Давно собирался взяться за написание статьи о том, почему, при всем своем желании Европа не сможет полностью перейти на альтернативную энергетику и ей будут нужны другие виды генерации, по крайней мере в обозримом будущем. Всякий раз останавливало то, что объяснять придется довольно много специфических моментов. Но попробую это сделать. В общем так, если представить себе электроэнергетику, мы должны понимать, что это весьма сложная отрасль, в первую очередь потому, что в ней всегда должен быть баланс между потреблением и выработкой энергии. Если вырабатывается мало – это плохо, но плох и избыток энергии в сети. Все это грозит перебоями в снабжении, вплоть до локаутов.
Управлять потреблением энергии в современном обществе сложно. Человек привык, что он может в любой момент проснуться, включить свет или компьютер, не думая, достаточно ли энергосистеме мощностей на обеспечение его потребностей. Поэтому энергетики управляют выработкой энергии. Если представить себе потребление энергии в виде диаграммы, то это будет более-менее сглаженная кривая: ночь – минимум потребления, с наступлением утра идет рост, достигает пика, а вечером идет спад и так до ночного минимума. Таким образом, энергетикам нужно иметь под руками или энергостанции одного типа, которые могут в соответствии с необходимым потребление выдавать больше энергии или меньше. Такие станции, к сожалению, выдают очень дорогую энергию, они всегда должны быть под парами, иметь избыточные мощности и всегда, в любой момент покрыть любой неожиданный пик потребления. Выходов из сложившейся ситуации несколько. Можно использовать аккумуляторы – что тоже дорого, неважно на каких принципах они работают, перекачивают воду в верхний резервуар, как на ГАЭС или заливают избыток энергии в литий-ионные батареи.
Второй способ – иметь под рукой несколько типов энергостанций. Один тип покрывают базовые потребности, ниже которых энергопотребление не опускается никогда. Как правило они выдают недорогую энергию, но дороги в постройке. И ими невозможно быстро нарастить или снизить выработку энергии. В общем они должны удовлетворять следующим параметрам:
быть управляемыми человеком (об этом дополнительно поговорим, когда перейдем к рассмотрению альтернативной энергетики);
быть стабильными, способными работать круглые сутки изо дня в день;
давать максимально дешевую энергию;
иметь максимальный КПД перевода энергии топлива в электрическую энергию.
При этом они как правило очень маломаневрены, запуск/отключение производятся многие часы, а то и сутки. И затраты на строительство таких объектов, как правило высоки.
Такими свойствами обладают атомные станции, угольные станции, парогазовые станции и гидроэлектростанции в ситуации избытка гидроресурсов.
Второй тип станций, для покрытия пиковых нагрузок должен иметь иные характеристики, они должны:
быть управляемыми человеком;
быть максимально маневренными, то есть способными за минуты, а иногда и за секунды начать отдавать энергию в сеть и не выходить из строя при столь же стремительном прекращении работы;
иметь минимальные капитальные затраты.
При этом допустимо, что себестоимость энергии у них высока, а КПД – низкое. Свойствами пиковой генерации обладают газовые и дизельные турбины открытого цикла, и, до некоторой степени, современные газовые станции комбинированного цикла, дизельные станции, гидроэлектростанции. И ГЭС – они достаточно универсальны.
В соответствии с логикой, энергетики стремятся к тому, чтобы базовая генерация занимала как можно больший объем, а пиковой было как можно меньше, но она гарантированно покрывала необходимые скачки потребления. При этом, система должна быть максимально дешевой, экологичной, экономичной – все то, что от нас требует принцип разумного хозяйствования.
И теперь представим себе ситуацию, когда в эту сбалансированную систему врывается «зеленая энергетика». В отличие от классической, она не управляема человеком, солнце может светить, но может быть и облачно, ветер может дуть, но может и стихнуть. К прерывистому ритму потребления добавляется прерывистая пила генерации. Она, конечно, экологична, если не рассматривать процесс производства панелей, но она заставляет энергетиков увеличивать количество пиковым мощностей в ущерб базовым. Базовых становится меньше или они просто становятся убыточными, пиковые возрастают, так как теперь к колебаниям потребления нужно гасить еще и колебания генерации. И из этого прокрустова ложа энергетики пока не нашли выхода. И даже цели снижения потребления ископаемого топлива и выбросов в атмосферу зеленая энергетика не добивается, т.к. станции, гасящие пики генерации неэкономичны. Нет, можно в рамках отдельной страны, включенной в большую систему, гасить пики и провалы за счет соседей, но это не слишком нравится соседям, так как теперь базовая генерация становятся убыточной у них. И существование зеленой генерации возможно только пока государства готовы ее субсидировать и перекладывать увеличение стоимости балансировки производства/потребления на плечи покупателей энергии. Не даром все страны и области, где альтернативная энергетика победила, славятся своими заоблачными тарифами на электричество. Как-то Южная Австралия, Калифорния, Дания (там идет спонсирование высоких энерготарифов высокой стоимостью тепла), Германия.
Реальная возможность встроить альтернативную энергетику в нормально работающую энергосистему без значительного увеличения энерготарифов и роста государственной поддержки – появление способа хранения энергии на порядок дешевле, чем существующие сегодня.
Я понимаю, что тема довольно сложная и читать ее будут мало. Но считаю своим гражданским долгом, если хотите, высказаться на сей счет.
Свежие комментарии