Чтобы реализовать потенциал солнечной и ветровой энергетики, необходимы колоссальные инвестиции в соответствующую инфраструктуру. К примеру, в Великобритании модернизация электросети обошлась примерно в 8 млрд фунтов, и еще 15 млрд фунтов необходимо для того, чтобы интегрировать в энергосети морские ветроэлектростанции[169]
. И это при том, что кредитно-денежная политика, проводимая Банком Европы с запредельно дешевыми кредитами, облегчает экономическое состояние ВИЭ.Сооружение солнечных и ветровых электростанций требует значительных инвестиций, тогда как операционные издержки относительно малы, ведь источники электроэнергии бесплатны. Субсидии на «зеленые» тарифы обеспечивают собственникам солнечных и ветровых электростанций гарантированные доходы даже при снижении цен на оптовом рынке электроэнергии. Как результат, в периоды низкого потребления в Германии, Дании, Канаде, Калифорнии оптовые цены опускаются ниже нуля, пользователям платят за потребление. Как следствие, происходит массовое переинвестирование в «зеленую» энергетику и сокращаются капиталовложения в инфраструктуру и компенсирующие мощности, как и в оснащение и поддержание традиционных электростанций.
По мере увеличения количества солнечных и ветровых электростанций, подключенных к сети, традиционные генерирующие мощности становятся жертвой снижения и уменьшения стабильности рыночных цен. Солнечные и ветровые электростанции не могут менять мощность в зависимости от нужд пользователей, тогда как потребление энергии зависит от времени суток: в момент пикового спроса электричество многократно дороже, чем произведенное и поставленное ночью. Поэтому блоки тепловых электростанций приходится запускать чаще, чтобы покрыть потребности в момент пиковых нагрузок, из-за чего растут эксплуатационные расходы и сокращается жизненный цикл оборудования.
Рост субсидий на ВИЭ не привел и к росту качества обслуживания. Ранее германские сети входили в число самых надежных в мире, и до 2008 года не случалось чрезвычайных ситуаций в их работе. Но уже в 2012 году произошла тысяча экстренных отключений, а в 2013 — более двух с половиной тысяч.
Устойчивость системы (то есть ее способность вернуться к начальному состоянию) — одна из главных характеристик надежного электроснабжения. Как правило, серьезные аварийные ситуации в энергосистеме сопровождаются появлением больших небалансов мощностей (отключение генераторных мощностей, ЛЭП, нагрузок). Появление небалансов мощностей и их распределение в системе приводит к серьезным отклонениям частоты и напряжения от требуемых показателей.
Срабатывание средств противоаварийной автоматики вносит дополнительные возмущения в энергосистему. При неправильном срабатывании существует опасность потери внутри- и межсистемных связей, что влечет за собой большие экономические потери и, зачастую, невозможность нормального энергоснабжения потребителей. В традиционной энергетике аварийные режимы работы энергосистемы, при которых появляется большой небаланс мощности, достаточно редки. ВИЭ — плохой «партнер» электрическим сетям и электростанциям в силу своей природной ненадежности, обусловленной непостоянными скоростью и направлением ветра, зависимостью солнечных батарей от погоды и продолжительности светового дня и так далее.[170]
Важнейшей проблемой является аккумуляция и хранение электроэнергии, произведенной солнечными и ветровыми электростанциями. Хранение электричества в дорогих, к тому же недолговечных, батареях, требующих для своего производства лития и других дорогих и «грязных» в производстве материалов, обходится в десятки тысяч раз дороже хранения газа или угля. Атомные электростанции во всем своем жизненном цикле вырабатывают 6 г CO2
на кВт·ч, ветряные — 11 г CO2 на кВт·ч, солнечные — 80 г CO2 на кВт·ч. Но ночью и в штиль приходится включать угольные электростанции (820 г CO2 на кВт·ч) и газовые турбины (420 г CO2 на кВт·ч)[171]. В Германии субсидии на энергоэффективность и солнечные панели достаются преимущественно богатым.«