Чим страшна "темна сторона" альтернативної енергетики

Традиційні види енергетики забезпечують людство електрикою і теплоносіями, але при цьому завдають істотної шкоди довкіллю. Так, гідроелектростанції руйнують природний ландшафт, заважають природному перебігу річок, виводять із госпобороту обширні площі родючих земель. ТЕС споживають величезні кількості природного палива, а імідж АЕС серйозно похитнули аварії в Чорнобилі і Фукусімі. Альтернативою такому стану справ може стати розвиток альтернативної енергетики, яка використовує енергію сонця, вітру і води, а також біопалива з органічних відходів або спеціально вирощуваних рослин.

Але в Україні поки не видно, щоб альтернативна енергетика помітно притісняла традиційну. Ми вирішили розібратися, чи тільки в нашій відсталості справу, або тому є і більш об'єктивні причини. І чи справді "зелена" енергія безпечна для навколишнього середовища. За відповідями ми звернулися до президента Київського міжнародного енергетичного клубу Олександра Тодійчука, директору з інформації та зв'язків з громадськістю асоціації "Український ядерний форум" Ользі Кошарній і президенту "Енергетичної асоціації України" Василю Котку.

СМИСЛ: ДОБРЕ ЗАБУТЕ СТАРЕ

Деокупація півдня країни – як українські військові відвойовують території

Заборона на пересування країною для військовозобов'язаних – всі деталі

Ракетні удари по мирних українськиих містах - липень 2022

Ядерний тероризм Росії

"Альтернативна енергетика", або, як її ще називають, нетрадиційна – вираз сам по собі досить умовний. Під ним розуміють ряд способів отримання або використання енергії, об'єднаних тільки тим, що вони поширені не так широко, як ті, що прийнято називати традиційними.

Але, як каже Олександр Тодійчук, традиційні джерела енергії свого часу теж були нетрадиційними. Колись нетрадиційної була енергетика на основі нафти. Потім з'явився ще один унікальний джерело – газ. Потім – атом.

З іншого боку, якщо уважно придивитися до деяких альтернативним джерелам енергії, то з'ясується, що їх-то людина якраз використовує з незапам'ятних часів. Що нетрадиційного у вітроенергетиці, якщо під вітрилом ходили ще первісні племена, а вітряки в країнах Сходу були відомі до Різдва Христова? Приблизно з тих же часів (з водяних млинів, використовуваних в Римській імперії) веде історію і мала гідроенергетика. Звичайно, скептики скажуть, що перший багаття не можна вважати прем'єрою усвідомленого використання біопалива, адже в вогонь кидали просто дрова, а не витончений продукт кшталт сучасних паливних брикетів або рідких видів біопалива. Але ще древні скотарі степових районів заготовляли на зимові холоди паливо у вигляді тих же брикетів з меленої соломи і висушених "коржів" худоби.

Як синонім альтернативної енергетики часто використовується "енергетика на поновлюваних джерелах" або "зелена енергетика". Строго кажучи, поновлювана енергія такої теж не є: в основі більшості її видів лежить так чи інакше перетворена енергія Сонця, а як випливає з нинішніх наукових уявлень, запаси палива для гігантського сонячного термоядерного "багаття" ніяк не поповнюються і з часом будуть вичерпані. Як би там не було, в минулому році п'ята частина світового споживання енергії прийшла саме "зеленим" шляхом.

ТО ГУСТО, ТО ПУСТО: ТЕХНОЛОГІЧНІ СКЛАДНОСТІ

Щоб з'ясувати, наскільки просто замінити традиційні види енергії альтернативними, подивимося на особливості роботи атомних електростанцій. "Якщо енергоблок вийшов на номінальну потужність, для безпечної роботи цю потужність можна ні зменшувати, ні збільшувати. Він працює в так званому базовому режимі, тобто рівно, – пояснює Ольга Кошарна. – Але електроенергія споживається нерівномірно: є пікові години (з 7-ї по 10-11-ї ранку і з 18-ї по 21-ї години вечора). У цих випадках в енергосистему повинна надходити електроенергія від так званих маневрених потужностей". В якості останніх можуть виступати гідро- або (набагато частіше) теплоелектростанції. На Заході вони з міркувань екологічності працюють на газі як найбільш "чистому" паливі, у нас часто використовують вугілля. "Діємо за примітивним методом: підкинули вуглинки в ТЕЦ, підняли потужність, щоб перекрити пікове споживання. Не стали підкидати – потужність впала", – каже Ольга Кошарна.

Зверніть увагу: у випадку з АЕС за рахунок маневрених потужностей компенсується тільки різниця між піковим споживанням і тим, що станція дає в базовому режимі.

НЕСТАБІЛЬНІСТЬ. Тепер уявімо, що електропостачання якоїсь місцевості потрібно перевести на відновлювальні джерела енергії. Побудували, наприклад, потужну сонячну електростанцію взамін "небезпечної" атомної. Вночі енергію ми не отримаємо – це зрозуміло. "З її виробленням можуть бути проблеми і вдень – сонце адже світить не постійно. Хтось повинен "підхоплювати" вироблення, коли вона падає, – каже Василь Котко. – І що робити з вечірнім піком? Його доведеться повністю забезпечувати з якихось інших джерел. Тобто, поруч із сонячною електростанцією доведеться ставити теплову, здатну повністю покрити пікове споживання. Фактично доводиться дублювати потужності, які потім будуть подовгу байдикувати. Та ж проблема і з вітровими станціями".

Звичайно, це дуже спрощений приклад: для того й існує єдина енергосистема, щоб недоробку в одному місці компенсувати переробкою в іншому. Теоретично, чим більше виробників включені в неї, тим ширші можливості для маневру і стабільніше працює система в цілому. Можна напружити фантазію і уявити собі глобальну енергосистему майбутнього, коли в одній частині земної кулі ніч, в іншій – яскравий полудень, тут – зима, там – літо, тут – штиль, там – потужний вітер, а значить, виробляти енергію можна постійно. І все було б чудово, якщо абстрагуватися від втрат при передачі енергії на великі відстані, вартості такої передачі і складності управління подібною системою.

УПРАВЛІННЯ. Навіть в межах не дуже великий в глобальному масштабі і високо розвиненою в технологічному сенсі Німеччині з управлінням такою системою виходить поки не дуже. Ця країна вирішила відмовитися від своїх атомних електростанцій і до 2050 року довести частку від поновлюваних джерел енергії до 80%. "У Німеччині йдуть дебати з приводу того, що повне виведення з експлуатації всіх АЕС не дозволить виконати зобов'язання перед ЄС щодо зменшення викидів парникових газів, адже навіть замінивши атомні станції вітровими, доведеться використовувати ТЕС як маневрених потужностей, – каже Ольга Кошарна. – Енергосистема Німеччини сьогодні управляється майже вручну, бо ще не зовсім сформовані так звані розумні мережі, що дозволяють управляти системою з мінімальною участю людини". Так, на півночі Німеччини біля берегів Балтики розташовано безліч вітрових електростанцій, де енергія виробляється в надлишку. Надлишки доводиться продавати сусіднім країнам за цінами нижче внутрінімецьких або взагалі скидати безкоштовно. В той же час є промисловий Південь, де енергія в дефіциті і який забезпечували саме атомні станції. Як перекинути електроенергію з півночі на південь, та ще й в автоматичному режимі, – поки не зовсім зрозуміло.

Ідея очевидна: ставиш електрогенеруючу установку на поновлюваному джерелі надлишкової потужності з хорошим запасом. Поки вона працює на повну котушку – зберігаєш зайву енергію в акумуляторах, щоб використовувати, коли продуктивність падає. Такий підхід може себе виправдати для невеликих станцій, що постачають електрикою приватні будинки або, приміром, невеликі ферми. "Але акумулятори – це дуже дорого, – каже Василь Котко. – Сьогодні це економічно не виправдано". З великими електростанціями все куди складніше. "Поки що немає розумних технологій накопичення надлишкової електроенергії, щоб потім видавати її в об'єднану енергосистему", – стверджує Ольга Кошарна.

У підсумку продуктивність альтернативних джерел енергії виявляється куди нижче, ніж традиційних. Так, за словами Василя Котко, в Україні зараз коефіцієнт використання потужності атомної станції – приблизно 70%, а сонячних – всього 14%. У цьому одна з причин, чому альтернативна енергія виявляється помітно дорожче традиційної.

ТАРИФИ: ЯК ПЛАТИТИ ЗА РАХУНКАМИ В ДВАДЦЯТЬ РАЗІВ БІЛЬШЕ

Якщо розглядати об'єднану енергосистему як підприємство, яке купує електроенергію у виробників і продає її споживачам, то зв'язуватися з "зеленої енергетикою" йому особливого резону немає. По-перше, це досить клопітно через нестабільність вироблення енергії. По-друге, це ще й дорожче. Не тільки через собівартості самої енергії, а й через необхідність тримати напоготові резервні потужності. Який же нормальний торговець-посередник буде купувати дорожчий, більш незручний в обігу і до того ж вона вимагає додаткових затрат товар, якщо навколо надлишок дешевого і "безпроблемного"? З іншого боку, глобальною тенденцією останніх десятиліть стало розвиток відновлюваної енергетики. Причини – зростання заклопотаності станом навколишнього средиі сумна перспектива вичерпання традиційних джерел енергії (нафти, газу та вугілля).

СТИМУЛЮВАННЯ. У підсумку в світі прийшли до кількох варіантів стимулювання інвестицій в "зелену енергетику". Серед найбільш поширених – гарантія підключення такого об'єкта до загальної енергетичної системи, довгостроковий контракт на покупку всієї виробленої електроенергії і гарантія того, що ця енергія буде покупатися за пільговими цінами, які вище, ніж для "традиційних" виробників. Це робиться для того, щоб забезпечити рентабельність проекту і його швидку окупність. Ці пільгові ціни і прийнято називати "зеленим тарифом". Україна теж пішла по такому шляху, але привнесла в нього свій власний колорит. В результаті, наприклад, ціна сонячної електрики українського виробництва виявилася найвищою в світі – майже в чотири рази вище, ніж у Німеччині. Можна припустити, що влада нашої країни просто відзначилися найбільшою далекоглядністю, турботою про прогрес і екології. Але серед фахівців поширене інша думка. "Це тому, що великі олігархічні структури, які взяли під контроль цей вид енергії, мали можливість адміністративного впливу, – каже Олександр Тодійчук, – і вирішили створити собі хороші умови". Якщо конкретніше, то левову частку сонячної електроенергії в країні виробляє компанія, яку пов'язують з великими представниками минулої після Майдану влади. В інших видах альтернативної енергетики ці товариші, мабуть, були зацікавлені в меншій мірі, тому там тарифи в декілька разів нижче.

ПЕРЕКОСИ. Електроенергію у всіх українських виробників закуповує держпідприємство "Енергоринок". За підсумками 2013 воно опублікувало дані за обсягом і вартості електричної енергії, купленої за рік. Так от, атомні електростанції виробили, тобто продали енергоринку, 44,27% електричної енергії. Між тим її вартість в загальній сумі енергоринку склала 20,82%. Якщо спростити, то одиниця атомної енергії коштувала приблизно в два рази менше, ніж в середньому по ринку. А ось електроенергії від сонячних станцій було вироблено 0,32% від загального обсягу, зате в грошах на неї пішло 3,48%. Тобто сонячна енергія виявилася більш ніж в 10 разів дорожче "середньоринкової". Воно й не дивно: згідно з "зеленим тарифами", за кВт-год, отриманий від сонячних електростанцій, платять більше 7 грн, а від АЕС – всього 30 коп.

"Але зараз енергоринок не може платити стільки за 1 кВт-год сонячної електроенергії, – каже Ольга Кошарна. – Тим більше що у нас і без того структура цін на ринку перекошена. У нас промисловість платить за 1 кВт-год 1,30 грн, населення – 30 коп., А середньооптові ціна – 90 коп. Це називається перехресним субсидуванням, коли одним споживачам за рахунок інших відшкодовують гроші. За підсумками 2013-го обсяг перехресного субсидування становив більше 36 млрд грн. Фактично виходить так: промисловість, якої і так зараз складно, платить за всіх. Чи може вона при цьому бути конкурентоспроможною?"

Поки в економіці (хоча б зовні) все було більш-менш благополучно, ці цінові перекоси великий проблемою не були. А от зараз ні державному бюджету, ні економіці в цілому подібні переплати дріб'язковими вже не здаються. Уряд намагався знизити "зелені тарифи", особливо на сонячну енергію. Але піднявся могутній вал заперечень, та й пільги чітко прописані в законі, який може змінити тільки парламент. Так що, за словами експертів, зараз влада бореться з переплатами за "зелену енергію" адміністративними методами: під різними приводами намагається дорогу сонячну енергію не купувати.

"ЗЕЛЕНА" ЕНЕРГІЯ: ВПЛИВ НА ДОВКІЛЛЯ

Серед головних доводів за активний розвиток альтернативної енергетики – формула "зелена" енергетика = чиста енергетика". Але чи так це?

ШИЛО НА МИЛО. "Теплова енергетика виробляє в Україні до 80% викидів парникових газів, – розповідає Кошарна. – А якщо говорити про електростанції, що працюють на вугіллі, то тут викидаються ще й шкідливі речовини на зразок окислів сірки, азоту. Більш того, радіоактивного вуглецю у викидах вугільних електростанцій незмірно більше, ніж в тих, які віддають довкіллю атомні електростанції". Саме теплову енергетику і слід було б насамперед заміщати альтернативною. Але великі "зелені" об'єкти вимагають наявності і теплових електростанцій в якості маневрених потужностей.

Інша поширена ідея – будувати "зелені" об'єкти замість АЕС, які нібито треба поступово виводити з експлуатації через небезпеку "мирного атома". Але замінивши атомну станцію еквівалентними їй по продуктивності вітровими або сонячними, знову-таки доведеться будувати додпотужності. І збільшити кількість спалюваного вугілля або газу, а з ними – обсяг шкідливих викидів. Вийде, що екологічно ми не виграємо, тим більше що в Україні АЕС викидають менше 15% шкідливих речовин від дозволеного нормами. А що стосується небезпеки АЕС, то, за словами Ольги Кошарної, Чорнобильська катастрофа стала суворим уроком для всього світу, який привів до вироблення абсолютно нових підходів до створенні безпеки. Є й проблема відпрацьованого палива. Але Кошарна пропонує розглядати його не як відходи, а як цінна сировина для майбутніх поколінь реакторів. Тому Україна й будуватиме на своїй території централізоване сховище для відпрацьованого ядерного палива (будівництво планують почати як мінімум в 2015-м).

ЗАБРУДНЕННЯ. Втім, утилізувати потрібно не тільки відпрацьоване ядерне паливо, але і фотоелементи, використовувані в сонячних батареях. А вони містять небезпечні речовини на зразок токсичного кадмію. Вітрові електростанції "радують" іншим типом забруднення – шумовим. Причому крім звуку в чутному діапазоні вони генерують ще й інфразвук. Людина його не чує, зате його чують і бояться птахи, які переселяються подалі від таких сусідів. Деякі вчені вважають, що цей звук може викликати у людини панічні атаки.

ГОЛОД. За даними ООН, торік від хронічного недоїдання страждала кожна восьма людина у світі – всього голодуючих нарахували понад 840 млн. І при цьому вже десятки років серед основних причин глобального дефіциту їжі і високих цін на неї називають масове використання сільгоспкультур для виробництва біопалива. Образно кажучи, мільйони гектарів родючих земель замість того, щоб годувати людей, наповнюють баки автомобілів.

Вільна земля потрібна і для будівництва сонячних електростанцій. Так, якщо взяти кримські сонячні електростанції, то на кожен 1 МВт проектної потужності потрібна площа в 2 га. Тобто на 1 кв. км можна отримати 50 МВт при пікової виробці. Якщо говорити про вітрових електростанціях, то на 1 кв. км можна забезпечити близько 10-15 МВт. А ось реально діюча атомна електростанція, площа якої трохи менше 0,5 кв. км, має потужність 4000 МВт.

КЛІМАТ. Вітрогенератори виробляють енергію за рахунок відбору її частини у вітру. Отчего швидкість вітру повинна хоч трохи, але падати. Питання лише в тому, скільки буде цих електростанцій, які плошади вони займатимуть і коли середня швидкість вітру істотно знизиться і призведе до зміни клімату.

І зовсім страшилку можна розповісти про приливні станції. Виявляється, вони... гальмують обертання Землі. Правда, це гальмування настільки мізерне, що помітити його зможуть хіба що наші нащадки через тисячі років.