В отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата, опубликованном в 2018 году, указано, что повышение температуры даже на 1,5° C приведет к необратимым изменениям для окружающей среды.
По словам ученых, чтобы ограничить глобальное потепление ниже 1,5° C, человечество должно к 2030 году сократить выбросы CO2 на 45 % по сравнению с 2010 годом. К 2050 году нужно достичь нулевого баланса, когда все антропогенные выбросы CO2 будут поглощаться экосистемами. Сделать это возможно, если изменить подход к добыче энергии и использовать щадящие окружающую среду возобновляемые источники энергии.
Так сейчас выглядит распределение между источниками энергоснабжения в странах Восточной Европы, Кавказа и Центральной Азии. Большинство стран сильно зависят от импорта ископаемых видов топлива — нефти и газа, однако заметная доля электроэнергии также генерируется возобновляемыми источниками, и эта доля с каждым годом растет.
Например, по данным UNDP Renewable Energy Snapshots за 2014 год, в Украине она составляла менее 1 % от всей производимой энергии, а уже в 2020, по сообщению Укрэнерго, выросла до 6,8 %. Но наибольший прогресс виден в Молдове, где еще в 2012 году доля ВИЭ составляла, как и в Украине, менее 1 %, а уже в 2017 достигла 20 %. Мы решили сделать обзор самых вдохновляющих примеров, на которые другие страны могут ориентироваться, развивая свой сектор возобновляемой энергетики.
Ветровая энергетика может обеспечить электричеством целую страну. К таким результатам можно прийти уже через 7 лет
С 2010 года развитие возобновляемых источников энергии ускорилось, достигнув рекордных уровней и опередив ежегодные вводы традиционных мощностей во многих регионах. Среди всех технологий использования возобновляемых источников энергии после гидроэнергетики ветроэнергетика доминировала на протяжении многих десятилетий.
По оценке IRENA, в течение следующих трех десятилетий наземные ветроэнергетические установки должны будут иметь среднегодовой показатель роста более 7%. Это означает, что к 2030 году общая установленная мощность наземной ветроэнергетики вырастет более чем в три раза — до 1 787 ГВт, и почти в 10 раз — к 2050 году, приблизившись к 5044 ГВт.
Одной из стран, которая в рядах первых максимально эффективно начала использовать ветровую энергетику, является Дания. В 1985 году страна отказалась от ядерной энергетики и стала активно строить ветровые электростанции. Как результат — больше половины электроэнергии в Дании вырабатывается с помощью устойчивых источников, а к 2028 году Дания может быть на 100 % обеспечена энергией, имеющей нулевой углеродный след. Кроме того, компании, задействованные в ветровой энергетике, получают суммарную выручку — 3 миллиарда евро ежегодно, а индустрия дает рабочие места 20 тысячам человек. При этом количество рабочих мест постоянно растет — с 1996 года оно уже увеличилось в 2 раза.
Сейчас на путь активного развития проектов ВИЭ встала Молдова. На данном этапе страна обеспечивается электроэнергией, добытой из возобновляемых источников, примерно на 1,15 %. Но ситуация должна измениться к 2022 году, когда правительство Молдовы введет в эксплуатацию парк ветрогенераторов на юге страны. Это позволит получить еще 180 МВт электроэнергии, производимой ВИЭ, увеличив количество зеленой энергетики в стране больше, чем в 4 раза.
Проект реализовывается компанией Energo Continent за государственный счет на территории сел Колибаш и Брынза Кагульского района. Ветровая электростанция обеспечит местных жителей 70 новыми рабочими местами, а ежегодное производство может обеспечить около 15 % годового потребления электроэнергии Республики Молдова.
Еще один интересный пример — Жанатасская электростанция в Казахстане, которая полностью запустилась только в начале этого года и уже стала самой большой ветроэлектростанцией не только в Казахстане, но и во всей Центральной Азии, с мощностью более 110 МВт, которые генерируются 40 турбинами. Электростанция обеспечит потребность в электроэнергии 30 000 домохозяйств, что значительно смягчит ситуацию с энергодефицитом на юге страны.
Чтобы снизить расходы на отопление, можно точечно внедрять биоэнергетические установки
Биомасса составляет наибольшую долю в мировом энергоснабжении всех возобновляемых источников энергии. Она обеспечивает энергией не только отопление и транспорт, но и производство электроэнергии. Включая традиционное использование биомассы, биоэнергетика, по оценкам, составила 12 %, или 45,2 экджоулей (ЭДж), от общего конечного потребления энергии в 2018 году.
Современная биоэнергетика, исключающая традиционное использование биомассы, обеспечила в 2018 году примерно 19,3 ЭДж — или 5,1 % от общего мирового конечного спроса на энергию, что составляет около половины всей возобновляемой энергии в конечном потреблении энергии. Современная биоэнергетика обеспечивает около 8,6 % мирового энергоснабжения, используемого для отопления, 3,1 % от потребностей транспорта в энергии и 2,1 % в общем мировом энергоснабжении.
В 2017 году биомасса и топливные отходы покрыли около 6 % потребностей цементной промышленности в энергии, в основном в Европе, где они обеспечивали около 25 % энергии, используемой при производстве цемента.
Сейчас энергосистемы, которые используют для отопления биотопливом, точечно внедряются и в Украине. Например, в школах сел Тритузное и Надеждовка Солонянского района Днепропетровской области котельные работали на природном газе или угле на устаревшем оборудовании, требовавшем оперативной замены. Проблема была решена благодаря инвестированию KSG Agro 1,5 млн грн в две новые котельные школ Солонянского района, общей мощностью 1 мВт. Переоборудование позволит местным советам, на территории которых расположены школы, сэкономить до 40 % средств на оплате тепла.
Геотермальная энергетика может быть использована в Карпатах
Геотермальные ресурсы используются для производства энергии двумя основными путями: либо через производство электричества, либо через различные тепловые приложения "прямого использования" (без преобразования в электричество), такие как отопление помещений и промышленный ввод тепла. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), установленная электрическая мощность всех геотермальных станций в мире достигает почти 13 ГВт — это можно сравнить с мощностью 13 ядерных реакторов.
Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении и Таджикистане, но лидером безусловно остается Исландия, где геотермальная энергия используется уже более 70 лет. В этой стране нет больших залежей ископаемого топлива, а импортировать его было бы очень дорого. Именно поэтому исландцы сделали акцент на геотермальных источниках, что позволяет им отапливать дома и теплицы для выращивания овощей круглый год. 700 геотермальных станций дают 60% всей производимой тепловой энергии, которой потом отапливают. Именно благодаря этому типу возобновляемой энергетики Исландия стала энергонезависимой страной.
Что касается электричества, 25 % от всей электроэнергии страны вырабатывается именно на теплофикационных геотермальных электростанциях — их в стране пять. Одна из них — геотермальная область полуострова Рейкьянес (Reykjanes) – сформировалась в результате движения литосферных плит, формирующих Срединно-океанический хребет. Площадь территории, где "добывают" тепло земных недр, невелика – около 2 квадратных километров, но уже более 30 лет она исправно дает энергию без каких-либо признаков уменьшения ее запасов. Еще одна геотермальная станция – Svartsengi – расположена недалеко от международного аэропорта Кефлавик на полуострове Рейкьянес. Она производит 76,5 МВт энергии и около 475 литров горячей воды (90С) в секунду. Излишки горячей минеральной воды поступают в водохранилище курорта Голубая Лагуна — одного из символов Исландии – еще один "плюсик" в карму геотермальной энергетики – развитие туризма.
Большой потенциал использования геотермальной энергетики есть и у России. Пока что ее используют только в Камчатском крае, хотя потенциал – намного больше. На этот тип энергии в Камчатском крае приходится около трети генерации тепла и света. Это один из рекордных показателей в стране. Камчатка была первым регионом, который еще во времена Советского Союза начал разрабатывать технологию использования тепла недр. В 1966 году построили Паужетскую ГеоЭС мощностью 11 МВт, источники ее энергии – вулканы Камбальный и Кошелев. В декабре 1999-го ввели опытно-промышленную Верхне-Мутновскую геоэлектростанцию. Ее установки выдавали 12 МВт. Через два года запустили первый блок крупнейшей в России Мутновской ГеоЭС на 25 МВт. В октябре 2002 года ее мощность довели до 50 МВт. В целом же запасов Мутновского месторождения парогидротерм достаточно для электростанций в 300 МВт.
Украина также имеет определенный потенциал развития геотермальной энергетики. Прогнозные эксплуатационные ресурсы термальных вод в Украине по запасам тепла эквивалентны использованию около 10 миллионам тонн условного топлива в год. Это обусловлено гидрогеологическими особенностями рельефа и особенностями геотермальных ресурсов страны.
Однако в настоящее время научные, геолого-разведочные и практические работы в Украине сосредоточены только на геотермальных ресурсах, которые представлены термальными водами. Практическое освоение термальных вод в Украине велось на оккупированной Россией территории АР Крым, где было построено 11 геотермальных циркуляционных систем, соответствующих современным технологиям добычи геотермального тепла земли. Все геотермальные установки работали на опытно-промышленной стадии.
По информации, которую предоставляет Министерство Госэнергоэффективности Украины, большие запасы термальных вод обнаружены и на территории Черниговской, Полтавской, Харьковской, Луганской и Сумской областей. Сотни скважин, в которых обнаружена термальная вода, находятся в консервации, но могут быть восстановлены для их дальнейшей эксплуатации в качестве системы добычи геотермального тепла. Национальное энергетическое агентство Исландии даже проводило исследования "Геотермальная политика и инструменты для Украины", которые показали значительный потенциал к развитию геотермальных проектов в западных регионах Украины.
С помощью гидроэлектростанций можно электрифицировать горные, тяжело доступные районы, в которых проживают люди
Производство гидроэлектроэнергии во всем мире меняется из года в год, на что влияют не только изменения установленной мощности, но даже больше изменения погодных условий и других местных условий эксплуатации. По оценкам, в 2019 году мировая выработка электроэнергии составила 4 306 ТВт, что на 2,3 % больше, чем в 2018 году, или примерно 15,9 % от общего производства электроэнергии в мире.
Повышенный риск для отрасли создают изменения климата, но в последнее время индустрия все чаще включает изменчивость климата и его влияние на гидрологические условия в планирование, проектирование и эксплуатационные планы.
Среди стран Восточной Европы, Кавказа и Центральной Азии большими гидроэнергоресурсами обладает Таджикистан, однако реализованы они пока что только примерно на 5 %. Республика Таджикистан занимает 8-е место в мире по потенциальным возможностям выработки гидроэлектроэнергии – они оцениваются в 527 миллиарда КВт.
Среди стран СНГ по этому показателю страна уступает лишь России. Таджикистан обладает значительными энергетическими запасами ресурсов ВИЭ. В республике зарегистрированы более 285 действующих малых ГЭС мощностью от 5 до 4300 КВт. Из этого количества 16 малых ГЭС построены и эксплуатируются ОАХК "Барки Точик" и являются государственными. Компания "Памир Энерджи" управляет одиннадцатью малыми и мини ГЭС общей установленной мощностью 44,16 МВт.
В одном из горных регионов Таджикистана на территории Горного Бадахшана был внедрен первый частный энергетический проект по модели РРР (Private Public Partnership), и в 2002 году была образована компания ОАО "Памир Энерджи". Компания была создана для восстановления и реабилитации системы электроснабжения Горно-Бадахшанской автономной области и построила 11 гидроэлектростанций, которые помогли электрифицировать горные деревни и экономически развить район: жители Хорога и большинство жителей Горно-Бадахшанской автономной области получили беспрерывное круглогодичное электроснабжение, а с 2008 года компания начала экспорт электроэнергии и на соседние территории Афганистана.
Создание компании является результатом совместных инвестиций Фонда Ага-Хана по Экономическому Развитию и Международной Финансовой Корпорации. Инвестиции, вложенные ФАХЭРом, МФК, Правительством Швейцарии, и кредит, выданный Всемирным Банком правительству Таджикистана, составили в сумме около 27 миллиардов долларов.
Что нас ждет в будущем?
В соответствии с прогнозом международного энергетического агентства WEO‐2019 и Дорожной картой глобальной трансформации энергетики, ожидается, что к 2050 году доля возобновляемой энергии в генерации будет составлять 85 %, по сравнению с примерно 25 % в 2017 году. Солнечная и ветровая мощности будут лидировать, увеличившись с 800 ГВт сегодня до 13 000 ГВт к 2050 году.
Кроме того, выработка геотермальной энергии, биоэнергии и гидроэнергетики увеличится на 800 ГВт за период. Ежегодное увеличение установленной мощности возобновляемой энергии удвоится и составит около 400 ГВт в год, 80 % из которых будут представлять собой технологии переменного генерирования, такие как солнечная и ветровая энергия. Децентрализованное производство возобновляемой энергии вырастет с 2 % от общего объема производства сегодня до 21 % к 2050 году, то есть увеличится в 10 раз.