Мнимые и реальные проблемы ветровой энергетики

Валентин Шунков Павел Севостьянов 8.02.2022 13:59 | Альтернативное мнение 57

Фото Reuters

Выполнение целей по сокращению выбросов парниковых газов возможно только при сочетании альтернативной генерации с АЭС

В 2018 году в район селения Эвегоно на Амазонке стали прибывать рубщики быстрорастущей бальсы. Вырубка скоро приобрела тотальный характер и затронула территорию заповедника – в бедном регионе за эту древесину платят отличные деньги. Но причина этого ажиотажа находилась далеко от этого места: ведущим мировым производителям требовалось дерево бальсы для изготовления лопастей ветряных турбин.

Новая климатическая политика начинает сокращать использование ископаемых видов топлива и стимулирует развитие технологий, снижающих цены на турбины. Общая мощность ветроэнергетики за последнее десятилетие увеличивалась почти на 10% в год. В 2020 году новая установленная мощность увеличилась на 24%, до рекордных 78 ГВт. Ветряные электростанции в Китае и США обеспечивают около 60% этого объема.

От противников альтернативной энергетики до сих пор можно услышать, что ветряная энергетика нерентабельна по финансовым показателям и энергетической окупаемости. То есть цена киловатта энергии, выработанного на ветряной энергоустановке, дороже других источников энергии, а за свой жизненный цикл ветряк производит меньше энергии, чем тратится на его производство. На самом деле оба утверждения давно неточны. За последние 10 лет существенно повысились надежность и эффективность производимых установок, а их цена упала почти в два раза.

Цена энергии, вырабатываемой ветряками, уже сейчас непринужденно конкурирует с ценой энергии АЭС. Интересно, что этого пока не могут добиться солнечные электростанции, в среднем цена киловатта энергии на них в полтора-два раза выше. Конечно, энергия ветряков – пока это не самый дешевый вид электростанций, традиционные электростанции, сжигающие газ, и ГЭС пока финансово выгоднее (а вот угольные уже нет). Но в ближайшие 10 лет стоимость солнечных и ветряных электростанций будет падать, а АЭС и газа – расти, поэтому баланс поменяется и на передний план – даже без учета плюсов экологичности – выйдут ветряные электростанции. По оценке Vygon Consulting, в 2020 году цена электроэнергии новых солнечных электростанций для России в среднем составляла 9,5 руб/кВт-ч, ветряных – 6,3 руб/кВт-ч, АЭС – 5,1 руб/кВт-ч, новых парогазовых установок – 3,6 руб/кВт-ч.

В мире ситуация движется еще быстрее. В соответствии с докладом Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), представленным в середине 2020 года, возобновляемые источники энергии становятся все дешевле по сравнению с любым новым энергопроизводством, работающим на ископаемых видах топлива. Более половины энергетических производств, работающих на возобновляемых источниках энергии и введенных в эксплуатацию в 2019 году, имеют себестоимость энергии ниже, чем самые новые и экономичные угольные электростанции. В целом издержки на эксплуатацию новых наземных ветровых установок меньше затрат на поддержание работы множества существующих угольных электростанций, и анализ рынка свидетельствует об ускорении этой тенденции вплоть до полного исключения угольного топлива с рынка. Замена самых затратных угольных электростанций суммарной мощностью 500 ГВт солнечными фотоэлектрическими установками и наземными ветровыми электростанциями обеспечивает энергетической системе ежегодную экономию до 23 млрд долл., а также сокращение годовых выбросов углекислого газа (CO2) примерно на 1,8 Гт, что эквивалентно 5% общемировых выбросов CO2 в 2019 году. Очень важно, что, по данным Международного энергетического агентства (IEA), из всех областей промышленности именно выработка электроэнергии производит наибольшее количество углекислого газа.

За последние 10 лет затраты на производство электроэнергии из возобновляемых источников резко упали благодаря совершенствованию технологий, удешевлению энергоустановок из-за увеличения масштаба их производства, постоянно растущей конкурентоспособности цепочек поставки и приобретению нового опыта разработчиками. С 2010 года промышленные наземные ветровые и морские ветровые электростанции продемонстрировали сильное сокращение эксплуатационных издержек – на 39 и 29% соответственно. Стоимость электроэнергии как в наземной, так и в морской мировой ветроэнергетике сократилась примерно на 9% по сравнению с предыдущим годом, достигнув уровня 0,053 долл. за 1 кВт-ч и 0,115 долл. за 1 кВт-ч соответственно.

По данным доклада Глобального совета по ветроэнергетике (GWEC) за 2020 год, количество ветряных электростанций в мире будет значительно расти. Причем прогноз GWEC достаточно скромен в оценках. Вероятно, предполагаются возможный дефицит и рост цен на необходимые для ветряных генераторов материалы. В том случае, если темпы развития ветряной энергетики сохранятся на сегодняшнем уровне, а не будут замедляться, одних только ветряных вполне должно хватить для завершения энергетического перехода на зеленую энергию к запланированным 2035–2040 годам.

Прогноз роста мощностей

Прирост количества ветряных электростанций зависит от большого числа факторов, и описать его простой функцией практически невозможно: нужно учитывать динамику стоимости сырья, производства комплектующих, меняющиеся цены на логистику и уровень финансовых инвестиций. Сейчас все эти факторы нестабильны, в том числе из-за изменения мировой экономики вследствие пандемии коронавируса.

2-12-1480.jpg
График выбросов двуокиси углерода.

Для моделирования мы решили использовать полиномиальную функцию. При этом фактически идет разбиение факторов по положительному и отрицательному влиянию, для каждой выделенной группы которых подбирается степенная функция. Итоговая модель является суммой этих степенных функций, при этом чем выше степень полинома, тем больше факторов учитывается. Главным минусом и одновременно плюсом полиномиальной модели является то, что она, подобно прогнозу погоды, основывается не на конкретных значениях поправочных коэффициентов (то есть конкретных значениях каких-либо величин на данный момент), а на характере изменения величины во времени – прогнозировании, основанном на предыдущих временных периодах. Полиномиальная функция прогноза GWEC (y=0,0043x^3–0,1022x^2+4,978x-2,4623) учитывает и возможный дефицит роста стоимости сырья (второй член полиномиальной функции), и выводящиеся из эксплуатации ветряные электростанции со стоимостью их утилизации (последний член функции).

Вторая же модель (y=0,0064x^2–0,2625x^3+3,5617x^2–13,909x+20,683) дополнительно учитывает увеличение вложений в ветряные электростанции (с повышением степени соответствующего члена полинома), связанное с ростом цен на ископаемые виды топлива (в первую очередь газ), вызванным дефицитом и ростом цен в Европе, что дает ощутимый рост функции, который не может нивелировать даже увеличение стоимости производства и эксплуатации связанное с экономическим кризисом из-за коронавируса.

Повышение эффективности

Россия в наращивании объемов ветряной энергетики и уменьшении стоимости энергии не отстает. Например, компания «Фортум» – лидер в области зеленой энергетики в России – только в прошлом году ввела в эксплуатацию ветряные электростанции суммарной мощностью 478 МВт, а суммарный портфель «Фортума» и его совместных предприятий составляет примерно 3,4 ГВт мощностей ветряной и солнечной энергетики; между тем на 2025–2027 годы уже запланировано строительство ветряных электростанций еще на 1,3 ГВт.

Казалось бы, это не так много, но цифра уже больше, чем вырабатывает современный блок АЭС, например ВВЭР-1200, используемые в достраивающейся Белорусской АЭС. При этом стоимость строительства АЭС и ветряных генераторов на общую мощность сейчас примерно одинакова, но эксплуатационные затраты для ветряков гораздо ниже. Конечно, именно белорусскую АЭС заменить ветряками не получилось бы – в районе строительства АЭС слишком слабые ветры, их хватит для работы ветряных генераторов только на нижнем пределе мощности. Здесь нужно отметить, что сейчас является серьезной задачей составление карт ветров на высоте около 100 м, для этого нужны новые спутники и метеостанции, а в идеальном варианте – отдельные подразделения энергетических компаний, которые смогут просчитывать наиболее выгодные места расположений ветряных генераторов. И речь здесь не только о скорости ветра. На эффективность ветряков оказывают влияние еще и холмистость местности, и расстояние до ближайших объектов (включая соседние ветрогенераторы), искажающих потоки ветра. При этом можно использовать ветряки разной мощности, чтобы на одной площади использовать разные воздушные горизонты. Таким образом получится увеличить снимаемую с единицы площади мощность.

Теоретически в России стал бы выгодным глобальный проект, предусматривающий установку ветрогенераторов вдоль всего северного побережья. Там сильные и довольно стабильные ветры, а также низкая плотность населения, что сильно упрощает размещение ветряков по сравнению с густонаселенной Европой, где актуальной является проблема ограничения минимального расстояния ветряных генераторов от жилых построек.Разумеется, для реализации такого проекта понадобится, как уже сказано выше, заняться картографией ветров и набрать статистику по этой теме хотя бы за несколько лет. Кроме того, низкая населенность северных прибрежных районов одновременно является и минусом – при реализации проекта неизбежно возникнут логистические сложности, которые, однако, могут быть нивелированы за счет морских путей. Сейчас довольно большая доля ветряных генераторов возводится не просто в приморской зоне, но в воде, на расстоянии одной-двух сотен метров от берега – в этой зоне ветер наиболее стабилен и не имеет наземных преград, хотя стоимость постройки и получается выше за счет сложности строительства. Выбор в пользу морского строительства обусловлен отсутствием ограничений, связанных с размещением вблизи жилых зон, ценных сельскохозяйственных земель и заповедников. Учитывая такой вариант и активное осваивание Северного морского пути, возведение подобного рода ветряков можно упростить, ведь строительство морских ветрогенераторов происходит непосредственно с кораблей. В таком случае главной проблемой останется только непосредственно доставка электроэнергии от места выработки к потребителям, поэтому наземные коммуникации все равно придется строить.

2-12-2480.jpg
Варианты прироста мощностей ВЭС.

При должной поддержке на федеральном уровне такой проект может создать большое количество новых рабочих мест и фактически создать в России новую отрасль, которая способна привлечь иностранные инвестиции в российскую экономику. При реализации такого масштабного проекта неминуемо возникнет много новых технических задач, связанных с работой в условиях Севера, однако выработанные решения дают толчок общему развитию технологий ветроэнергетики и стимулируют научно-технические организации.

Что касается энергетической окупаемости, то еще в 2014 году школа технического и промышленного машиностроения Орегонского университета провела масштабное исследование энергетической окупаемости на примере одних из самых распространенных сейчас 2 МВт промышленных ветрогенераторов производства Siemens. Исследование показало, что полная энергетическая окупаемость наступает всего за 5–7 месяцев, притом что срок службы ветряных электростанций сейчас составляет не менее 20 лет.

За расчетную мощность в исследовании взяты показатели в условиях северо-западного побережья США (6,12 ГВт-ч в год при загруженности 35%), что примерно составляет среднее значение по США. Расчеты проводились в соответствии с международной методикой энергетической окупаемости за полный жизненный цикл ReCiPe 2008, учитывающей не только затраты на производство, но и эксплуатационные расходы за весь 20-летний срок службы.

В окупаемости были учтены расходы энергии на добычу полезных ископаемых, производство деталей, доставку частей ветрогенератора с разных заводов, установку на месте, обслуживание в течение всего срока (одних только смазочных материалов за 20 лет расходуется от 273 до 546 т в зависимости от модели) и в конце концов его утилизацию с частичной переработкой по окончании срока службы. Электростанции на ископаемом топливе имеют гораздо больший срок энергетической окупаемости и требуют гораздо больших расходов на текущее обслуживание, а срок службы оборудования зачастую меньше, чем у ветряных электростанций.

Оправданная гигантомания

Самые большие из серийно производимых сейчас ветряных генераторов, несмотря на цену примерно в 14 млн долл., окупаются еще быстрее. Их максимальная мощность при скорости ветра 13–15 м/с составляет 7–8МВт, и они идеально подходят для размещения в морских прибрежных зонах. Диаметр пропеллера этих гигантов составляет чуть более 150 м, и они способны работать уже при скорости ветра всего в 3–5 м/с. При достижении скорости ветра 25 м/с генерация прекращается в целях безопасности. Казалось бы, на таких скоростях ветра лопасти должны вращаться быстро, но это не так. На самом деле они вращаются неторопливо и степенно, делая всего 5–11 оборотов в минуту в зависимости от скорости ветра, поэтому ветряная электростанция даже не создает сильного шума. При этом надежность ветряка достигается простотой конструкции: у турбины нет редуктора (коробки передач), используется прямой привод.

2-13-1480.jpg
Процесс использования ветрогенератора.

Самым мощным (но не самым крупным) из этих ветрогенераторов-гигантов является Enercon E126, а не продукт лидирующей на рынке ветрогенераторов немецкой компании Siemens. Больше всего генераторов этой модели построено в Швеции, там суммарная вырабатываемая ими мощность достигает 4 ГВт, это почти 10% всей вырабатываемой в Швеции электроэнергии. Общая же доля возобновляемых источников энергии в Швеции составляет 60%, и это при том, что Швеция занимает лишь десятое место по объемам вырабатываемой ветряками энергии. Первое место, как ни странно, занимает Китай, он же является лидером по темпам строительства новых ветряков и АЭС.

Однако, как уже сказано выше, такие установки, как и любой промышленный ветряк, лучше всего работают в прибрежных зонах, где ветер силен и достаточно стабилен. Поэтому перед проектированием новых масштабных ветряных электростанций следует сверяться с годовой картой ветров, учитывающей ветер на высоте ветряных генераторов, и принимать во внимание «мертвую зону» ветряного генератора: генераторы изменяют и замедляют воздушный поток, поэтому при слишком тесном расположении ветряков возможна потеря мощности. В обычных прогнозах погоды сообщают скорость ветра на высоте 10 м над землей, а для ветровой турбины следует измерять скорость на высоте ротора, где ветры гораздо сильнее. Поэтому для ветряной энергетики важен запуск метеоспутников.

Почему же даже такие гиганты оправданны в строительстве? Все дело в том, что зеленая энергетика является действительно дешевой не только в эксплуатации, но и в строительстве. По данным доклада Управления энергетической информации США за 2021 год, самыми недорогими (при правильном выборе региона размещения) станциями являются солнечные и ветряные энергоустановки.

Воздействие на окружающую среду

Периодически разгорается полемика о воздействии ветроэнергетики на окружающую среду – опасность для птиц, негативное влияние на природу и здоровье человека в связи с издаваемым слышимым шумом, инфразвуком и электромагнитным излучением.

Что касается птиц, если говорить об антропогенном факторе, то, как показывают доступные исследования, больше всего птиц – в порядке убывания – гибнет от домашних кошек (в Новой Зеландии вообще введен запрет на свободный выгул домашних кошек, так как они стали угрозой вымирания для целых видов), столкновений со стеклами зданий и контакта с линиями электропередачи. От ветряных станций, в пересчете на 1 ГВт вырабатываемой энергии, гибнет в пять раз меньше птиц, чем от традиционных электростанций на ископаемом топливе. То есть ветряная энергетика в любом случае безопаснее классических электростанций. Но даже на эту проблему давно обратили внимание, поэтому ветряки вращаются медленнее, а гондолы ветряных генераторов сделали неподходящими для гнездования.

Шум и электромагнитное излучение генераторов, разумеется, в некоторой степени присутствуют. В разных странах существует норма на расстояние в 500–1000 м от ветряных генераторов до жилья. Мощность электромагнитного излучения падает обратно квадрату расстояния, и поэтому находиться даже непосредственно под ветряком не представляет никакой опасности; в повседневной жизни мы сталкиваемся с гораздо более мощными источниками. Например, присутствующие повсюду точки доступа Wi-Fi и мобильные телефоны.

Шум же ветровой турбины непосредственно у генератора не выше, чем у работающей газонокосилки, и существенно меньше, чем у газогенераторных или паровых турбин. Разумеется, жить под большим ветряком неприятно и нежелательно, так же как рядом с железнодорожными путями или оживленными шоссе. Для того чтобы шум не мешал, необходимо строить ветровые электростанции на расстоянии от жилых домов. Во всем мире рекомендуемый максимальный уровень шума в ночное время примерно равен 35–45. Это приблизительно соответствует громкости работающего внешнего блока кондиционера. Исследование, проведенное компанией Resonate Acoustics по заказу Министерства защиты окружающей среды Южной Австралии, показало, что уровень инфразвука вблизи ветровых ферм и в других районах в домах вблизи оцениваемых ветряных турбин не выше, чем в других городских и сельских районах, и вклад ветровых турбин в измеренные уровни инфразвука является незначительным по сравнению с фоновым уровнем инфразвука в окружающей среде. Такие же данные по слышимому шуму и инфразвуку показали исследования в Германии – на расстоянии более 480 м от ветряков никаких воздействий, отличающихся от общего шума, не найдено. Государственный департамент здоровья Канады провел большое исследование о влиянии инфразвука на здоровье человека, в числе прочего показав, что шум ветряных генераторов и инфразвук не влияют на насекомых и животных. До сих пор слабоисследованной проблемой является глобальное влияние ветрогенераторов на карты ветров. Размещение ветряков на малых площадях не оказывает какого-либо заметного влияния на климат, однако при полномасштабном переходе на зеленую энергетику ситуация может измениться. Так же как размещение солнечных электростанций меняет локальный уровень инсоляции, большие кластеры ветряков теоретически могут ощутимо влиять на ветровую обстановку – генераторы при своей работе отбирают часть энергии ветра, замедляя его поток. Замедление воздушных потоков, в свою очередь, может вызывать изменение температуры. Конечно, влияние ветроэнергетики на экологию в любом случае будет меньше, чем от сжигания угля. Однако убедиться, действительно ли ветрогенераторы способны негативно влиять на климат, получится только на практике, причем для этого нужно длительное наблюдение: погода – явление нестабильное, даже если рассматривать 10-летний период. Но даже если ощутимое влияние будет выявлено, его можно использовать во благо – подобно тому, как деревья высаживают вдоль полей для избежания эрозии почв, ветряные генераторы можно ставить в районах, где эрозия почвы особенно сильна (а это как раз районы с сильными ветрами), одновременно вырабатывая энергию и решая экологическую проблему. Кроме того, даже теоретически, наименьшее влияние на ветровую обстановку оказывают активно возводимые сейчас морские ветряные генераторы, единственным ощутимым минусом которых является их более высокая стоимость из-за особенностей возведения и прокладки электрических кабелей по дну до суши.

2-13-2480.jpg
График затрат на построенные электростанции.
Инфорграфика авторов

Новая инженерия

Разумеется, инженерам хочется избежать минусов, свойственных используемым сейчас ветряным генераторам. Самым интересным и выглядящим наиболее жизнеспособным из проектов, имеющих кардинально новый подход к энергии ветра, пожалуй, является создание безлопастных ветрогенераторов. Испанская компания Vortex Bladeless еще шесть лет назад сделала первый рабочий прототип такой установки. Со стороны устройство выглядит как слегка покачивающийся под ветром вертикальный цилиндр, установленный на неподвижном основании, чем напоминает автомобильную игрушку в виде собаки с качающейся головой.

Генерирование электроэнергии происходит за счет аэродинамического эффекта вихреобразования. То есть устройство не просто покачивается от ветра и вырабатывает энергию за счет сил упругости. Если углубляться в гидромеханику, то, когда ветер проходит через мачту столба, поток видоизменяется в круговые вихри. Как только частота кругового вихря совпадает с собственной резонансной частотой цилиндра ветрогенератора, и возникает аэроупругий флаттер (динамические крутильные колебания). Как правило, в инженерном и архитектурном проектировании специалисты всячески избегают этого феномена, так как он приводит к разрушению конструкций. Самый известный печальный пример, заставивший инженеров работать над этим эффектом, – разрушение Такомского моста в 1940 году при скорости ветра в 18 м/с, событие произошло всего через четыре месяца после открытия. Видео обрушения можно свободно найти в интернете. Именно этот обычно негативный эффект обеспечивает работу безлопастного генератора. Цилиндр и его крепление сделаны из полимеров, хорошо выдерживающих нагрузки от ветра и подлежащих вторичной переработке, а движение магнитов, прикрепленных к цилиндру относительно магнитов в основании, создает индукционный ток в катушках, что позволяет вырабатывать энергию. Такая конструкция намного проще и надежнее, чем обычные ветряные генераторы, а возможность изменения резонансной частоты цилиндра за счет изменения его длины (что предусмотрено конструкцией) позволяет работать в широком диапазоне скорости ветра. Причем если при ураганном ветре обычные генераторы вынуждены разворачивать весь ротор или хотя бы лопасти по ветру, чтобы их не разрушило, то безлопастные генераторы останутся целы, так как на высоких скоростях ветра явления резонанса не будет, а аэродинамически это просто столб, который ветер будет легко обтекать, не ломая.

Первый коммерческий вариант такого генератора имеет размер в высоту 12,5 м, весит около 100 кг и выдает мощность около 4 КВт энергии. В будущем компания планирует также создать промышленный вариант ветрогенераторов высотой до 140 м с энергетической мощностью до 1 МВт. В целом эффективность этих генераторов при той же скорости ветра на единицу площади сечения воздушного потока, с которой генератор забирает энергию, меньше примерно на 30%, чем у классических ветряков. Однако в итоге энергия должна быть дешевле на 30–40%, так как эти безлопастные ветряки дешевы в производстве и имеют гораздо меньшие эксплуатационные издержки за счет отсутствия движущихся частей, гораздо меньшую «мертвую зону», то есть их можно располагать гораздо ближе друг к другу. Кроме того, такие генераторы обладают еще несколькими плюсами, среди которых возможность эффективной работы при слабых ветрах скоростью 3–4 м/с (в то время как для большинства ветряков оптимальными являются 10 м/c) и почти полное отсутствие шума. Такой набор качеств делает оптимальным вариант использования уже существующих вариантов этих генераторов внутри городов, не мешая жителям, оставив свободные просторы для обычных ветряков. Таким образом, безлопастные генераторы скорее всего не вытеснят, а дополнят классические ветряные генераторы.

Полет энергии

Еще одним пока не получившим широкого применения вариантом является запуск турбин в воздух. Дело в том, что на высоте около полукилометра дуют стабильные воздушные потоки, что делает очень привлекательной идею вырабатывать ветряную энергию именно там: ведь тогда мы будем слабо зависеть от погоды и региона размещения. Как же инженеры предлагают решить данную задачу? Вариантов по большому счету два. Первый: жесткий планер с размещенными на нем турбинами. Второй: аэростат или дирижабль. Разумеется, в обоих случаях необходим трос-проводник для передачи энергии на землю, что сильно осложняет дело. Но рабочие образцы, правда, пока не нашедшие промышленного применения, уже есть.

Компания Altaeros предпочла вариант аэростата. Причем генераторная турбина расположена внутри него. По виду эта конструкция похожа на турбину самолета с надувным кожухом, наполненным гелием. За счет гелия этот аэростат поднимается на высоту около 600 м и закрепляется тросами-кабелями на земле.

Идея, в общем, достаточно проста и не очень нова. Задумка в большинстве случаев заканчивается на расчете стоимости обслуживания. С одной стороны, такие генераторы легко перевозить с места на место и устанавливать, они помещаются в грузовик. С другой стороны, гелий дорог и достаточно текуч, поэтому генераторы придется периодически опускать на землю и дозаправлять новой порцией гелия. Кроме того, их, вероятно, придется опускать во время ураганов, иначе велика опасность обрыва тросов. Здесь мог бы помочь водород – он дешевле гелия, но из-за его взрывоопасности это слишком рискованно.

Разработчики из Altaeros выбрали интересный путь для снижения эксплуатационных расходов: дополнительно зарабатывать на аэростатах, помещая на борт не только ветровую турбину, но еще и метеорологическое и телекоммуникационное оборудование. При этом они утверждают, что использовать генераторы можно в разных климатических зонах, аэростаты достаточно надежны, чтобы выдержать перепады температур и влажности. Наверное, если этот проект и найдет применение, то это будет все-таки что-то вроде экстренного развертывания мобильных электростанций в условиях катастроф – здесь и телекоммуникационное оборудование может использоваться. Такие аэростаты могут очень пригодиться при ликвидации последствий наводнений и ураганов, которых становится все больше из-за глобального изменения климата.

Компания Makani, некогда входящая в холдинг Alphabet, а ныне закрытая, с 2007 по 2020 год занималась разработкой второго варианта летающих ветряных генераторов – планеров с генераторными турбинами на борту. Промышленных образцов компанией создано не было, но они сделали хорошую научную базу для новых компаний, и разработки в этой области продолжаются. С планером дела обстоят немного сложнее: его тяжелее поднимать и опускать в небо, ему сложнее работать при нестабильных ветрах. При этом планер рассчитан так, что после подъема начинает петлять в воздухе восьмерками, подобно воздушному змею во время сильного ветра, это позволяет вырабатывать больше энергии. С подъемом и посадкой задачу удалось решить достаточно изящно: во время фаз взлета и приземления генераторные турбины работают не на выработку, а на потребление энергии, превращаясь в моторы. Таким образом, во время взлета и посадки мы имеем уже не планер, а маленький самолет.

Со стабильностью же выработки энергии во время переменных ветров пришлось бороться при помощи программного обеспечения и расчетов конструкции планера. По информации компании, нагрузки на планер при полете составили от 7 до 15G. Кульминацией разработки стал прототип воздушного генератора, созданный в декабре 2016 года. В итоге получился планер из углеродного волокна, несущий на борту восемь генераторов/двигателей и имеющий размах крыльев небольшого реактивного самолета, способный генерировать до 600 кВт электроэнергии. Контроль стабильности полета планера обеспечивает бортовой компьютер, при необходимости регулирующий траекторию и высоту при помощи моторов. К сожалению, из-за сложности производства и эксплуатации такой вид генераторов вряд ли будет конкурентоспособен на рынке.

Выводы

Сейчас Европейский союз разработал планы по классификации некоторых атомных электростанций и заводов по производству природного газа в качестве зеленых инвестиций, которые могут помочь Европе сократить выбросы. Таким образом, появится набор определений того, что представляет собой «устойчивые инвестиции» в Европе. Включение атомной и газовой энергетики в европейский свод правил устойчивого инвестирования, известное как зеленая таксометрия, может иметь серьезные последствия как в ЕС, так и за его пределами. В Европе это разблокирует миллиарды евро государственной помощи для дорогостоящих проектов в области атомной энергетики. ESG-фондам станет проще включать компании атомной энергетики и природного газа в устойчивые инвестиционные фонды, которые они предлагают или инвестируют для клиентов.

Прежде атомная энергетика не считалась благоприятной для ESG, однако одобрение ЕС откроет потенциально большую волну капиталовложений. Масштабные инвестиции ESG-фондов могут быть направлены в этом направлении. Конечно, борьба в рамках ЕС за атомную зеленую энергетику еще продолжается. Это связано с позицией немецкой партии «Союз90/Зеленые», которая входит в правительственную коалицию в Берлине и намерена оспорить решения комиссии ЕС в Европейском суде.

Усилия ЕС по разработке общего стандарта зеленых облигаций для корпоративных и государственных эмитентов показали, что не все страны согласны с тем, что считается «зеленым». Некоторые страны с тех пор работали над собственными классификациями, но европейская, в которой отражено более 550 видов генерации, является наиболее полной. Отсутствие общего эталона означает, что оценочные листы остаются субъективными и непоследовательными в отрасли, что сбивает с толку инвесторов. Наличие словаря, в котором они могут посмотреть, могут ли инвестиции быть отмечены как зеленые, ставит всех на одну и ту же ступень.

Весомость европейского подхода сделает, вероятно, таксономию глобальным золотым стандартом. Другие страны разрабатывают собственные схемы. Каждая из них формируется политическими компромиссами и обязательствами по выбросам двуокиси углерода. Но иностранные компании, управляющие активами, примут таксометрию ЕС, потому что их европейским клиентам может понадобиться, чтобы они сообщали идентичные данные.

Зеленая энергетика будет вытеснять с рынка угольные и газовые электростанции. Ветряная энергетика занимает в этой области первое место, солнечная энергетика в большинстве стран менее рентабельна из-за малого числа солнечных дней в году. А вот с АЭС ветряной энергетике все равно придется уживаться и в долгосрочной перспективе, если человечество сохранит и приумножит взятый темп на сокращение парниковых газов в атмосферу: даже несмотря на скорость развития технологий зеленой энергетики, не использующей ископаемое топливо, заместить к планируемым 2035–2040 годам все ископаемые виды топлива одной только ветряной и солнечной энергетикой не получится.

Дефицит бальсы ускорил переход на сердечники лезвий лопастей турбин, частично или полностью сделанные из синтетической пены, которая значительно дешевле. Самое важное, что это не только заслуга экономических стимулов. Новые социальные и экологические стандарты ESG-стратегий смещают ракурс с исключительно рационального взгляда на бизнес. И это принципиальное отличие нового энергетического перехода от всех предыдущих.

 Павел Севостьянов
Кандидат политических наук, старший преподаватель РЭУ имени Плеханова. Действительный государственный советник РФ.

Валентин Шунков

Об авторе: Павел Игоревич Севостьянов – кандидат политических наук, старший преподаватель РЭУ им. Плеханова, действительный государственный советник РФ. Валентин Евгеньевич Шунков – научный сотрудник Научно-исследовательского института системных исследований РАН.

Сейчас на главной
Статьи по теме

Лента новостей

No top posts yet