Стоимость солнечных батарей на мировом рынке падает, а использование солнечной энергии – растёт, и весьма высокими темпами. Наблюдая за этими количественными изменениями, мы рискуем пропустить нечто более важное – качественный переход в распределении энергетических источников.
"Есть нечто более сильное, чем все войска на свете: это идея, время которой пришло". (Виктор Гюго)
История переполнена неожиданными, на первый взгляд, катастрофическими событиями. Хорошо было древним народам – у них были пророки. Они видели грядущее, предупреждали об опасностях и ничего не требовали от своих народов, кроме доверия. Сегодня становится ясно, что современные политики, академики и эксперты, все вместе взятые, не приближаются к способностям одного Иезекииля, хотя требуют существенно больше…
Наш мир развивается очень быстро. Но мы с осторожностью относимся к попыткам осмыслить будущее, хотя бы на 30 лет вперёд. Нам это кажется рискованной футурологией, не достойной учёного. Хотя, например, большинство из нас помнит, что было 30 лет тому назад. Можно выделить простые закономерности, основываясь даже только на собственном опыте. Но сумма простых вещей уже создаёт (или закрывает) «окно» тех или иных возможностей, формирует тенденции развития.
Постараемся вспомнить мир 30-летней давности глазами среднего землянина:
Что мы имеем сейчас:
Перемены огромны, но следует признать, что многие ростки этого существовали и 30 лет назад. Что же произойдёт через 30 лет, если следовать логике «простые вещи сегодня определяют завтра»?
Вот об этой энергетике следует поговорить поподробнее.
«Простые вещи», которые мы видим сегодня, или догадываемся об их приходе завтра, заставляют нас задуматься о том, что даже в сегодняшнем состоянии альтернативной энергетики заложены ростки того, что неизбежно будет востребовано завтра.
Так, человечество, несмотря на кризисы, постоянно возвращается к идее использования возобновляемых источников энергии. Мировые инвестиции в эту область достигли в 2011 г. уровня 260 млрд. долл., что в пять раз больше, чем 53,6 млрд. долл., истраченных в тех же целях в 2004 г.
Ещё в 1997 г. ЕС впервые сформулировал «дорожную карту» внедрения ВИЭ к 2010 г., которая довольно точно совпала с действительностью, а по солнечной энергетике была превышена в 8 раз!
Результат: из 55 ГВт новых мощностей, которые были введены в ЕС в 2010 г., 22,7 ГВт пришлись на ВИЭ. Следующая программа предполагает достижение 20% выработки всей электроэнергии из ВИЭ в 2020 г. в 20 странах ЕС.
С 1990 г. производство солнечных элементов (СЭ) увеличилось более чем в 500 раз. Мировой оборот в этой индустрии составил в 2010 г. 82 млрд долл. В свою очередь, непрерывно растут инвестиции в солнечные технологии — с 40 млрд евро в 2010 г. до (как ожидается) более чем 70 млрд евро в 2015 г.
По данным Европейской ассоциации фотовольтаической индустрии (EPIA), в 2011 г. в мире было подключено 27,7 ГВт новых солнечных станций. В результате суммарная установленная мощность всех этих станций в мире достигла 67,4 ГВт, и по этому показателю фотовольтаика вышла на третье место среди ВИЭ (после гидро- и ветроэнергетики).
2011 г. был также ознаменован расширением круга «гигаваттных рынков» — к Германии и Италии присоединились Китай, США, Франция и Япония. Так, за год в Италии было подключено 9 ГВт новых станций, в Германии — 7,5 ГВт, в Китае – 2 ГВт, в США – 1,6 ГВт, во Франции – 1,5 ГВт, в Японии – 1,1 ГВт.
По сообщению информационной службы Всемирной ядерной ассоциации (WNA), до 2030 г. Германия намерена вложить 1,848 трлн долл. в развитие ВИЭ и планирует в течение нескольких ближайших лет осуществить «энергетическую революцию», в результате которой в центре новой системы электроэнергетики окажутся технологии возобновляемой энергетики.
К 2020 г., за два года до намеченного срока полного закрытия своих атомных станций, Германия планирует сократить выбросы парниковых газов на 40%, удвоить количество возобновляемых источников энергии, чтобы вырабатывать с их помощью до 35% электричества в стране и сократить основное потребление электроэнергии на 20%.
Ещё немного цифр. Сегодня конечная стоимость «под ключ» 1 Вт в крупной солнечной станции составляет 2,5-2,8 евро/Вт, к 2020 г. ожидается её снижение до 0,9-1,5 евро/Вт, а к 2030 г. – до 0,7 евро/Вт. При этом стоимость вырабатываемой такой станцией электроэнергии сегодня составляет 0,15 — 0,29 евро/кВт-час, к 2020 г. может снизиться до 0,07 – 0,17 евро/кВт-час, к 2030 году – до 0,04 евро/кВт-час.
2011 г. Принёс революционные изменения в стоимости солнечной энергетики. Установившиеся к концу этого года цены на 1 Вт в модуле в диапазоне 1-1,1 долл. демонстрируют практически 40-процентное снижение цен по сравнению с уровнем в 1,8 долл., характерным для первого квартала 2011 г. А это означает, что реальная динамика снижения стоимости солнечной энергии превзойдёт приведённые прогнозы. И уже в 2012 году стоимость «солнечного» и «традиционного» киловатта электроэнергии в некоторых районах мира сравняются.
В целом же различными сценариями предполагается, что к 2020 г. в мире будет установлено 350-600 ГВт «солнечных» мощностей, которые будут вырабатывать 100-400 миллиардов кВт-час электроэнергии, а к 2030 г. – 1080 – 1800 ГВт, которые будут вырабатывать 200-1400 млрд кВт-час электроэнергии. Таким образом, доля «солнечного» электричества в общемировой выработке электроэнергии уже к 2020 г. составит 4-7%, а в Европе 12 %.
Отметим, что все эти прогнозы основываются на технологиях, которые сегодня реально существуют. Это освоенные в промышленности солнечные элементы на базе кремния, CdTe, GaAs/Ge, существующие аккумуляторы, инверторы и прочее. Безусловно, технический прогресс будет так же стремительно продолжаться, но нет необходимости ждать появления новых, невиданных сегодня решений.
Таким образом, «простые вещи» уже сегодня формируют завтрашнюю энергетику и открывают «окна возможностей». Уже сейчас понятно, что солнечная энергетика способна в принципе стать основой мировой энергетики.
Например, сегодня учёные из разных стран мира проводят моделирование параметров солнечной энергетической системы. Предлагается создать глобальную энергосистему из солнечных станций, равномерно расположенных в экваториальном поясе Земли так, чтобы часть станций всегда находилась на дневной стороне. Все электростанции должны быть соединены линией электропередачи с малыми потерями.
При моделировании КПД солнечных станций принимался равным вполне реалистичным сегодня 25%. Подобная глобальная солнечная энергетическая система сможет генерировать электрическую энергию круглосуточно и равномерно в течение года в объеме 17 300 ТВт-ч/год, что превысит современное мировое потребление электрической энергии. Начало функционирования глобальной солнечной электростанции может состояться к 2050 г.
В результате реализации этого проекта доля солнечной энергетики в мировом потреблении электроэнергии может достичь 60-70%, а выбросы парниковых газов будут снижены в 10 раз. По оценкам, стоимость создания такой системы может превысить 10 трлн долл. Сумма представляется гигантской, но следует отметить, что сегодня в мире на оборону тратится ежегодно 7 трлн долл.
И это не просто умозрительные мечтания. В середине 2012 г. в Марокко планируется завершение первого этапа строительства солнечного проекта под названием Desertec Initiative (мы упоминали о его старте — прим. ред.), в ходе которого предполагается использовать солнечную энергию в пустыне Сахара.
Электростанция в Марокко будет представлять собой сооружение стоимостью 822 млн долл., занимающее площадь в 19,24 кв. км. Общая установленная мощность всех этапов стоимостью 2,8 млрд долл. составит 500 МВт (комбинированное производство — 100 МВт электрической энергии и 400 МВт тепловой). Полностью электростанцию планируется построить к 2050 г.
Современная «турбинная» электроэнергетика не обладает необходимой гибкостью. Турбины нельзя включать и останавливать когда угодно. Это обстоятельство приводит к необходимости существенного завышения общих мощностей. В фотоэнергетике проблема усугубляется еще и 100-процентной (ночь-день) вариацией мощности. Однако умножение двух «минусов» при использовании в единой энергосистеме дает «плюс».
Солнечная энергетика включается с восходом солнца. В крупных странах уже сегодня возможно использование комбинированной энергосети, в которой потребители электроэнергии распределены по часовым поясам, в результате чего энергия передаётся в те районы, где наступает пик потребления из тех районов, где светит солнце. Контуры такой единой «умной» энергосистемы, созданной без избыточных мощностей, сегодня только прорабатываются, но они вполне заметны.
Не обнаружим ли мы себя однажды засыпанными пеплом современного Везувия, как некогда жители Помпеи, не верившие в изменения окружающего их мира? Завтра, безусловно, нет. А через 30 лет? Возможно…
По словам профессора Эйке Вебера (Eicke Weber, глава Fraunhofer-Institut fur Solare Energiesysteme, Фрайбург), в 1850 г. треть ВВП США обеспечивалась производством китового жира. Он был тогда единственным жидким горючим и, например, играл огромную роль при освещении помещений. Спустя всего десять лет эта отрасль экономики была буквально стёрта с лица Земли, поскольку появились нефтепродукты. И возможно, уже через 30 лет наши дети и внуки будут удивляться, насколько же мы были глупы, что сжигали нефть.
Представляется, что сегодня окружающая нас действительность создала «окно возможностей», которого ещё не было 5 лет назад. Это означает, что подходы к развитию энергетики (и экономики в целом) требуется пересматривать.
Да, в 2010 г. в мире добыто 2,3 млрд тонн железной руды и выплавлено 1,4 млрд тонн стали. Да, сегодня миру нужны наши нефть и газ. Но в будущем мире не нужно будет столько стали для газо- и нефтепроводов, а также буровых вышек. Уже через 10-20 лет миру не нужно будет столько нефти и газа, сколько мы продаём сегодня. Но будут нужны кремний, германий, индий, стекло… Это определит и изменения на рынке труда. Будут нужны физики, химики, технологи, операторы, квалифицированные конструкторы, специалисты-монтажники.
Когда мы говорим сегодня о 25 млн рабочих мест, которые будут нужны завтрашней России, нам следует понимать, что эти рабочие места нужны для завтрашней структуры экономики и энергетики. Примечательно, что в регионах, перспективных с точки зрения использования солнечной энергетики (Северный Кавказ, Сибирь, Дальний Восток), сегодня существует относительно высокий уровень безработицы. Таким образом, солнечная энергетика может значительно помочь в социально-экономическом развитии регионов России.
И ещё один важный вывод. 8 января 2009 г. распоряжением Правительства РФ были утверждены «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года», в которых устанавливаются следующие значения показателей объёма производства электроэнергии с использованием ВИЭ: в 2010 г. – 1,5% (или около 17 млрд кВт-ч); в 2015 г. – 2,5 % (или около 33 млрд кВт-ч); в 2020 г. – 4,5% (или около 70 млрд кВт-ч).
Конечно, появление этого документа говорит о том, что в России всё-таки начинает формироваться на уровне государственной политики понимание того, что потенциал сырьевой экономики постепенно иссякает. Однако представляется, что конкретные шаги по формированию механизмов реализации этой политики по-прежнему отсутствуют, а намеченные показатели являются скорее не ориентиром для развития, а дезориентацией.
Создаваемый сегодня рынок альтернативной энергетики имеет глобальный характер и ведёт к созданию десятков миллионов рабочих мест. Неучастие России в этом процессе уже сегодня лишает её возможности создавать эти рабочие места у себя, оставляя её за бортом разворачивающейся в мире гонки за энергоэффективностью и, в конечном счёте, делая её всё менее конкурентоспособной.
В этом смысле ближайшие 10-15 лет станут для России важнейшими. В том случае, если мы будем продолжать двигаться к намеченному ориентиру в 4,5% к 2020 г. – безнадёжное отставание станет неизбежным.
Никто пока не комментировал эту страницу.