Альтернативная энергетика: дешевизна или экологичность?
Размещение солнечных электростанций в солнечных районах, а ветряных — в ветреных часто может идти вразрез с интересами общества, считают учёные из Университета Карнеги — Меллон (США) во главе с Кайлом Силер-Эвансом (Kyle Siler-Evans). Как они дошли до столь парадоксальной мысли?
Исследователи исходили из того, какую именно генерацию в том или ином районе замещают ветряки и фотоэлементы. В частности, в наименее солнечных местах с малой скоростью ветра (а это северо-восток США) широко распространена доминирующая в стране угольная генерация. Именно она максимально опасна в смысле выбросов, генерируя наибольшее количество углекислого газа, диоксида серы и окислов азота, а также твёрдых частиц, кои не без оснований подозреваются в провоцировании рака и лёгочных заболеваний.
Стоимость для общества одной тонны выбросов разных типов неоднократно озвучивались как правительственными органами (для СО2), так и различными исследователями. В итоге получилось, что генерация электричества из угля даёт очень высокую нагрузку на здравоохранение и экологию. Если один киловатт-час, выработанный на газовой ТЭС, создаёт такого ущерба всего на цент, то для угольной ТЭС эта цифра может подниматься (в зависимости от конкретных параметров электростанции) до 10 центов.
В то же время наибольшее развитие ветряков в Калифорнии и бум гелиоэлектростанций в Аризоне замещают лишь те ТЭС, что есть в этих штатах, то есть газовые, наименее вредные изо всех тепловых. Вместо фиксации на стоимости киловатт-часа механизмы субсидирования гелиоэнергетики и эоловой генерации должны сконцентрироваться на оценке их роли в сокращении выбросов в том или ином штате, считают исследователи.
Что не так в этой работе? Хорошо известно, что если по уровню получаемой от солнца энергии американские штаты различаются всего в 2–3 раза (без учёта Аляски), то для ветра зависимость иная. Выработка ветряков пропорциональна кубу скорости ветра, и это значит, что никакие разумные субсидии на современном уровне развития технологий не могут сделать рентабельной ветроэлектростанцию там, где средняя скорость ветра равна 3 м/с: она всё равно будет вырабатывать в 8–12 раз меньше электричества, чем в Калифорнии или Техасе.
Другой сложный вопрос касается некоторого недоучёта того, что электричество в современных энергосетях можно перебрасывать на расстояния в тысячи километров с относительно умеренными потерями. С экономической точки зрения этот вариант явно предпочтительнее, нежели удвоение сроков окупаемости фотоэлементов путем размещения их на севере, не говоря уже об аналогичных манипуляциях с ветроэнергетикой.
Наконец, нуждается в улучшении собственно методика учёта ущерба экологии и здоровью граждан от ТЭС. Да, природный газ — самый чистый из ископаемых, но вот методы, которым значительная его часть добывается сегодня в США, экологически чистыми не назвать. Закачивание пропантов, включающих множество токсичных компонентов, и горючесть воды из-под крана вызывают сомнения в том, что именно этот вид в итоге наносит меньше всего ущерба.
В самом деле, никаких научных данных о том, сколько ущерба в среднем приносит добыча кубометра сланцевого газа, сейчас просто нет, да и быть не может, и дело здесь не в том, что власти делают на этот вид топлива ставку и якобы «зажимают» гранты на соответствующие исследования (как подозревают некоторые конспирологи). Всё куда проще: информации такого рода накоплено мало, а условия добычи едва ли не в каждом месторождении сланцевого газа существенно различаются, отчего получить некие средние цифры пока нельзя. Можно ли при этом однозначно записывать газовые ТЭС в графу «добро»? — Это вопрос, который остаётся открытым.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.