Нефть XXI

Что касается солнечных станций термического типа, то здесь проблемы связаны с большими площадями затененных земель. Это приводит к сильным изменениям почвенных условий, растительности и т. д. Нежелательное экологическое действие в районе расположения станции вызывает нагрев воздуха при прохождении через него солнечного излучения, сконцентрированного зеркальными отражателями. При этом изменяются тепловой баланс, влажность, направление ветров; в некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем, использующих концентраторы, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Неизбежные во время длительной эксплуатации утечки низкокипящих жидкостей в солнечных энергетических системах могут привести к загрязнению питьевой воды. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хроматы и нитриты, являющиеся высокотоксичными веществами.

В качестве потенциального направления развития солнечной энергетики, позволяющего обойти сложности и ограничения наземных станций, часто рассматривают идею создания орбитальных солнечных станций с развертыванием солнечных панелей в космосе. Пока перспектива реализации таких проектов промышленного масштаба, видимо, еще более отдаленная, чем термоядерной энергетики. Среди главных проблем – передача энергии от космической электростанции на Землю.

4.5.2. Ветроэнергетика – низкая мощность и нестабильность

Главные проблемы ветровой энергетики – это непостоянство вырабатываемой энергии и высокая стоимость ветрогенераторов. Несмотря на снижение затрат на строительство ветрогенераторов в море в 2010-х годах, офшорная ветроэнергетика остается одним из наиболее дорогих источников электричества. Стоимость производства электроэнергии на офшорных ветроэлектростанциях колеблется от 200 до 125 долл./МВтч. Однако крупные компании-производители оборудования надеются снизить к 2020 году стоимость оффшорной электроэнергии до уровня ниже 120 долл./МВтч.

Другой проблемой остается низкая единичная мощность ветрогенераторов. Для обеспечения установленной мощности в 1000 МВт, соответствующей типовой тепловой ТЭЦ, необходимо 660 больших ветряков, занимающих площадь в 375 квадратных миль. Как отмечают специалисты, если даже довести ветряки до размера небоскребов, для полного обеспечения потребностей Нью-Йорка будет достаточно «всего» 13 тыс. таких гигантов. Но номинальная мощность ветряной электростанции – это максимальный показатель ее генерации, достижимый в том случае, если сильный ветер вращает лопасти постоянно. А поскольку у природы бывает и безветренная погода, фактическая мощность составляет не более 26 % от проектной. Таким образом, вышеназванные цифры следует умножить на четыре.

Сооружение ветроэлектростанций окупается в среднем лишь лет через 10 после введения их в эксплуатацию. Причем экономически оно оправдано при среднегодовой скорости ветра свыше 5 м/с. На большей части территории России таких ветров нет. Поэтому развивать ветроэнергетику целесообразно в основном на Крайнем Севере, побережьях и островах северных и восточных морей.

Самые ветреные зоны России – Кольский полуостров, Обская губа и северная часть побережья Дальнего Востока, где среднегодовая скорость ветра равна 11–12 м/сек. Но даже при наличии благоприятных природных условий высокая стоимость и непостоянство производства энергии делают ветровые электростанции всего лишь вспомогательным источником энергии.

Ветроэнергетика, несмотря на формальную «чистоту» вырабатываемой энергии, на самом деле не лишена экологических и климатических проблем. Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков, как в Европе, это замедление может оказывать заметное влияние на локальные и даже глобальные климатические условия. В частности, снижение средней скорости ветров способно сделать климат региона намного более континентальным за счет того, что медленно движущиеся воздушные массы успевают сильнее нагреться летом и охлаждаться зимой. Отбор энергии ветра может способствовать изменению влажностного режима прилегающей территории. Впрочем, исследования в этой области только разворачиваются, и пока нет количественных оценок воздействия широкомасштабной ветровой энергетики на климат, хотя уже можно заключить, что оно не столь пренебрежимо мало, как полагали ранее.