Игорь Кароль - Парадоксы климата. Ледниковый период или обжигающий зной?

Высота современных ветроустановок составляет 50–110 м. Очень заманчиво расположить их на высотах верхней тропосферы, где характерные скорости ветра в 10–15 раз больше, чем используемые ныне приземные, однако это дело будущего. Пока же используемые установки позволяют сократить выбросы парниковых газов в атмосферу (на мощность в 1 МВт приходится уменьшение выброса на 1800 т CO 2, 9 т SO 2и 4 т оксидов азота). Специалисты надеются, что при выполнении среднесрочных планов развития ветроэнергетики, к 2050 г. произойдет сокращение ежегодных выбросов CO 2на 1,5 млрд т.

Электрическую и тепловую энергию получают также за счет тепловой энергии недр Земли ( геотермальная энергетика ). Однако это возможно только в вулканических регионах мира. Имеющаяся в недрах Земли на относительно небольших глубинах вода нагревается выше температуры кипения и поднимается по трещинам (или пробуренным скважинам) к земной поверхности, где используется как непосредственно для горячего водо– и теплоснабжения, так и для выработки электроэнергии. Горячие источники встречаются также и в районах, где нет вулканической активности, но в этом случае температура подземных вод заметно ниже, и потому она служит лишь источником тепла и применяется в лечебно-медицинских процедурах.

Суммарные мощности геотермальных станций в мире относительно невелики, они составляли 9,73 ГВт в 2007 г. и 10,71 ГВт в 2010 г. Крупнейшим производителем геотермальной электроэнергии являются США, мощность их станций, расположенных в Калифорнии и Неваде, в 2010 г. достигала 3,09 ГВт (на них было произведено примерно 16 млрд киловатт-часов, что соответствует нескольким десятым процента от общего количества выработанной в США электроэнергии). За США следуют Филиппины, Индонезия, Мексика и Италия с мощностями 1,97; 1,20; 0,96 и 0,84 ГВт соответственно. Мощность российских геотермальных станций на Камчатке, Северном Кавказе и в Краснодарском и Ставропольском краях в 2010 г. измерялась 82 МВт. Прямо скажем, немного. В то же время запас разведанных российских термальных вод оценивается приблизительно в 300 тыс. км 3/сутки, а в Западной Сибири, согласно некоторым публикациям, существует подземное озеро площадью 3 млн км 2с температурой воды 70–90 °C. Если же говорить о вкладе геотермальной энергетики в общее производство электроэнергии, то по этому показателю лидирует «страна гейзеров» Исландия – 30 % (ее столица Рейкьявик полностью обогревается теплом термальных вод), немного уступают ей Филиппины (27 %), в почтительном отдалении – Сальвадор и Коста-Рика (по 14 %).

Преимущество геотермальной энергетики заключается в практической неисчерпаемости ее источника и бесперебойной подаче горячей воды вне зависимости от сезона и погодных условий. Однако геотермальные воды содержат высокие концентрации токсичных химических соединений, вследствие чего возникает проблема с утилизацией отработанной воды, поскольку ею нельзя загрязнять естественные водоемы.

В России гелио-, термо– и ветроэнергетика пока развиты чрезвычайно слабо. Их интенсивное развитие планируется только на 2030 год. А «виноваты» большие запасы нефти, газа и угля в России. Недаром за рубежом Россию называют «спящим гигантом», полагая, что, несмотря на большие запасы углеводородного и углеродного топлива, целесообразно развитие в нашей стране альтернативной энергетики: довольно быстрая окупаемость; возможность снабжения энергией районов, удаленных от основных ее источников; экономия на транспортировке энергии (что особенно важно из-за большой территории); отсутствие выбросов загрязняющих веществ; возобновляемость энергии и т. д.

Другие направления смягчения процесса глобального потепления предложены М. Молина с соавторами [25]. Они рассматривают возможность проведения нескольких так называемых «быстрых акций» (fast-actions). Предполагается, что подготовка таких акций займет 2–3 года, 10–15 лет понадобится для их реализации, результаты же скажутся спустя несколько десятилетий.

Первая из таких «быстрых акций» – расширение и ужесточение ограничений Монреальского Протокола.

Согласно Велдерсу с соавторами [26], в период с 1990 по 2010 г. благодаря действию Монреальского протокола в атмосферу уже не было выброшено парниковых газов в размере примерно 135 млрд т в эквиваленте CO 2(сравнить с данными таблицы 7). Проводимые в настоящее время измерения подтверждают начавшееся восстановление озонового слоя (в основном, в полярных областях). Модельные исследования показывают, что содержание озона в атмосфере вернется к своему уровню 1990 г. ближе к середине XXI в. Однако существует другая большая группа химических веществ следующего поколения – гидрофторокарбоны , которые не разрушают атмосферный озон, но, как и хлорфторуглероды и гидрофторхлоруглероды, относятся к парниковым газам, как правило, с очень высокими потенциалами глобального потепления (ПГП), в сотни и тысячи раз превышающими ПГП углекислого газа, равный единице (см. таблицу 2). Суммарный вклад всех этих веществ пока невелик – около 1,1 % (Ф-газы на рис. 28, а ). Но рост выбросов гидрофторокарбонов в атмосферу происходит очень быстро. Поэтому предлагается ускорить выведение из обращения подпадающих под ограничения Монреальского протокола гидрофторхлоруглеродов и создать стимулы для замещения гидрофторокарбонов с высокими ПГП на газы с более низкими ПГП. Такая работа уже ведется, в частности сообщается, что химические компании анонсировали отказ от использования HFC-134a (CH 2FCF 3, его ПГП = 3300 для 20-летнего периода) в автомобильных кондиционерах и переход на хладагенты с ПГП, меньшими 5 (HFO-1234yf – C 3H 2F 4или естественные гидрокарбоны) спустя лишь несколько недель после выхода Директивы специальной комиссии Европарламента в 2006 г.