7. Альтернативные источники энергии. Опыт использования в мире.

Вопрос о «мягких» источниках энергии не простой. Их называют еще альтернатив­ными, противопоставляя традиционным загрязняющим — углю, нефти, газу. Крупнейший советский физик ака­демик П. П. Капица считал, что альтернативные источники в обозримом будущем не смогут серьезно потеснить традиционные энергоносители. Видимо, такая точка зрения справедлива, хотя важную роль при этом могут сыграть цены на нефть.

Во-первых, неверно говорить об абсолютной экологической чистоте альтернативных источников. Например, для сооружения СЭС (станции на солнечной энергии) необходимо боль­шое количество зеркал, металла и других материалов, и если включить «экологические затраты» на их производство, картина будет иной. Во-вторых, следует учитывать затраты, неизбежные при отчуждении земель под строительство станций этих типов.

Площади отчужденных земель (в среднем), необходимые для производства 1 мВт электроэнергии в год на электростанциях разного типа

Тип станций	Площадь, м^2
АЭС	630
ТЭС
на жидком топливе	870
на природном газе	1500
на угле	2400
Солнечные электростанции	100000
ГЭС	265000
Ветроэнергетические станции	1700000

В-третьих, и это самое важное,— себестоимость энергии на альтернативных станциях остается крайне высокой, однако для разных видов станций разрыв очень разнится.

Ветровая энергия ближе других альтернативных видов по­дошла к порогу рентабельности. Штат Калифорния уже стал крупнейшим в мире районом развития ветровой энергетики. За ним следует западное побережье Ютландского полуострова, где ФРГ и Дания создали свои «ветровые парки». В 1995 г. мощность подобных станций в Северной Америке достигла 1000—1600 МВт, в Западной Европе — 1000—1500 МВт. За­метная доля ВЭС достигнута в Дании — до 10%. Общее число таких установок в мире составляет 20 тысяч, причем энергия ветра в этих районах становится почти конку­рентоспособной (1 кВт'Ч обходится в 6—8 центов). Дания — один из пионеров ветровой энергетики — превратилась в крупнейшего экспортера турбин средней мощности и продает их в ту же Калифорнию. Индия во второй половине 90-х годов планирует довести этот сектор до 5 млн кВт. Обширный план создания ветровых станций принят и в КНР. Однако для замены атомного реактора тепловой мощности в 1 млн кВт крупнейшими по сегодняшним понятиям ветроустановками (мощностью в 100 кВт) их потребуется 10 тысяч, что не очень равноценно, так как ветер дует отнюдь не круглый год даже в наиболее «продуваемых» районах.

В ведущих странах мира все более пристальное внимание привлекает гелиоэнергетика. Мировой рекорд эффективности солнечных батарей был достигнут сначала в Стэндфордском университете США (Калифорния), где 28,5% солнечной энер­гии, падающей на батарею, превращалось в электрическую. Позже этот рекорд на 2% был перекрыт учеными из Пало- Альто (в «Кремниевой долине» — крупнейшем научно-производственном комплексе мира).

Самые крупные СЭС построены тоже в Калифорнии, их типовая мощность невелика (30 тыс. кВт), а технология про­ста — системы вогнутых солнечных рефлекторов, нагреваю­щихся до 100—400 °С. Одна такая станция способна снабжать энергией до 10 тыс. американских домов. В пустыне Мохава, где находится тренировочный центр авиакосмической про­мышленности США, работает СЭС мощностью 355 МВт, т. е. примерно такой же, как средняя станция на угле или мазуте.

Если в 1970 г. стоимость 1 кВт • ч на СЭС была невероятно высокой и абсолютно неконкурентоспособной — 60 долл., то в 1980 г. она снизилась до 1 долл., а в 1990 г.— до 30 центов, однако и сейчас превышает стоимость энергии на газовой станции в 5 раз.

Однако в целом развитие гелиоэнергетики в мире идет мед­ленно, в основном из-за высокой стоимости солнечных эле­ментов.

Геотермальная энергия по времени использования — наи­более старый источник альтернативной энергии. В 1994 г. в мире работало 330 блоков таких станций и здесь доминирова­ли США (168 блоков на «месторождениях» Гейзере в долине гейзеров, Империал Вэлли и др.). Второе место занимала Ита­лия, но в последние годы ее обогнали КНР и Мексика. Самая большая доля используемой геотермальной энергии прихо­дится на страны Латинской Америки, но и она составляет немного более 1 %.

В России перспективными в этом смысле районами являют­ся Камчатка и Курильские острова. С 60-х годов на Камчатке успешно работает полностью автоматизированная Паужетская ГеоТЭС мощностью 11 МВт, на Курилах — станция на о. Кунашир. Такие станции могут быть конкурентоспособны лишь в районах с высокой отпускной ценой на электроэнер­гию, а на Камчатке и Курилах она очень высока в силу даль­ности перевозок топлива и отсутствия железных дорог.

Приливные станции — самые дорогие сооружения и пока это только потенциальный источник энергии. Районами их сооружения могут стать заливы и устья рек с очень высоким уровнем приливов. В заливе Фанди (Канада) он достигает 16,2 м, в устье р. Северн (Великобритания) — 14,5 м, в порту Гранвиль (Франция) — 14,7 м.

Во Франции работает крупная ПЭС на р. Ране мощностью 240 МВт, 25-летний опыт ее эксплуатации показал абсолют­ную экологическую чистоту таких сооружений: залив Се- Мало превратился в спокойное озеро, стал местом отдыха и туризма, плотина ПЭС имеет рыбоход и не влияет на мигра­цию рыб. В России с 1968 г. действует Кислогубская ПЭС, установленная мощность ее ничтожна — 0,7 МВт. Потенци­альных районов для строительства крупных ПЭС в стране несколько: Мезенская губа, Тугурский залив Охотского моря. Первая могла бы иметь мощность 15000 МВт, вторая — 10300. Однако капитальные затраты на сооружение гигантских плотин большой протяженности и трудности сооружения ПЭС в котловане с перемычками настолько велики, что в сегодняшних условиях эти проекты абсолютно нереальны.

Энергоноситель «биомасса» только условно можно назвать возобновляемым и альтернативным, ибо для созревания урожая (допустим, сахарного тростника) требуется один сезон, а для «скороспелых» видов деревьев (как делается на вырубленных «площадках» в Амазонии) — несколько лет. К тому же биомасса при ее сохранении тоже загрязняет атмосферу.

Атомная энергетика. На сегодня видимо только атомная энергетика способна резко и за достаточно короткий срок ослабить явление парникового эффекта. В какой-то мере это и происходит с 1973 г., когда доля атомной энергетики в приросте мирового производства электроэнергии составила 1/з.

В ряде развитых стран она уже заняла самые видные позиции (рис. 36). Доминирует здесь Франция — 73%.

В этом плане показательна энергетическая политика Японии, которая предусматривает к 2020 г. достичь независимости в снабжении энергоресурсами. Страна, не имеющая нефти и газа и располагающая очень небольшими запасами угля, сможет добиться этого, развивая только атомную энергетику. Но для этого требуется уран, которого Япония тоже не имеет. Поэтому предусмотрено развитие атомной энергетики на базе реакторов- размножителей, самостоятельно производящих плутоний. В мире имеются разные точки зрения на перспективы строительства новых АЭС. По прогнозам, мощность АЭС в США в ближайшие годы будет продолжать расти, а затем ожидается ее стабилизация на длительный период. В Швеции прекращен ввод новых АЭС и намечен постепенный вывод из эксплуатации действующих. В то же время Франция и Япония намечают увеличивать не только абсолютную мощность своих АЭС, но и их удельный вес в электроэнергетике. В России доля атомной энергии в производстве электроэнергии достигает 12%. Отмена строительства нескольких новых АЭС создала трудности в энергоснабжении ряда районов (Сев. Кавказа и др.). Наиболее высока доля АЭС в энергосистеме Северо-Запада (33%), Урала (23%) и Центра (22%). Трудности, возникшие в энергоснабжении в связи с распадом СССР, вынуждают некоторые государства (например, Армению) «размораживать» закрытые до этого по экологическим причинам АЭС.

Замена угля, нефти и газа атомной энергетикой уже привела к существенному снижению выбросов С02 и других парниковых газов. Если бы те 16% мирового производства электроэнергии, которые дают сейчас АЭС, производили бы угольные ТЭС, даже обслуживаемые самыми современными газоочистителями, то, по мнению специалистов, в атмосферу поступало бы дополнительно 1,6 млрд т углекислого газа, 1 млн т окислов азота, 2 млн т окислов серы и 150 тыс. т тяжелых металлов.

8. Энергетические проблемы России.

После распада Союза доминировавшие до этого проблемы энергетики (энергозатратность экономики, устаревшее энергетическое оборудование, удорожание добычи основных энергоносителей, проблема ликвидации последствий чернобыльской катастрофы) дополнились новыми, не менее сложными:

1. сужением угольной базы («отпали» Карагандинский бас­сейн и Донбасс);

2. резким падением добычи угля и нефти;

3. угрозой распада Единой энергетической системы;

4. платой за транзитную транспортировку газа в Западную Европу через территорию Украины;

5. ориентацией топливного комплекса Туркмении, богатой газом и нефтью, на внешние рынки вне СНГ;

6. трудностями энергоснабжения тех районов, которые раньше получали топливо и энергию с Украины (Северный Кавказ).

Нужно вырабатывать новую энергетическую концепцию. На ближайшие десятилетия в энергетической стратегии Рос­сии приоритет отдается газовой промышленности. Значительное место отводится и ядерной энергетике. Ее развитие предполагает два этапа: на первом — техническое перевооружение отрасли, на втором — наращивание мощностей.

Выработка электроэнергии, %	1990	2000	2010
ТЭС	73,8	72,8	71,0
ГЭС	15,1	13,8	13,2
АЭС	11Д	13,4	16,8

Доля ТЭС остается почти неизменной, доля ГЭС снизится, а существенно увеличится лишь доля атомной энергии.

В европейской части России очень высока степень использования гидроэнергетического потенциала — 42,4%, даже в Восточной Сибири она достигает 27,1%. Но в ряде районов гидроэнергетика снимает значительную часть экологической нагрузки: так в Поволжье мощность Куйбышевской, Чебоксарской и Саратовской ГЭС составляет 5000 МВт, а всех тепловых станций — 7400 МВт, при этом подавляющая часть их работает на газе и мазуте (на угольные станции приходится всего 0,5% мощностей).

Вредное воздействие угольных ТЭС и очень высокие капиталовложения в очистное оборудование делают их неконкурен­тоспособными. Обвальное падение добычи нефти и необходи­мость ее экспорта для получения твердой валюты делают маловероятным и строительство новых крупных ТЭС на мазу­те, кроме районов нефтедобычи в Западной Сибири (они дают сейчас более 70% всей добычи в России) и на европейском Севере.

В европейской части России очень высока степень использо­вания гидроэнергетического потенциала — 42,4%, даже в Восточной Сибири она достигает 27,1%. Но в ряде районов гидроэнергетика снимает значительную часть экологической нагрузки: так в Поволжье мощность Куйбышевской, Чебоксарской и Саратовской ГЭС составляет 5000 МВт, а всех тепловых станций — 7400 МВт, при этом подавляющая часть их работает на газе и мазуте (на угольные станции приходится всего 0,5% мощностей).

Таким образом, стабильная газодобыча и атомная энергети­ка являются опорой энергетического хозяйства России.

Дополнительные аргументы: почему нужно развивать атомную энергетику?

Для России, вступающей в рыночную экономику, только ядерная энергетика способна обеспечить производство стабильно дешевой электроэнергии и предотвратить сползание в энерго-экономическую и ценовую бездну.

Имеющиеся в России запасы добытого урана обладают электропотенциалом в 15 трлн кВт/ч. Электропотенциал оружейного ядерного материала — 12—14 трлн кВт/ч. Это столько, сколько смогут выработать все наши электростанции за 35 лет.

Эти запасы смогут сэкономить 7 трлн м газа, которых хватило бы для экспорта в нынешнем объеме в Западную Европу ' в течение 110 лет! Между тем Минтопэнерго фактически осуществило общенациональный перекос в сторону опасной моноресурсной энергетики, потребление в ней нефтегазового топлива превысило 60%.

Атомная энергетика дает 12% выработки всей электроэнер­гии в России и является чуть ли не единственной отраслью, не снизившей объем производства в годы экономическо­го спада. Конечно, чернобыльская катастрофа резко замедли­ла ввод в строй новых АЭС и сделала первостепенной задачей усиление их безопасности, тем более что на территории быв­шего СССР находятся в эксплуатации 16 энергоблоков с реак­торами чернобыльского типа. Модернизация этих и других станций проводится с помощью Комиссии европейских сообществ.

Вместе с тем альтернативы развитию атомной энергетики нет. Возместить 40000 МВт электрической мощности, кото­рые потеряла бы страна при отказе от атомной энергетики — это значит построить 10 новых крупнейших ТЭС и ежегодно добывать и сжигать 170—180 млн т угля со всеми вытекающими отсюда экологическими последствиями. К тому же компания на Западе об особой ненадежности советских реакторов вызвана и конкуренцией на мировом рынке атомного оборудования.