинаются проблемы. Есть ли у нас сейчас какие-нибудь наглядные примеры того, как этот переход происходит в реальности, а не в мечтах?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Каких-то неразрешимых глобальных проблем на этом пути, на мой взгляд, нет. Человечество развивается уже не один десяток тысяч лет, и что оно только не порешало за эти времена. Тут другой вопрос: а когда и какими усилиями будут решены эти проблемы? Ясно, что это не случится в ближайшие 10-20 лет — слишком уж масштабен такой процесс. Но, если взять, например, Германию, где доля солнечной энергетики уже составляет 7-7,5% от всей электрогенерации — то даже при таких условиях Германия справляется с таким удельным весом новой энергетики и энергосистема Германии устойчива. Более того, там до сих пор даже нет необходимости строить какие-то значительные аккумулирующие мощности. Соответственно, в других странах, где доля такой непостоянной, солнечной или ветряной, энергетики выше или ниже, тоже пока таких проблем нет — и такую проблему пока решать нет смысла. И когда её надо будет решать — это вообще большой вопрос, потому что я привёл в качестве примера Германию как самый развитый рынок новой энергетики — но, как мы сказали, именно там идёт сегодня самое сильное замедление роста ввода новых мощностей. Поэтому там и через 5 лет, скорее всего, будет 8-9% солнечной энергетики.
"ЗАВТРА". Но это означает, что эти 8-9% солнечной энергетики и пусть даже 15% ветряной энергетики, задают и 75% в "старой" энергетике, энергетике прошлого уклада и в технологиях ещё середины ХХ века?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да, конечно. Даже в перспективе получается, что у нас осталось 3/4 старого уклада — и от этого никуда не деться. И, кроме того, такая ситуация в ближайшие годы никак не поменяется. По крайней мере, в Европе.
"ЗАВТРА". Но ведь Европа в этом вопросе флагман, ведь во всём мире и того меньше солнечной энергетики?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да, тут стоит перейти к количественным показателям. Во всём мире сейчас где-то 1% электроэнергии вырабатывается за счёт солнечной энергетики и чуть более 2% — за счёт ветряной. Соответственно, если перейти от доли в электроэнергии к доле от всей энергетики, включая, в первую очередь, весь транспорт, который больше всего зависит от минеральных топлив, то доля новой энергии будет и того печальнее — около 0,5% от всего мирового производства энергии, даже сейчас, после десятилетия бурного роста.
"ЗАВТРА". Так что, все эти разговоры о "новой энергии", которые идут уже десятилетиями — так как первая программа солнечной энергетики была принята в США в 1972-м году — это пустое? Где же тот новый уклад, новая технологическая волна, высокие технологии, новые рабочие места? Где электромобильчики, которые ездят по городу, как в фильме про Алису Селезнёву? Вся эта постиндустриальная благодать, которая якобы должна была возникнуть с приходом солнечной энергетики?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Тут надо учесть два аспекта. Первый аспект, что мы всё-таки живём в материальном мире, где всё обязано подчиняться законам этого материального мира. Если в интернете игру "Покемон" сегодня вывели на рынок и через неделю в неё играют миллионы — то в реальном мире события гораздо инерционнее. Это не движение виртуальных пикселей на экране смартфона.
Когда людям приходится, как в случае новой энергетики, создавать реальные вещи из упрямого железа, скорости такого процесса ниже в сотни, в тысячи раз. Поэтому, когда речь заходит о том, чтобы создать с нуля новую энергосистему на солнечных батареях и на ветряках — то на это уйдут десятилетия. И это нормально. А если мы говорим о том, что нужно заменить всю существующую энергетику, которую строили целое столетие, то на её замену потребен временной отрезок того же порядка — десятки, а то и сотня лет.
Вторая же проблема — это низкая база. Если мы посмотрим на рост той же солнечной энергетики, то удвоение установленной мощности станций происходит где-то за четыре года, то есть по прошествию четырёх лет у нас станций вдвое больше, чем в начале периода. Но это, фактически — экспонента или геометрическая последовательность: 1%, 2%, 4%, 8%…
И все международные агентства сходятся на том, что такая экспонента роста будет продолжаться ещё какое-то время в ближайшем будущем. Сегодня, напомню, мы в мире только в начале этой экспоненты, имея всего 0,5% в новой энергетике, которая, весьма вероятно, удвоится к 2020 году и составит где-то 1%, а может быть и целых 2%!
"ЗАВТРА". А к 2025-му будет целых 4% новой энергетики, а в 2030-м — даже 8%!
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да. Но тут надо смотреть не просто на "голые" проценты, а и понимать разницу между абсолютными и относительными величинами. Потому что если, например, надо вырасти от 1% до 2%, что составит, допустим, 50 гигаватт мощности при 1% и 100 гигаватт при 2% — то рост будет на 50 гигаватт. И совсем другое дело — расти с 8% до 16% за те же 4 года — это уже, как понимаете, будет рост на 8% — или, как нетрудно посчитать, на 400 гигаватт мощностей.
"ЗАВТРА". Но это означает, что нужно в два раза больше построить заводов для производства батарей, но они всё равно должны себя окупить. Причём окупить уже на более сложном и уже состоявшемся рынке, на котором уже упали цены на солнечные батареи — чему все так сегодня радуются. Но это и означает одновременно то, что завод зарабатывает меньше, а не всё можно окупить усовершенствованием технологий — и в итоге можно дойти и до убытков.
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да, такие проблемы есть, но, тем не менее, экспоненциальный рост в новой энергетике прогнозируют ещё на десятилетие минимум.
"ЗАВТРА". В начале разговора мы сконцентрировались на фотоэлектрическом преобразовании и на энергии ветра — как на самых известных проектах зелёной энергетики. Но есть и масса проектов, связанных, например, с обратным осмосом, где используется пресная и солёная вода для получения электроэнергии. Есть варианты поднимать ветряки куда-нибудь в верхние слои стратосферы в виде дирижаблей — сейчас такие проекты ведут на Аляске. Есть попытки использовать приливы и энергию волн морского прибоя. Насколько эти альтернативы вышли из "коротких штанишек" забав изобретателей и учёных?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Начнём с того, что в реальном масштабе человечества даже солнце с ветром ещё не вышло из тех самых "коротких штанишек", то есть из своих 1-2% в балансах. Поэтому все озвученные вами альтернативные концепции, они не то, что не "в штанишках" — они ещё "в памперсах", в которых они пока ещё по полу ползают, а не ходят за ручку со взрослой энергетикой, как ветер и солнце. Если солнце и ветер — это перспектива для определённой доли генерации, в 2030-х годах, но не раньше, то здесь мне даже сложно представить, когда такой расцвет может быть у приливных, волновых или каких-то иных технологий. Ведь сегодня даже солнце дороже традиционной энергетики — атомной и на ископаемом топливе, ветряки примерно по себестоимости на уровне традиционной, а вот приливные электростанции я видел лишь в виде грубой оценки — но она была где-то в 5 раз выше по стоимости, чем традиционная энергетика. То есть это настолько несерьёзно и столь далеко от реалий сегодняшнего дня, что это даже сложно обсуждать.
"ЗАВТРА". Хорошо, мы здесь упомянули, что электроэнергия — да, конечно, это один из самых удобных энергоносителей. Мы, как человечество, пытаемся всё превратить в электроэнергию — будь то уголь, газ или даже нефть. Но, тем не менее, у той же нефти есть замечательное свойство — свойство аккумулятора энергии. И мы его используем именно для транспортной энергии, в автомобилях, самолётах, судах. А как сейчас мы можем использовать энергию ветра и солнца? Ведь мы превращаем эту энергию в электричество — а при этом хранить электроэнергию мы так толком и не научились. Вот много говорили о литий-ионных батареях. Например, Илон Маск построил громадную фабрику, все говорят: всё, мега-фабрика, теперь у Маска есть своё производство аккумуляторов, вопрос решён! С другой стороны — "Тойота" уже выпускает серийный автомобиль на водородных элементах. С третьей — во всех отчётах по развитию энергетики написано: побольше-побольше делаем самых разных резервных мощностей: на природном газе, на нефти, на угле, аккумулируем энергию в ГАЭС, в водороде. Что можно сказать по поводу аккумуляции? Ведь как ни крути — а это "ахиллесова пята" новой энергетики.
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Во-первых, нужно сказать, что аккумуляция до сих пор нерентабельна, это раз. И будет рентабельна, наверное,только когда-нибудь в будущем, неизвестно ещё пока в каком. Во-вторых, как пример, недавно был выпущен отчёт немецкого научно-исследовательского института имени Фраунгофера о том, как немцы видят энергосистему Германии в 2050 году. Там основной акцент сделан не на электроаккумуляторах, а на сохранении энергии в качестве тепловой энергии.
"ЗАВТРА". А как её потом превращать?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. В этом нет необходимости. Это горячая вода для каких-либо нужд: отопления или горячего водоснабжения. То есть мы нагреваем солнечной энергией или, ещё хуже, электроэнергией ветряков холодную воду, а потом используем её для жилищно-коммунальных нужд.
"ЗАВТРА". Но нас же учили в детстве, что превращать электроэнергию в тепло — это топить ассигнациями в чистом виде!
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. С одной стороны — как бы да, но с другой стороны, когда солнечной и ветряной энергии будет много и она будет дешёвой где-нибудь в 2030-м или в 2040-м году — возможно, это будет уже менее актуально. Мир-то меняется.
"ЗАВТРА". Насколько я знаю, в этом отчёте был достаточно большой упор сделан на технологии электролиза, метанизации водорода — то есть химического запасания электрической энергии. Насколько они реальны для применения в каком-то ближайшем или отдалённом будущем?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Такие технологии и расчёты по ним там, конечно, присутствуют. Но в этом есть своя сложность: одно дело — нагреть воду, это просто и дёшево, а совсем другое дело — получать водород или метан из электроэнергии, это сложнее и в технике, и в финансах. Поэтому, во-первых, в отчёте этим аспектам уделено меньше внимания, а во-вторых, раз это дороже, то соответственно это будет и меньше распространено.
"ЗАВТРА". А вот если взять опыт солнечной Австралии или ветреного Альбиона — и постараться перенести его на российскую почву: что приживётся, а что просто умрёт, даже не дав никаких "зелёных ростков"?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Как сказать… Например, на Алтае у нас существует солнечная электростанция. Около 5 мегаватт мощности, совсем чуть-чуть, но она работает. В контексте России у нас своя специфика — у нас много дешёвого газа, реально дешёвого. Есть много дешёвого угля. Есть атомная энергетика, есть гидроэлектростанции. Тоже дешёвые. Поэтому новой энергетике некуда особо приживаться — только, наверное, в какие-то такие отделённые, островные места.
"ЗАВТРА". Например, в Якутию возим дизель для того, чтобы получать электроэнергию, значит, стоит там поставить солнечную батарею?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Там либо дизель, либо уголь. И всё это возят по зимникам, от железнодорожных станций и месторождений угля. Есть, например, пункт А и пункт Б, а между ними 500 км зимников по болотам — и в прямом смысле сотнями километров грузовики-самосвалы возят уголь. Конечно, это не лучший вариант. Но в Якутии немного ветра, там континентальный климат, и солнца немного. Но вот на Камчатке ветер есть. И на европейском севере России тоже ветра завались, и там ветряки уже стоят. Но там им холодно, там бывает и "минус 50", бывает обледенение лопастей, им надо приделывать обогрев, а это тоже затраты. Поэтому ветряная энергетика там пока что убыточна.
То есть везде в России есть свои особенности, но они преодолимы. Многие вопросы на практике уже решены. Я поэтому верю, что перспективы есть — есть в России и ветер на Крайнем Севере и Дальнем Востоке, есть и солнце на Кавказе или на Алтае, на юге России. В этом плане что-то сможет прижиться. А на остальной территории это "мода" и пиар — это, во-первых, дорого и неэффективно, а, во-вторых, зачем, если есть куча традиционных источников, к тому же и возобновляемых, как ГЭС? Живёт же Швейцария на энергии ГЭС — и никто там не кричит о ветряках.
"ЗАВТРА". Хорошо. Подводя итоги нашей беседы, можно сказать, что в целом у "зелёной", солнечной и ветряной энергетики достаточно большое будущее в целом по миру. И, судя по всему, идёт тренд на удвоение за 4-5 лет объёма новой энергетики. Хотя, за счёт низкой базы этот объём остаётся достаточно скромным и вряд ли выпрыгнет даже и за пределы 10% от общей энергетики даже в следующем десятилетии. А для России как всегда приходится искать какой-то свой путь, учитывая наши природные, климатические условия, даже богатство российских недр, которые позволяют ещё достаточно долго заниматься традиционными источниками и экономить на этом большое количество своих собственных усилий — всё-таки это лучше, чем оббивать лёд от ветряных лопастей на Крайнем Севере или пытаться поймать лучики солнца в Якутии. Но можно ли всё-таки сказать, что это будет новый технологический уклад и когда?
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Конечно, будет. Уголь, нефть, газ всё-таки штуки не "резиновые" и вскорости закончатся. Будет расти и новая энергетика, пусть и не так быстро, как хочется, но будет. С учётом сегодняшних скоростей говорить о новом укладе можно минимум к году 2030-му, если брать по всему миру. И это самый оптимистический прогноз. Потому что Китай, например, планирует 1000 гигаватт солнечной энергетики только к 2040-му году. Для сравнения — мощность всей электроэнергетики России составляет около 240 гигаватт. Конечно, как мы уже говорили, впрямую ветряную и солнечную энергетику в традиционные источники пересчитывать нельзя, надо учитывать тот самый коэффициент использования установленной мощности (КИУМ), который для новой энергетики составляет не более 25%. Поэтому с пересчётом по КИУМ у Китая будет новая энергетика, сравнимая с мощность сегодняшней энергетики России, где-то к 2040 году. Но тут надо учитывать и то, что у Китая его собственная традиционная генерация уже в разы превосходит российскую. В итоге эти какие-то гипотетические сотни гигаватт, которые будут в 2040‑м…
"ЗАВТРА". …составят всё равно десяток процентов от всей энергетики Китая в 2040 году.
Вячеслав ЛАКТЮШКИН. Да. Вроде бы смотришь: экспоненциальный рост, всё дешевеет, сплошные позитивные новости — и всё это правда. Но как только берешь ручку, бумагу и экстраполируешь что-то, даже с некими оптимистическими тенденциями в будущее — то сразу видно, что это вопрос не ближайших пяти или даже десяти лет. Потому что за год или даже за десятилетие новую энергетику никак не выстроить.