«Зеленое завтра»: Зеленый квадрат как портрет будущего
19.12.202218:46
ЕЛЕН
Е
АВТРА
Сегодня невозможно вести бизнес, особенно в высокотехнологичных сегментах рынка, не уделяя внимания ответственности в сфере экологии. «Зеленые» инициативы, забота о будущем планеты — это теперь обязательные условия даже для самой возможности успешной деятельности. Один из самых «зеленых» и экологичных российских технологических лидеров — Росатом, получивший 15 лет назад статус государственной корпорации благодаря историческому решению президента. Строительство ветропарков, рекультивация свалок и даже участие в спасении носорогов от браконьеров в далекой Африке — лишь часть примеров работы атомщиков в этом направлении.
З
ЧАСТЬ #1
С какими вызовами сталкивается мир на пороге энергетического перехода
КАК ПОРТРЕТ БУДУЩЕГО
ЗЕЛЕНЫЙ КВАДРАТ
В ноябре 2022 года на планете родился 8-миллиардный житель, а это значит, что энергии растущему населению Земли нужно все больше. В Международном энергетическом агентстве подсчитали, что спрос на электроэнергию в некоторых регионах в ближайшие 10 лет увеличится на 40–60 %. Эксперты полагают, что так будет продолжаться как в развитых, так и в развивающихся странах вплоть до 2040 года.
Удовлетворять растущий спрос планируется преимущественно за счет ископаемого топлива, что вносит самый большой вклад в изменение климата. Сжигание нефти, газа и угля обеспечивает более 75 % глобальных выбросов парниковых газов и почти 90 % всех выбросов углекислого газа.
Пандемия дала небольшую передышку планете, так как из-за вынужденной приостановки промпроизводства в 2020 году объемы эмиссии СО2 существенно снизились. Однако оптимизм экологов был недолгим: по выходу из карантина мир быстро наверстал прошлые показатели потребления и, соответственно, выбросов — цифры уже ощутимо, почти на 6 %, превышают значения 2019 года.
Мало того, энергетическая инфляция, выразившаяся в скачке цен на энергоресурсы, привела к распаковке уже законсервированных мощностей. В Европе, США, в Азии вновь открываются угольные шахты и анонсируется строительство новых. Аналитики Global Data предрекают рекордный спрос на уголь в 2023 году.
Удовлетворять растущий спрос планируется преимущественно за счет ископаемого топлива, что вносит самый большой вклад в изменение климата. Сжигание нефти, газа и угля обеспечивает более 75 % глобальных выбросов парниковых газов и почти 90 % всех выбросов углекислого газа.
Пандемия дала небольшую передышку планете, так как из-за вынужденной приостановки промпроизводства в 2020 году объемы эмиссии СО2 существенно снизились. Однако оптимизм экологов был недолгим: по выходу из карантина мир быстро наверстал прошлые показатели потребления и, соответственно, выбросов — цифры уже ощутимо, почти на 6 %, превышают значения 2019 года.
Мало того, энергетическая инфляция, выразившаяся в скачке цен на энергоресурсы, привела к распаковке уже законсервированных мощностей. В Европе, США, в Азии вновь открываются угольные шахты и анонсируется строительство новых. Аналитики Global Data предрекают рекордный спрос на уголь в 2023 году.
Это во многом противоречит целям Парижского соглашения. Чтобы удержать рост глобальной температуры ниже 1,5°C, к 2030 году выбросы должны сократиться почти наполовину, а к 2050 году мир должен добиться нулевых выбросов углекислоты.
Один из ответов на этот глобальный вызов — концепция «зеленого квадрата», предложенная госкорпорацией «Росатом». Она подразумевает сочетание различных способов производства чистой энергии, которые на сегодняшний день выступают альтернативой сжиганию углеводородов. И что важно — могут и уже успешно применяются в России. Это гибкое сочетание нескольких источников — «энергетический мультитул» по модели швейцарского ножа.
По мнению генерального директора Росатома Алексея Лихачева, «солнце, ветер, вода и атом, дополняя и усиливая друг друга, должны образовывать тот зеленый квадрат, который станет основой будущего мирового безуглеродного баланса».
Родоначальниками солнечной энергетики считаются сотрудник Bell Labs Рассел Шумейкер Ол, который в 1940 начал изучать способность кремния вырабатывать ток, и профессор Мартин Грин, собравший первые фотоэлементы. Правда, потери при таком способе сбора энергии были (и остаются) большими. Команда Грина только в 2015 году смогла добиться рекордного показателя конверсии для фотоэлемента: 40,6%.
В Россию солнечная энергетика пришла из космоса. Впервые фотогальванические элементы были установлены на искусственном спутнике, выведенном на орбиту в 1957 году.
В 2000-х годах солнечные панели перестали быть экзотикой, в Китае одна за другой открывались фабрики по производству солнечных панелей, и стоимость установок стала неуклонно снижаться.
На заре «солнечной эры» Международное энергетическое агентство сделало прогноз, что к 2020 году в мире будет установлено солнечных станций суммарной мощностью 18 ГВт. Однако аналитики сильно просчитались: к этому рубежу энергокомпании пришли всего за год, а в 2020-м достигли показателя в 760 ГВт.
Среди основных плюсов солнечной энергии называют дешевизну. Сегодня, по оценкам Ассоциации солнечной энергетики, СЭС стала доступна даже малому и среднему бизнесу. Всего к ноября 2022 года отечественный рынок коммерческих солнечных электростанций достиг 100 МВт.
Главный минус подобного способа выработки энергии — зависимость от погоды. Не все страны и регионы могут похвастаться одинаково большим числом солнечных дней. Впрочем, единственным в России регионом, непригодным для солнечных станций, считается Крайний Север. Во всех остальных, например на преимущественно пасмурном Северо-Западе, СЭС окупаются за 5–7 лет при общем сроке эксплуатации установки не менее 25–30 лет. Однако бизнес традиционно предпочитает собственную топливную генерацию: бесперебойность и стабильность поставок энергии у возобновляемых источников серьезно уступает традиционным энергоисточникам.
Кроме того, к проблемным вопросам относят утилизацию элементов конструкции солнечных панелей. В них в небольших количествах, но есть токсичные вещества, такие как кадмий, свинец и мышьяк.
На заре «солнечной эры» Международное энергетическое агентство сделало прогноз, что к 2020 году в мире будет установлено солнечных станций суммарной мощностью 18 ГВт. Однако аналитики сильно просчитались: к этому рубежу энергокомпании пришли всего за год, а в 2020-м достигли показателя в 760 ГВт.
Среди основных плюсов солнечной энергии называют дешевизну. Сегодня, по оценкам Ассоциации солнечной энергетики, СЭС стала доступна даже малому и среднему бизнесу. Всего к ноября 2022 года отечественный рынок коммерческих солнечных электростанций достиг 100 МВт.
Главный минус подобного способа выработки энергии — зависимость от погоды. Не все страны и регионы могут похвастаться одинаково большим числом солнечных дней. Впрочем, единственным в России регионом, непригодным для солнечных станций, считается Крайний Север. Во всех остальных, например на преимущественно пасмурном Северо-Западе, СЭС окупаются за 5–7 лет при общем сроке эксплуатации установки не менее 25–30 лет. Однако бизнес традиционно предпочитает собственную топливную генерацию: бесперебойность и стабильность поставок энергии у возобновляемых источников серьезно уступает традиционным энергоисточникам.
Кроме того, к проблемным вопросам относят утилизацию элементов конструкции солнечных панелей. В них в небольших количествах, но есть токсичные вещества, такие как кадмий, свинец и мышьяк.
СОЛНЦЕ
Гидроэнергетика — явление не новое. Уже 150 лет назад энергия падающей воды использовалась для выработки электричества, а сегодня таким способом генерируется шестая часть всего производимого на планете электричества. Лидирующие позиции на этом рынке занимают КНР, Бразилия, Канада, США и Российская Федерация.
Первая ГЭС появилась в 1878 году в британском городе Нортумберленде, она была построена, чтобы обеспечивать питание единственной лампочки в картинной галерее изобретателя У. Дж. Армстронга.
За счет возможности регулировать потоки воды на ГЭС достигается высокая степень гибкости в выработке электричества, в зависимости от потребностей. Это преимущество гидроэнергетики. Ограничения для повсеместного распространения ГЭС в первую очередь природные: нужны не подвергающиеся частым засухам водные источники и подходящий для обустройства плотины рельеф. Строительство такой станции требует больших капитальных вложений и часто вызывает протесты экологов, так как нарушается баланс экосистемы.
ВОДА
Эксплуатировать ветер люди научились более двух тысяч лет назад. В Древней Персии мельницы оснащались лопастями, что ускоряло производство муки. В XIII веке инновация добралась до Европы. Сегодня именно здесь находятся одни из крупнейших ветропарков в мире, где мачты-великаны вырабатывают энергию.
В России, по данным Российской ассоциации ветроиндустрии, в 2022 году совокупная мощность ветроэлектростанций составила 2043,44 МВт, число ветроэлектрических установок — 1162 единицы. В Ассоциации уверены, что экономический кризис и рост инфляции популяризируют ветропарки, так как те могут предлагать фиксированную цену на электричество, не меняя ее на протяжении 15 лет.
Ветроэнергетика сегодня сосредоточена преимущественно на юге страны, например в Ставрополье, где работают станции компании «НоваВинд», входящей в состав госкорпорации «Росатом». За три квартала нынешнего года шесть действующих ВЭС «НоваВинд» выработали более 1 млн МВт электроэнергии. Еще три ветропарка находятся в процессе строительства.
Причем активно прорабатывается вопрос приручения ветра в северных широтах, например на Чукотке, где первый ветропарк может появиться уже в 2027 году.
Примечательно, что все ВЭС, введенные в эксплуатацию в 2021 году, уже полностью укомплектованы оборудованием, произведенным на территории России. Росатом взял на себя задачу трансфера технологии и организовал производство ключевых, критически важных компонентов ветроустановок на своих мощностях.
Завод АО «НоваВинд» по производству узлов и агрегатов ВЭУ располагается в г. Волгодонске Ростовской области на базе «Атоммаша» — центра энергетического машиностроения госкорпорации. Кроме того, компания производит софт для диспетчеризации режимов электропотребления и управления мощностями. Такая экспертиза позволяет российскому производителю выступать в качестве девелопера ветроэнергетических проектов за рубежом. В настоящее время компания формирует портфель заказов за рубежом в объеме 5 ГВт до 2030 года.
В России, по данным Российской ассоциации ветроиндустрии, в 2022 году совокупная мощность ветроэлектростанций составила 2043,44 МВт, число ветроэлектрических установок — 1162 единицы. В Ассоциации уверены, что экономический кризис и рост инфляции популяризируют ветропарки, так как те могут предлагать фиксированную цену на электричество, не меняя ее на протяжении 15 лет.
Ветроэнергетика сегодня сосредоточена преимущественно на юге страны, например в Ставрополье, где работают станции компании «НоваВинд», входящей в состав госкорпорации «Росатом». За три квартала нынешнего года шесть действующих ВЭС «НоваВинд» выработали более 1 млн МВт электроэнергии. Еще три ветропарка находятся в процессе строительства.
Причем активно прорабатывается вопрос приручения ветра в северных широтах, например на Чукотке, где первый ветропарк может появиться уже в 2027 году.
Примечательно, что все ВЭС, введенные в эксплуатацию в 2021 году, уже полностью укомплектованы оборудованием, произведенным на территории России. Росатом взял на себя задачу трансфера технологии и организовал производство ключевых, критически важных компонентов ветроустановок на своих мощностях.
Завод АО «НоваВинд» по производству узлов и агрегатов ВЭУ располагается в г. Волгодонске Ростовской области на базе «Атоммаша» — центра энергетического машиностроения госкорпорации. Кроме того, компания производит софт для диспетчеризации режимов электропотребления и управления мощностями. Такая экспертиза позволяет российскому производителю выступать в качестве девелопера ветроэнергетических проектов за рубежом. В настоящее время компания формирует портфель заказов за рубежом в объеме 5 ГВт до 2030 года.
ВЕТЕР
Ядерная энергетика оказалась в «зеленом квадрате» неслучайно. Во-первых, это технология устойчивого производства энергии, которая совершенствуется уже 60 лет. Современные АЭС высокопроизводительны, и при этом эмиссия парниковых газов на всем жизненном цикле станции находится на минимуме, что позволяет называть их самыми чистыми источниками энергии.
Сравните: атомная станция генерирует менее 10 граммов СО2 на 1 КВт энергии, в то время как ветростанции — около 20 граммов, а солнечная — от 27 до 120.
Есть различные оценки влияния АЭС на снижение производства парниковых газов в целом. По официальной статистике, только в 2021 году атомные станции в РФ и АЭС российского дизайна за рубежом позволили предотвратить выбросы 208 млн тонн парниковых газов (в эквиваленте СО2). Глобальный же эффект сопоставим с поглощающей способностью всех лесов планеты — и это самая консервативная оценка.
Во-вторых, к АЭС применяются особые инструменты контроля. Отчет объединенного исследовательского центра при Еврокомиссии подтверждает, что риск «ненанесения вреда» (DNSH) окружающей среде, жизни и здоровью человека для атомной энергетики не превышает риски других видов генерации электроэнергии, признанных в качестве «зеленых» в терминах Таксономии ЕС.
Благодаря этому официальный статус «зеленой» атомная энергетика уже получила в ЕС, Китае, России и Бангладеш, принятие такого решения ожидается в Южной Корее.
Сравните: атомная станция генерирует менее 10 граммов СО2 на 1 КВт энергии, в то время как ветростанции — около 20 граммов, а солнечная — от 27 до 120.
Есть различные оценки влияния АЭС на снижение производства парниковых газов в целом. По официальной статистике, только в 2021 году атомные станции в РФ и АЭС российского дизайна за рубежом позволили предотвратить выбросы 208 млн тонн парниковых газов (в эквиваленте СО2). Глобальный же эффект сопоставим с поглощающей способностью всех лесов планеты — и это самая консервативная оценка.
Во-вторых, к АЭС применяются особые инструменты контроля. Отчет объединенного исследовательского центра при Еврокомиссии подтверждает, что риск «ненанесения вреда» (DNSH) окружающей среде, жизни и здоровью человека для атомной энергетики не превышает риски других видов генерации электроэнергии, признанных в качестве «зеленых» в терминах Таксономии ЕС.
Благодаря этому официальный статус «зеленой» атомная энергетика уже получила в ЕС, Китае, России и Бангладеш, принятие такого решения ожидается в Южной Корее.
АТОМ
Развитие атомной энергетики малой мощности, которым активно занимается Росатом, — это существенное повышение качества жизни людей в труднодоступных регионах и возможность реализовывать новые бизнес-проекты там, где нет возможности протянуть электросети. Речь идет в первую очередь про Арктику, где сейчас для выработки электричества и тепла зачастую используется дизельное топливо, что дорого и сильно вредит природе. Российские инженеры предлагают решения, в том числе плавучие АЭС малой мощности. Одна из таких работает в порту Певек на Чукотке, скоро ее усовершенствованные собратья должны встать на вахту на Баимском ГОКе. А еще будет построена малая наземная АЭС в Якутии.
Между экономикой и экологией не придется выбирать, если наращивать умное производство и потребление энергии. Иными словами, энергетическая проблема, вызвавшая изменения климата, решается за счет новой энергии, источники которой находятся повсюду: солнечный свет, вода, ветер, атомная энергия.
Хотя сегодня на ископаемые виды топлива по-прежнему приходится свыше 80% глобального производства энергии, альтернативные источники набирают популярность.
Неиссякаемые по своей природе они обеспечивают четвертый энергетический переход — к транспорту без выхлопов, к безвредным для природы системам отопления и освещения и, наконец, к инновационной технике. ВИЭ предопределяет появление мощных установок по опреснению морской воды для ликвидации ее дефицита, делает возможным освоение труднодоступных территорий и повышает качество жизни в каждом населенном пункте. «Зеленый квадрат» становится картиной устойчивого будущего, и чтобы ее написать, надо как можно быстрее справиться с политическими, регуляторными, экономическими, технологическими и культурными вызовами. После этого солнце, вода, ветер и «зеленый» атом выиграют битву у ископаемых углеводородов.
Хотя сегодня на ископаемые виды топлива по-прежнему приходится свыше 80% глобального производства энергии, альтернативные источники набирают популярность.
Неиссякаемые по своей природе они обеспечивают четвертый энергетический переход — к транспорту без выхлопов, к безвредным для природы системам отопления и освещения и, наконец, к инновационной технике. ВИЭ предопределяет появление мощных установок по опреснению морской воды для ликвидации ее дефицита, делает возможным освоение труднодоступных территорий и повышает качество жизни в каждом населенном пункте. «Зеленый квадрат» становится картиной устойчивого будущего, и чтобы ее написать, надо как можно быстрее справиться с политическими, регуляторными, экономическими, технологическими и культурными вызовами. После этого солнце, вода, ветер и «зеленый» атом выиграют битву у ископаемых углеводородов.
Это марафонский забег, результатом которого будет предотвращение 13 млн смертей ежегодно, вызванных загрязнением воздуха, воды, почвы и изменениями температурного и гидрологического баланса. И через 50 лет Земля будет выглядеть все еще голубой живой планетой.