Владимир Сидорович - Мировая энергетическая революция. Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир

Наряду с упомянутым ранее исследованием Института Фраунхофера «100 % возобновляемой энергетики для тепло– и электроснабжения Германии» при содействии министерства окружающей среды Германии был осуществлен трехлетний исследовательский проект и создана всеобъемлющая компьютерная модель под названием Kombikraftwerk 2. В ней использованы реальные почасовые показатели потребления энергии по всей Германии и метеорологические данные, на которые «наложена» генерация на основе ВИЭ, в результате чего можно проследить, где и как производится, где и кем потребляется энергия. В данном случае использована следующая структура производства электроэнергии: 60 % обеспечивается ветроэнергетикой, 20 % – фотоэлектрическими установками, 10 % – биоэнергетикой, а остаток – геотермальной и гидроэнергетикой. Результат моделирования: «Надежное и стабильное энергоснабжение, обеспечиваемое на 100 % возобновляемыми источниками, в будущем технически возможно с соответствующими корректировками в системе». Под корректировками подразумевается в первую очередь создание дополнительных накопительных (аккумулирующих) емкостей. Интерактивная модель представлена на сайте проекта в свободном доступе [280] http://www.kombikraftwerk.de/100-prozent-szenario/leistungsflussanimation.html .

Международное энергетическое агентство описывает несколько возможных сценариев мирового энергетического развития к 2050 г., опираясь, с одной стороны, на экономико-технологические возможности трансформации энергетических систем и, с другой стороны, на прогнозы роста объемов выбросов парниковых газов и температуры атмосферы в результате человеческой деятельности [281] http://www.iea.org/publications/scenariosandprojections/ . Сценарий 6DC, в соответствии с которым среднемировая температура вырастет на 6 °C от доиндустриального уровня, реализуется в случае сохранения нынешних тенденций потребления ископаемого топлива, дальнейшего роста угольной электрической генерации, являющейся одним из главных загрязнителей атмосферы. Здесь мировое потребление углеводородов вырастет более чем на две трети, а выбросы парниковых газов еще больше. Сценарий 4DC – «сценарий новой политики», по которому рост температуры к 2050 г. будет ограничен 4 °C и в котором учитываются нынешние усилия и меры по стимулированию ВИЭ и повышению энергоэффективности. Наконец, сценарий 2DC описывает энергетическую систему, которая как минимум с 50 %-ной вероятностью позволит ограничить рост температуры на Земле 2 °C и которая потребует существенной перестройки энергетического уклада. Предполагается, что при реализации данного сценария рост концентрации углекислого газа в атмосфере может быть остановлен на уровне 450 частей на миллион (как мы помним, в 2015 г. концентрация CO 2, скорее всего, превысит 400 частей на миллион). Поэтому данный вариант развития энергосистемы называют еще сценарием 450, или 450ppm. Для этого необходимо, чтобы выброс CO 2на единицу произведенного электричества сократился на 90 % [282] Energy Technology Perspectives 2014. Harnessing Electricity’s Potential. Executive Summary, IEA 2014, p. 4. .

Сценарий 2DC может быть реализован двумя путями, первый из которых – базовый вариант – предусматривает наряду с 65 %-ной долей ВИЭ в мировом энергетическом балансе весомую долю атомной энергетики. Вторая возможность, рассматриваемая Международным энергетическим агентством, состоит в увеличении доли возобновляемых источников до 79 % за счет сокращения доли атомной энергетики и дальнейшего сокращения угольной генерации практически до нулевого уровня. Этот последний вариант носит название «hi-Ren», т. е. «высокая доля ВИЭ». Международная группа по изменению климата (IPCC) считает необходимым увеличить долю ВИЭ в производстве электричества до 80 % к 2050 г. В противном случае человечество ожидает «тяжелый, всеобъемлющий и необратимый» ущерб [283] http://www.bbc.com/news/science-environment-29855884 .

Насколько сильно указанные сценарии отличаются с точки зрения эмиссии парниковых газов – иллюстрирует следующий пример. При нынешних трендах развития традиционных типов генерации (сценарий 6DC) выбросы CO 2в электроэнергетическом секторе вырастут с 13 Гт в 2011 г. до 22 Гт в 2050 г. При реализации сценария hi-Ren их, напротив, удастся снизить всего до гигатонны [284] Technology Roadmap. Solar Photovoltaic Energy, 2014 Edition, IEA, p. 18. .

Таким образом, если на национальном уровне в ряде стран уже сейчас с большой долей вероятности можно описать детали будущей энергетической системы, в которой ископаемому топливу практически не останется места, то на мировом уровне дать какой-то единый прогноз сложно. Разумеется, организация энергетики станет отличаться от страны к стране и доли того или иного источника энергии в разных местах земного шара будут разными в зависимости от уровня экономического развития, климатически-природных условий, доступности ископаемого топлива и т. д. Тем не менее далее мы постараемся выделить базовые общие черты и основные принципы передовых энергетических систем будущего, которые формируются уже сегодня.