Как устроен мир на самом деле. Наше прошлое, настоящее и будущее глазами ученого

Обратите внимание на главную особенность этих моделей: целью является не полная декарбонизация, а «нулевой баланс», или углеродная нейтральность. Это определение предполагает, что продолжающаяся эмиссия CO₂ будет компенсироваться его изъятием (по еще не существующей технологии) из атмосферы и хранением под землей или такими временными мерами, как масштабная посадка деревьев[71]. К 2020 г. установка цели «нулевого баланса» на годы, заканчивающиеся цифрами 5 или 0, превратилось в настоящее соревнование: к этой гонке присоединились более 100 стран — от Норвегии в 2030 г. и Финляндии в 2035 г. до всего Европейского союза, Канады, Японии и Южной Африки в 2050 г., а также Китая (самого крупного потребителя ископаемого топлива) в 2060 г.[72]. Учитывая тот факт, что выбросы CO₂ от сжигания ископаемого топлива в 2019 г. превысили 37 миллиардов тонн, цель достижения нулевого баланса требует беспрецедентного энергетического перехода — как по темпам, так и по масштабу. Пристальный взгляд на его ключевые компоненты открывает огромные трудности.

Быстрее всего можно провести декарбонизацию выработки электричества, поскольку затраты на установку солнечных батарей и ветрогенераторов теперь сравнимы с самыми дешевыми способами использования ископаемого топлива, а некоторые страны уже в значительной степени совершили этот переход. Самым показательным примером среди крупных экономик является Германия: с 2000 г. мощности солнечных и ветряных электростанций увеличились в 10 раз, а доля возобновляемой энергии (ветряной, солнечной и гидро-) в общем балансе — с 11 до 40 %. Нестабильность производства энергии солнечными и ветряными электростанциями не создает проблем, пока эти новые возобновляемые источники покрывают относительно небольшую часть спроса или пока нехватку электроэнергии можно компенсировать за счет импорта.

В результате многие страны теперь получают до 15 % электроэнергии от нестабильных источников, не прибегая к серьезным изменениям, а Дания демонстрирует, что на относительно небольшом и хорошо взаимосвязанном рынке эта доля может быть значительно больше[73]. В 2019 г. 45 % электроэнергии страна получала от ветряных станций, и эта необыкновенно высокая доля могла поддерживаться без больших национальных резервных мощностей, поскольку любой дефицит можно было без труда компенсировать импортом из Швеции (гидроэлектростанции и атомные электростанции) и Германии (разные источники электроэнергии). В Германии такое невозможно: спрос на электроэнергию здесь в 20 раз выше, чем в Дании, и страна должна иметь достаточно резервных мощностей, которые можно активировать при снижении выработки электроэнергии от новых возобновляемых источников[74]. В 2019 г. Германия выработала 577 тераватт-часов электричества, всего лишь на 5 % больше, чем в 2000 г., — но ее генерирующие мощности увеличились приблизительно на 73 % (с 121 до почти 209 гигаватт). Причина такой разницы очевидна.

В 2020 г., через 20 лет после начала Energiewende, ускоренного энергетического перехода, Германия все еще сохранила большую часть мощностей, использующих ископаемое топливо (89 %), чтобы удовлетворить спрос на электричество в пасмурные и безветренные дни. В не слишком солнечной Германии фотоэлектрические панели работают в среднем 11–12 % времени, и в 2020 г. сжигание ископаемого топлива давало почти половину (48 %) всей электроэнергии. Более того, доля ветроэнергетик увеличивалась, а строительство высоковольтных линий для передачи электричества из ветреных северных регионов в южные запаздывало. А в США, где требуются гораздо более масштабные проекты по передаче электричества от ветряных генераторов Великих Равнин или солнечных электростанций юго-запада страны к прибрежным регионам с высоким спросом, долгосрочные планы по строительству этих линий передачи так и не были реализованы[75].

При всех трудностях этих проектов они основаны на технически зрелых (и постоянно совершенствующихся) решениях — то есть на более эффективных фотоэлементах, больших сухопутных и морских ветряных турбинах и высоковольтной передаче (в том числе магистральной с использованием постоянного тока). При устранении таких препятствий, как стоимость, процесс получения разрешений и протесты местных жителей, эти технологии внедряются достаточно быстро и дешево. Более того, проблемы нестабильности получения солнечной и ветряной электроэнергии могут быть разрешены с помощью возвращения к атомным электростанциям. Возрождение атомной энергетики будет особенно полезным, если мы не сумеем быстро найти более эффективные способы масштабного хранения электроэнергии.