В декабре 2015 года в Ле-Бурже, близ Парижа, прошла международная конференция, посвященная климатическим изменениям. Основной результат конференции – подписание принятого консенсусом Парижского соглашения по климату, пришедшего на смену Киотскому протоколу.
"Росатом", выручай! ЕС заставляет Эстонию отказаться от своей энергонезависимости >>>
Изменение климата – быть или не быть?
Конечно, далеко не все ученые в мире согласны с гипотезой о нарастающем глобальном потеплении, но диспуты научного сообщества – не тема этой статьи. Парижское соглашение по климату подписано представителями 197 стран, из которых 170 его уже ратифицировали. Основное содержание Парижского соглашения отражено во втором его пункте: "удержать рост глобальной температуры до 2050 года намного ниже двух градусов Цельсия и приложить все усилия для ограничения роста температуры 1,5 градусами".
Участники конференции исходили из постулата о том, что антропогенный фактор является едва ли не основным в проблеме глобального потепления – средняя температура на планете Земля растет в результате деятельности человека.
Да, и этот тезис далеко не бесспорен, и об этом продолжаются споры ученых, но представители энергетической отрасли, может, "технари", участие в этих спорах принимают крайне неохотно: раз уж руководители стран Парижское соглашение подписали, а национальные парламенты его ратифицировали, нужно думать, как добиться его реализации.
Возможный вклад энергетики в глобальное потепление не оспаривается – любое использование ископаемых энергетических ресурсов приводит к образованию тепловых выбросов и углекислого газа. Конечно, дело не только в энергетике – автомобильный, судоходный, железнодорожный транспорт во многих странах мира по-прежнему работает на двигателях внутреннего сгорания, добавляя выхлопные газы к тепловым выбросам электростанций. 
Но, если без личного транспорта мы с вами еще как-то можем обходиться, то без достигнутого за счет развития энергетической отрасли уровня жизни – вряд ли. Будет не только темно и холодно – остановится вся существующая промышленность, технологии и производительность сельского хозяйства, переработки продовольственных продуктов отбросят нас куда-то в начало ХХ века, когда численность населения Земли была в разы меньше, чем в настоящее время.
Концепция "зеленого квадрата"
Справедливо полагая, что вопросами выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания должны заниматься профессионалы соответствующих отраслей, энергетики сосредоточились над вызовом, которым стало Парижское соглашение для них. По данным Международного энергетического агентства, за 2014 год объем установленной мощности энергогенерации в мире составляет более 6 тыс. ГВт. Долю конкретных энергоресурсов принято оценивать в процентах от общей выработки. Текущий топливный баланс производства электроэнергии выглядит следующим образом:
– нефть и нефтепродукты – 4%;
– атомная энергетика – 11%;
– природный газ (в том числе сжиженный) – 22%;
– возобновляемые источники энергии (в том числе ГЭС) – 22%;
– уголь – 41%.
Мощности электростанций, работающих на ископаемом топливе (нефть и нефтепродукты, природный газ и уголь) составляют 67% в общем энергетическом балансе, то есть две трети. Раз уж человечество не может отказаться от использования электроэнергии, имеющееся соотношение нужно менять. Летом 2017 года, во время проведения международной выставки "Атомкэкспо-2017" "Росатом" представил концепцию "зеленого квадрата" – необходимость ускоренного развития гидроэнергетики, энергетики ветра и солнца и энергетики атомной. Эта четверка использует технологии, при которых тепловые выбросы и образование углекислого газа равны нулю – ГЭС, СЭС (солнечные электростанции), ВЭС (ветровые электростанции) и АЭС не используют химическую реакцию горения.
В случае с ГЭС мы далеко не всегда и не везде можем их разместить – где-то нет крупных рек, чтобы их построить, где-то они расположены в местностях, в которых непозволительно затапливать большие территории под водохранилища.
АЭС экономически нецелесообразно строить там, где потребители раскиданы по большой территории – например, в малонаселенных регионах российских Дальнего Востока и Арктики.
Но и обойтись только СЭС и ВЭС тоже невозможно: мы можем столкнуться с тем, что в какие-то моменты (ветер в пределах допустимого и солнечная погода) у нас будет переизбыток энергии, а в какие-то моменты мы останемся совсем без электричества. Здесь сказывается так и не решенная до сих пор проблема – ученые и инженеры все еще не разработали способов накопления электроэнергии в объемах настолько больших, чтобы их хватало для потребителей крупных городов и объектов промышленности в пасмурную и безветренную погоду.
Конечно, есть еще и такое изобретение энергетиков, как геотермальные электростанции, использующие для производства электроэнергии высокую температуру недр планеты, но сооружение ГеоЭС в необходимом количестве и необходимой мощности возможно только в регионах с высокой вулканической активностью и с небольшой численностью населения.
На Земле есть только одно государство, которое уже сейчас обходится без ископаемых энергетических ресурсов – Исландия. В активе энергетиков есть и такая придумка, как гидроаккумуляторные электростанции (ГАЭС) – особый вид ГЭС. ГАЭС имеет двойной комплект оборудования – гидроэлектроэагрегаты и насосы и двойной комплект водохранилищ, то есть не только верхнее, но и нижнее.
На пути к гармонии
Когда энергосистема требует большое количество энергии – вода падает сверху вниз, гидроэлектроагрегаты вырабатывают электроэнергию. Когда в системе возникает избыток электроэнергии – ГАЭС использует ее для работы насосов, которые перекачивают воду из нижнего водохранилища в верхнее. Но для строительства ГАЭС есть крайне жесткие ограничения – требуется возможность обустроить два достаточно крупных водохранилища и необходимо, чтобы перепад высот между ними составлял не менее 100 метров.
В настоящее время в мире насчитывается только около 500 ГАЭС – настолько редко рельеф местности позволяет нам такую роскошь, потому глобально проблему решить они не могут. Впрочем, и тут есть исключение – на планете имеется ровно одна страна, чьи потребности в электроэнергии можно удовлетворить за счет комплекта ВЭС, СЭС и ГАЭС. Самое удивительное, что страна эта известна всем жителям постсоветских стран, но о такой ее удивительной особенности мало кто знает – речь идет о Литве. Но, пожалуй, такое чудо света заслуживает отдельной статьи – правилом для всех остальных стран Литва стать не может, она является единственным и неповторимым исключением.
Концепция "зеленого квадрата", предложенная "Росатомом", – это решение не только задачи, поставленной Парижским соглашением по климату, но и второй задачи, о которой необходимо помнить, если уж мы рассуждаем о глобальном климате. Несмотря на то, что у нас на дворе уже XXI век, в мире более полутора миллиардов человек, населяющих развивающиеся страны, либо имеют крайне ограниченный доступ к электроэнергии, либо не имеют его вовсе.
Эти страны имеют неотъемлемое право на повышение уровня жизни, на удовлетворение огромного спроса на электроэнергию, но если на их территории будут строиться электростанции, работающие на ископаемых энергоресурсах, выполнить задачу Парижского соглашения не удастся. Развивающимся странам нужна электроэнергия, но нужно приложить максимум усилий для того, чтобы этот спрос был удовлетворен за счет "зеленого квадрата".
Однако возможность решения сразу двух этих глобальных задач, предложенная "Росатомом", – это только концепция. Следующий шаг в этом направлении был сделан WNA (World Nuclear Association, с англ. Всемирная ядерная ассоциация), которая 12 декабря 2017 года на европейском ядерном форуме представила программу развития мировой энергетики под названием Harmony – "Гармония". О том, что представляет собой Harmony, как она соотносится с концепцией "зеленого квадрата" – в следующей статье.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.
Подписывайтесь на Baltnews в Яндекс.Дзен