Ископаемое будущее. Почему глобальное процветание человечества требует больше нефти, угля и природного газа

Проблема с солнцем и ветром в этом отношении заключается в том, что в отличие от ископаемого топлива, которое хранится в природе и поэтому легко доступно по требованию, солнечный свет и ветер прерывисты: они доступны только иногда, в количествах, диктуемых не человеческими потребностями, а природой - часто в полном противоречии с тем, что нужно людям. Например, как убедились жители Техаса во время катастрофических отключений электроэнергии в феврале 2021 года, ветер, который необходим для работы огромного количества ветряных турбин, дует не очень сильно, когда очень холодно. Он также не сильно дует, когда очень жарко, что способствовало нехватке электроэнергии от ветра летом 2020 года, что привело к отключению электричества в Калифорнии. Доступность солнечной энергии также часто противоречит потребностям людей - во многих регионах она наименее доступна при очень низких температурах, и начинает быстро исчезать в конце дня и начале вечера, когда потребление электроэнергии в домашних хозяйствах наиболее высокое.

Прерывистость солнечной и ветровой энергии создает серьезную технологическую проблему - проблему преобразования крайне неконтролируемого входного электричества в крайне контролируемое выходное электричество.

Это означает, что любой процесс, основанный на солнечном свете или ветре, если он должен быть частью надежной системы электроснабжения по требованию, всегда требует оплаты стоимости какого-либо контролируемого источника энергии для замены (когда солнца и ветра мало или вообще нет) или для дополнения (когда их меньше, чем нужно).

Теоретически существует три подхода к решению этой задачи: (1) полагаться на какой-то контролируемый источник энергии, например, ископаемое топливо; (2) полагаться на разнообразную, удаленную и огромную сеть солнечных батарей и ветряных турбин, чтобы всегда было достаточно электроэнергии, или (3) полагаться на искусственную систему хранения, чтобы хранить достаточное количество прерывистой энергии, чтобы всегда иметь возможность удовлетворить спрос.

В настоящее время реальность солнечной и ветровой энергетики такова, что ни один из этих подходов еще не доказал свою экономическую эффективность, и только подход 1 - опора на какой-либо контролируемый источник энергии, например, ископаемое топливо - был реализован при любых затратах.

Признание и понимание нынешней реальности необходимо для того, чтобы понять, существуют ли прорывы, которые кардинально изменят ее в будущем.

Почему не рентабельно использовать прерывистую солнечную и ветровую энергию, полагаясь на какой-то контролируемый источник энергии?

Рассмотрим пример Германии, которая долгое время считалась лидером в области солнечной и ветровой энергетики и, не случайно, является родиной одних из самых высоких цен на электроэнергию в мире. На рисунке ниже показано, сколько электроэнергии в Германии (около трети всей энергии) было получено от солнца и ветра в течение недели в 2020 году, по сравнению с тем, сколько было необходимо. Обратите внимание, насколько изменчиво количество солнечной и ветровой электроэнергии. Ветер постоянно меняется - иногда почти полностью исчезает - в то время как солнечная энергия исчезает ежедневно (и производит очень мало в зимние месяцы, когда Германия больше всего нуждается в энергии).

В некоторые дни солнечные батареи и ветряные турбины Германии вырабатывают менее 5 процентов необходимой электроэнергии.

Поскольку прерывистая солнечная и ветровая энергия может в течение длительных периодов времени работать практически в нулевом режиме, инфраструктура солнечной и ветровой энергии в Германии и других странах не заменяет существующую, управляемую энергетическую инфраструктуру.

Это заставляет потребителей платить как за контролируемую энергетическую инфраструктуру, так и за неконтролируемую энергетическую инфраструктуру.

В случае Германии большая часть контролируемой энергетической инфраструктуры - это угольная инфраструктура. Поскольку Германия выплатила десятки миллиардов долларов на субсидирование солнечных батарей и ветряных турбин, мощности инфраструктуры ископаемого топлива, особенно угля, не были закрыты - они едва сократились. И даже это небольшое снижение угольных мощностей вызвало серьезные опасения по поводу проблем с надежностью, когда немногие оставшиеся ядерные реакторы Германии должны быть остановлены в конце 2022 года.

 

РИСУНОК 6.3 Сколько бы солнечной и ветровой энергии вы ни построили, вы никогда не сможете на них рассчитывать

Источник: BundesnetzagenturSMARD

 

Вот простой вопрос: Что дороже - 100-процентно управляемая энергетическая инфраструктура плюс массивная прерывистая энергетическая инфраструктура или просто 100-процентно управляемая энергетическая инфраструктура? Очевидно, первое.

Стоит ли удивляться, что чем больше солнца и ветра использует страна, тем выше ее затраты?