Чи є майбутнє в атомної енергетики? Чи здатні зелені технології задовольнити енергетичні потреби світу? Наскільки незламним може бути супротив нафтогазових баронів впровадженню екологічних видів енергії?

Назад в атомне майбутнє?

«Зниження вартості відновлювальної енергії та ріст цін на викопні види палива доводить, що економіка змінилася, епоха вугілля закінчується», – заявив у березні керівник кліматичної енергетичної програми «Грінпіс» в Африці Руфь Мхланга.

Наразі у світі 80% всієї енергії видобувається з переробки корисних копалин – нафти, вугілля, газу. На думку спеціалістів, енергетичними альтернативами після закінчення епохи вугілля можуть стати атомна або зелена енергія.

На початку року в Америці вийшов документальний фільм Обіцянка Пандори, котрий поставив під сумнів бадьорі балачки про неймовірні перспективи розвитку зеленої енергетики.

Фільм наводив аргументи на користь атомної енергії: нібито вона ефективна і безпечна, в Америці через атомну енергетику не загинула жодна людина, Чорнобиль був давно, Китай та Індія роблять ставку на енергію атома, а за розмовами про зелені технології стоять нафтогазові магнати, для яких енергія вітру чи сонця, насправді, не конкурент.

Такий погляд на речі виглядає дещо проамериканським. І не лише через те, наскільки легко забувається урок Чорнобиля, а й через контекст розвиненої атомної інфраструктури в Америці. Мирний атом на сьогодні забезпечує п’яту частину енергії США. 

Що стосується Китаю, там справді планують будівництво ще принаймні 54 нових атомних реакторів, щоб збільшити енергетичну частку атомних технологій з нещасних 1,8% до 6%. Але в той же час у Китаї роблять шалені інвестиції у відновлювальні джерела енергії. Країна є світовим лідером альтернативної енергетики, вже сьогодні від вітру там мають більше енергетичних надходжень, ніж від атомних джерел. 

Подивимося, що відбувається у решті світу. Нарощує атомні потужності Росія, яка хоче зменшити споживання газу. Однак вже сьогодні вона видобуває більше енергії з гідроелектростанцій, аніж з атомних реакторів (18% проти 16%). Та й опитування показують, що більшість жителів Росії виступають проти будівництва нових АЕС.

Найбільш залежні від атомної енергетики країни – Франція, Бельгія, Україна, Словаччина – збільшувати атомні оберти не планують. Японія, яка залежить від атомної енергії не менше ніж США, після аварії на АЕС «Фукусіма-1» вирішила до 2030 року цілком відмовитися від використання атомної енергетики. Німеччина та Італія повністю заморозили свої атомні програми. У Данії та Австрії атомне питання не піднімалося вже 30 років.

Говорячи про перспективи атомної енергетики в контексті глобальної альтернативи, варто пам’ятати, що наразі у світі лише 2,7% енергії видобувається з атомних джерел. Атомну енергетику вперто розвиває ряд країн: Індія, Бангладеш, В’єтнам, Іран, Південна Корея, США, Канада, Туреччина. Однак часто це зумовлено загальним обсягом використання енергії.

Атомна енергія багато де має недобру репутацію. Вартість впровадження нових атомних станцій наразі вища, ніж сонячних чи вітрових. Відповідно, здається, що світ далекий від того, щоб мати в майбутньому АЕС як основне джерело енергії.

Зелені змагання та точка неповернення

У світі виробництво енергії вітру за останні 10 років збільшилося в 10 разів. Щороку приріст виробництва сонячної енергії становить 60%. «Минулого року на вітряну енергію припало більше половини загального приросту вироблення енергії у країні. Давайте збільшимо її виробництво», – заявив у своєму недавньому посланні до Конгресу Барак Обама. 

Європейський Союз поставив за мету до 2020 року досягнути 20% відновлювальних джерел енергії у загальному кінцевому споживанні. Багато країн Європи вже перевиконали цю норму та поставили ще більш амбітні цілі на 2020 рік: Норвегія – 67,5%, Швеція – 49%, Латвія – 40%, Фінляндія – 38%, Австрія – 34%.

Данія вже сьогодні отримує 25% своєї енергії з вітру, а в найближчі вісім років планує збільшити цю цифру до 50%. Уряд Данії вже оголосив про план закриття всіх вугільних електростанцій країни впродовж 20 років. План німців – 35% відновлювальної енергії у 2020 році та 80% – до 2050 року.

В ОАЕ в рамках проекту міста майбутнього Масдар вже цього року відкрили найбільшу у світі сонячну електростанцію «Шамс-1» потужністю 100 мегават. Електростанція, що використовує 250 тисяч дзеркал, здатна забезпечувати освітленням 20 тисяч будинків. ЇЇ впровадження дозволить ОАЕ зменшити викид діоксиду вуглецю на 175 тисяч тонн, що еквівалентно 1,5 млн. нових дерев.

Однак «Шамс-1» не довго лишатиметься рекордсменом – в Марокко, Індії, США будуються електростанції з іще більшою потужністю. Сонячні станції сьогодні здатні окупити себе за 5-7 років. 

У наш час головна задача альтернативної енергетики полягає у зниженні вартості одного кіловата чистої енергії. «В даному питанні експерти оперують таким поняттям, як «мережевий паритет» – ситуація, коли вартість електроенергії, виробленої з відновлювальної енергії, дорівнює або навіть нижча від вартості струму, виробленого з традиційних джерел, – каже Роман Ніцович, головний редактор проекту «Українська енергетика UA-Energy.org». – Така ситуація означає, що «зелена» енергетика може розвиватися без політичної підтримки – виключно за рахунок ринкових механізмів. Більшість оцінок сходиться на тому, що мережевого паритету буде досягнуто між 2015 та 2020 роками (для сонячної енергетики) та 2020 і 2025 роками (для вітроенергетики)».

У 2012 році вперше в історії у певних регіонах планети вартість кіловата сонячної і традиційної енергії зрівнялась. За оцінкою Deutsche Bank у 2013 році, така ситуація час від часу виникає в Індії, США, Китаї, Великобританії, Німеччині, Іспанії та Італії.

Відоме дослідження професорів Марка Джейкобсона зі Стенфордського університету та Марка Делуччі з Каліфорнійського університету показує, що ресурси сонця, води і вітру здатні з запасом забезпечити людство енергією, і навіть підтверджує технічну можливість повністю перейти на відновлювальну енергію до 2030 року.

На їхню думку, обсяги споживання енергії на той час мають зменшитися. Аргументи вчених полягають у тому, що п’ята частина світової електроенергії витрачається на освітлення, а цю цифру можна значно зменшити, відмившись від використання ламп накалювання.

«З удосконаленням технологій розрив буде скорочуватися швидше, і не виключено, що сценарій «100% енергії з відновлювальних джерел» буде реалізований до 2050 чи 2060 року, – розмірковує Роман Ніцович. – За оцінкою Єврокомісії («Дорожя карта з енергетики до 2050 року»), найбільш оптимістичний сценарій передбачає досягнення 75% відновлювальних джерел енергії у загальному кінцевому споживанні енергії до 2050 року, причому в генерації електроенергії – до 97%. В усіх інших сценаріях цей показник також суттєво зростає до щонайменше 55%. Навіть з огляду на певну неточність таких прогнозів, все одно можемо дійти висновку, що саме політика урядів визначає те, наскільки „зеленим” буде енергоспоживання».

Нас врятує рапс

Джил Форер, керівник міжнародної практики «Ернст енд Янг» з надання послуг компаніям сектору чистих технологій, зазначає: «Уряди починають переглядати свій підхід до інвестицій у чисту енергетику з урахуванням нових потреб і зрілості ринку». У світовому рейтингу «Ернст енд Янг» за 2013 рік, що визначає «привабливість країн з точки зору інвестицій у відновлювальну енергетику», лідирують Китай, Німеччина, США, Індія, Франція – тобто приблизно ті ж гравці, що і в розвитку атомних потужностей.

Україна в цьому рейтингу знаходиться на 31-му місці – вище Австрії, Саудівської Аравії, ОАЕ та Чилі, де в пустелі Атакама планують будувати найбільшу в Південній Америці сонячну електростанцію.

При цьому частка енергії, видобутої з нетрадиційних джерел, становить в Україні менше ніж 1%. Більше половини цієї енергії видобувається потужностями малих ГЕС, чверть – вітровими електростанціями. З іншої сторони, як повідомляє Держенергоефективності України, з 2009 по 2013 рік потужність об'єктів відновлюваної енергетики, що працюють за «зеленим тарифом», зросла у 5 разів. У 2012 році енергії з відновлювальних джерел вироблено на 21% більше, ніж за 3 попередні роки, та у 2,4 рази більше, ніж у 2011 році.

Проте якщо Європа офіційно поставила собі за мету 20% енергії з відновлювальних джерел до 2020 року та вже перевиконує цей план, Україна, відповідно до Енергетичної стратегії, має намір досягнути 3,6% у 2020 році та 12,6% – у 2030. Водночас, у рамках європейського Енергетичного Співтовариства, Україна має зобов’язання досягти 11% відновлювальних джерел енергії в загальному кінцевому споживанні енергії до 2020 року.

Розвиток альтернативної енергетики в Україні стимулюється «зеленим тарифом», завдяки якому держава гарантовано викуповує відновлювальну енергію у виробників по значно завищеній ціні. Якщо 1 кВт-год електроенергії, виробленої на АЕС, купується за 21 копійку, то на сонячній електростанції – за 5 гривень 5 копійок. Більше того, «зелений тариф» в Україні вважається одним з найвищих у світі. Враховуючи дані Енергостратегії, це створює парадокс: держава заохочує розвиток альтернативної енергетики економічно, проте стримує його адміністративно.

Втім, згідно з нормою «Про внесення змін до Закону України "Про електроенергетику"» від листопада 2012 року, серед компаній, будівництво яких розпочалося після 1 січня 2012 року, на «зелений тариф» можуть претендувати лише ті, що використовують понад 30% обладнання українського виробництва. Цього обладнання в такому обсязі в Україні не виробляють. Відповідно, ринок альтернативної енергетики виявляється закритим для нових гравців. Хоча варто зазначити, що норма «місцевої складової» є розповсюдженою світовою практикою та покликана паралельно розвивати машинобудівельні галузі.

Серед напрямів відновлювальної енергетики, в які найвигідніше вкладати інвестиції в Україні, – вітро- та біоенергетика. Потенціал цих видів, за даними Інституту відновлювальної енергетики НАН України, охоплює дві третини всього потенціалу альтернативної енергетики в Україні.

На думку кандидатів технічних наук Георгія Гелетуха та Тетяни Желєзної, 18% своєї енергії України здатна забезпечувати за рахунок біоенергетики. У чинній Енергетичній стратегії України цей напрям було фактично проігноровано, і зараз частка використання біоенергії в Україні у 10 разів менша, ніж у ЄС, а до 2030 року це відношення збільшиться до 27 разів. Згідно з висновками дослідження, проведеного Інститутом технічної теплофізики НАН України, сьогодні частка використання природного газу в Україні невиправдано висока, а частка використання відновлювальних джерел енергії – невиправдано мала.

План «С»

Втім, крім атомного або «зеленого», існують і інші сценарії енергетичних перспектив людства. 

Окремі науковці покладають особливу надію на термоядерний синтез. Це спосіб видобування енергії, коли енергія виділяється не при розпаді ядер, а при їх злитті. Термоядерні електростанції лише з кількох кілограмів палива змогли б забезпечувати енергією невеликі міста або корпорацію Google. Паливом для них служать ізотопи водню, які можна отримати зі звичайної морської води. Такі електростанції не виробляли б парникових газів, а їхні аварії не мали б жодних наслідків вже на відстані кілометру. Однак наразі проект таких станцій існує лише в лабораторних умовах. Це дуже дорога технологія, і поки що будується лише перший експериментальний термоядерний реактор у Франції. Промислове використання термоядерного способу добування енергії, за прогнозами вчених, планується лише після 2050 року.

Іншим футуристичним енергетичним джерелом є висотний вітер. Приблизно дві третини вітрової енергії Землі зосереджено у верхніх шарах тропосфери на висоті 8-12 км – це набагато вище, ніж дістають сучасні вітряки. Однак є проект генераторів, що видобувають енергію висотного вітру, піднімаючись на висоту завдяки гелію і опускаючись за допомогою спеціально прикріпленої мотузки. Треба сказати, що поки що дослідження цього способу велися переважно в напрямку пошуку особливо енергетичних вітряних зон. Сам пристрій коштує досить дорого, а ефективність генераторів лише удвічі перевищує наземні вітряки. Прототипи таких електростанцій не пройшли серйозних випробовувань при блискавках і опадах, крім того, вони можуть заважати авіаційним маршрутам.

Ще одним напівфантастичним енергетичним варіантом є космічні дзеркала. На орбіті Землі, де немає тіні та атмосфери, сонячні промені здатні давати у 8 раз більше енергії. Ще з кінця 60-х існує ідея збирати енергію прямо на орбіті за допомогою величезних супутників та транслювати її на землю завдяки невидимому НВЧ-випромінюванню на антену, що простягається на кілька квадратних кілометрів. Втрати від транспортування енергії таким способом склали б лише 10%. Крім того, це був би цілком екологічний вид енергії. Однак такий проект коштує надзвичайно дорого, і навіть у НАСА досі не знають, як підняти енергетичну ефективність такої станції, зважаючи на вартість виведення одиниці ваги на орбіту. Наразі запуск на орбіту подібної станції планується не раніше 2020 року.

Багато для кого розмови про альтернативну енергетику досі здаються екзотичними і передчасними. Професор Фрайбурзького інституту сонячної енергії Ейке Вебер має аргументи проти подібного скепсису. За його словами, у 1850 році третину ВВП США становив китовий жир. Він тоді був єдиним рідким паливом і використовувався для освітлення приміщень. Через кілька десятків років після початку використання нафти ця галузь економіки цілком зникла з обличчя землі. Можливо, через якісь 30 років спалювання нафти нам буде здаватися таким же безглуздим, як опалення китовим жиром.