Большая энергетическая война. Часть X. Энергия возобновляемых источников

Говоря об энергетической войне, я вовсе не снимаю с повестки дня обычной — мирной, так сказать — энергетической проблематики. Война — это всего лишь способ решения определенной проблемы.

Сама же проблема состоит в том, что уже сегодня кому-то энергии и ее источников остро не хватает, а у кого-то всего в избытке. И, главное, всему человечеству — чуть раньше или чуть позже — может не хватить энергии для того, чтобы продолжать двигаться по исторической траектории, которую (очень условно) называют «прогресс». Вот тут-то и развертываются в полной мере военные подходы к решению проблемы энергии.

В самом деле, кому-то может просто не нравиться прогресс как таковой. Или, если давать более точные определения, развитие как таковое. Ибо прогресс вообще и линейный прогресс в особенности — это всего лишь одна из модификаций развития, причем далеко не лучшая. И этот кто-то может начать преувеличивать проблемы стратегического энергодефицита, придавать этим проблемам не присущий им на самом деле тупиковый характер. А после этого заявлять: «Поскольку мы близимся к катастрофе, то надо сменить историческую траекторию».

Как сменить? Что значит сменить? Какой должна стать историческая траектория? Впрочем, все это мы будем обсуждать в разделе «Концептуальная война». Ведь тут энергодефицит является лишь предлогом для того, чтобы навязывать человечеству те или иные силы модели существования.

Но, может быть, энергодефицит действительно существует? И нарастает — причем настолько, что двигаться по прежней исторической траектории невозможно? Ответ на этот вопрос можно дать, только рассмотрев — с подчеркнутой академичностью — в какой мере так называемые невозобновляемые источники энергии могут быть дополнены возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ).

Невозобновляемые источники энергии мы уже обсуждали. Это нефть, газ, уголь и так далее. Когда-нибудь они и впрямь будут исчерпаны — их запасы на планете ограничены. Но этого нельзя сказать о ВИЭ. Конечно, в каком-то смысле и тепловая энергия Земли или энергия морей и океанов ограничены. А когда-нибудь остынет и Солнце. Однако это не те ограничения, с которыми мы должны считаться на нынешнем этапе развития человечества. Этой энергии хватит на многие миллионы, а то и миллиарды лет. И пусть тогда совсем другое человечество, наверняка ставшее уже космическим в полном смысле этого слова, по-другому обсуждает возникающую проблематику, опираясь на другие научные данные и совсем другое развитие техники.

Так каковы же ВИЭ? И насколько по отношению к ним правомочно говорить об энергетических войнах? Начну с того, что назвал академическим аспектом рассматриваемой проблематики.

ВИЭ включают: солнечную и ветровую энергию, тепловую энергию земных недр, а также энергию биомассы, производимой живым миром и человеком. Рассмотрим каждое из этих слагаемых.

Солнечная энергетика

Поток солнечной энергии, проливаемой на Землю нашим светилом, огромен — почти 1,5 киловатта мощности на квадратный метр плоскости, обращенной к Солнцу. Однако этот поток рассеивается в атмосфере даже при ясной погоде (и, тем более, при облачности, в туман, в пыльном воздухе) и, увы, исчезает ночью.

Тем не менее, до поверхности Земли этой энергии доходит много.

Основных типов ее «собирания» два — фотовольтаика (прямое преобразование солнечного света в электроэнергию панелями фотоэлементов) и гелиотермальный (нагрев солнечным светом жидкого или воздушного теплоносителя, который затем используют для обогрева или производства электроэнергии).

Общие проблемы солнечной энергетики — необходимость создания «полей улавливания энергии» огромной площади, необходимость регулярной чистки/мойки улавливающих поверхностей (фотопанелей или гелиоконцентраторов) от пыли и грязи, а также малопредсказуемая (зависящая не только от смены дня и ночи, но и от погоды) мощность. И потому пока себестоимость солнечной электроэнергии в среднем намного выше, чем энергии «традиционных» электростанций. Да и место для гелиостанций найти далеко не просто.

Так что же делать? Тупик, непреодолимый при нынешнем развитии технологий? Оказывается, что тупика нет. Что есть радикальное решение, позволяющее преодолевать все перечисленные ограничения, лишающие солнечную энергетику стратегических перспектив.

Это радикальное решение, которое, кстати, уже активно разрабатывается в США, Японии, Китае, России — состоит в следующем. Приемники энергии переносятся в космос. То есть туда, где нет проблем дня и ночи, большей или меньшей облачности, лета и зимы. Предлагается создавать в космосе — на высоте около 40 тыс. км — гелиостанции фотовольтаики с панелями площадью аж в десятки кв. км. В дальнейшем площадь панелей может быть и больше, почему бы нет?

Кстати, мы тут сразу переходим к военному аспекту проблематики. Ведь не все смогут создать такие станции, правда? И в конечном итоге война за космос может приобрести такой же характер, как война за нефтяные поля. Впрочем, не в этом основная военная проблематика. Вскоре я перейду именно к ней, а пока завершу описание технических характеристик космических гелиостанций, подчеркнув, что их создание не является утопией. Что вот-вот они реально возникнут. И, выведя человечество на новый уровень, одновременно «подарят» ему новую, в том числе и военную, проблематику.

Я уже сказал о том, что эти станции предполагается расположить на высоте около 40 тыс. км, причем на геостационарных орбитах. То есть так, чтобы космическая гелиостанция висела все время над одним и тем же географическим регионом Земли. Собирая энергию, гелиостанция должна передавать ее на приемную антенну, находящуюся на Земле, по сверхвысокочастотному лучу.

Преимущества здесь ясны: орбитальная станция освещается Солнцем круглосуточно и не зависит от погоды и сезона. А СВЧ-луч даже в облачной или загрязненной атмосфере пробивает своего рода «канал», потери энергии в котором считаются приемлемыми.

Столь же очевидно и то, как это может быть применено в военных целях. Ведь СВЧ-луч большой мощности легко может быть использован как оружие, которое будет сжигать на Земле стратегические активы врага. Кроме того, нельзя исключать, что такая станция может аккумулировать и использовать энергию для «накачки» боевых космических лазеров. И потому большинство стран мира рассматривает орбитальные электростанции прежде всего не как энергетические проекты, а как новый тип «глобального космического оружия».

Ну вот... Рассуждали с академических позиций о перспективах солнечной энергии, пообещали хотя бы на время избегать мостиков, связанных с военной темой, а мостик — вот он. И не мостик даже — а о-го-го, какой мост. Такой, по которому человечество легко может перейти в эпоху чудовищных войн. А ну как из такой «космической пушки» начнут палить по АЭС, превращая целые страны в радиоактивные пустыни...

Подчеркну, что это не утопия (или антиутопия), а то, что может, так сказать, обрести кровь и плоть в ближайшие десятилетия. То, к чему готовиться надо уже сегодня. И хотя де-юре мы готовимся (то есть участвуем в таких разработках), де-факто мы, конечно же, к этому не готовы, потому что... Понятно, почему. Дикий рынок... Коррупция... Иные технологические возможности, чем у американцев... Иной уровень инвестиций в эту тематику... То есть, надо торопиться, а значит, менять весь ход нынешней нашей жизни. Ради чего, собственно, и создается и наша «Суть времени», и эта газета, и эта рубрика.

Впрочем, это незапланированное «военное» отступление от темы. Возвращаюсь к рассмотрению солнечной энергии как одного из возобновляемых энергоисточников. И вернувшись, констатирую, что пока что в мире строятся (за редкими исключениями, как, например, крупнейшая тепловая гелиостанция в пустыне Мохаве в США установленной мощностью 354 МВт) в основном гелиостанции мощностью 5–15 МВт, а также индивидуальные и корпоративные гелиостанции и системы теплоснабжения. А средние или крупные гелиостанции, как правило, работают «в паре» с обычной тепловой (газовой или угольной) станцией, чтобы покрыть ночные и погодные энергодефициты. Индивидуальные гелиостанции для тех же целей обычно снабжают резервными дизель-генераторами.

В итоге использование солнечной энергии во всем мире пока в основном сосредоточено на индивидуальном и корпоративном обогреве зданий, теплиц и т.д. гелиоконцентраторами. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2012 г. установленная электрическая мощность гелиостанций в мире чуть превысила 67 ГВт, а их доля в мировом производстве электроэнергии составила около 0,13%.

Итак, пока мы не можем делать стратегическую ставку на данный вид ВИЭ. А когда сможем, то натолкнемся и на военную проблематику, и на проблематику аварийную. Ведь всем понятно, что СВЧ-луч, по которому энергию будут передавать из космоса, — штука неустойчивая. А изменение его ориентации может породить аварии ничуть не меньше чернобыльской. Если эту ориентацию изменить намеренно — СВЧ-луч превратится в сверхмощное оружие. А если ориентация изменится случайно — то супераварийность неминуема, причем на собственной территории. Вот вам и безопасная солнечная энергия...

Обсудив солнечную энергию, переходим к другим ВИЭ.

Ветроэнергетика

Основная проблема ветроэнергетики — наличие ветра нужной интенсивности. Это условие важнее всего для лопастных ветроустановок (все видели в американском кино ряды таких гигантских «вентиляторов»), для которых рабочий диапазон скорости ветра — 5–25 м/сек. Вблизи поверхности земли или воды такие постоянные ветры — редкость, а вот на высотах более 100 м они дуют почти всегда.

Потому башни современных лопастных ветроустановок мощностью 4–6 МВт поднимаются более чем на 100 м, размах лопастей превышает 100 м, а вес гондолы с оборудованием генератора и преобразователя энергии достигает 200 тонн. Однако «энергополя» таких гигантских сооружений не только занимают большие площади и никак не облагораживают пейзаж, но и создают в зависимости от скорости ветра очень сильный шум, вибрации почвы и опасный для здоровья человека инфразвук.

По этой причине в последние годы большинство новых лопастных ветрогенераторов размещают на так называемых оффшорных полях в море, иногда за сотни км от побережья.

Есть и другие, «роторные», ветрогенераторы — это обычно вертикальные разрезные «трубы» с отогнутыми лопастями. Они более эффективны и в смысле «некапризности» к скорости, направлению и интенсивности ветра, и в смысле простоты обслуживания, и в смысле практической бесшумности, но уступают лопастным в мощности. Потому в последнее время роторные ветрогенераторы начинают заодно покрывать панелями фотовольтаики, что позволяет одновременно использовать солнечную энергию.

К 2012 г., по данным МЭА, установленная мощность ветроэлектроагрегатов в мире превысила 240 ГВт, а доля ветра в мировом производстве электроэнергии составила около 2,6%. Причем в мировые лидеры по установленной мощности ветроэнергетики (на 2011 г. — 63 ГВт) вышел Китай, где ветроагрегаты в том же году дали 1,3% совокупной электроэнергии.

Еще раз оговорю, что общий недостаток солнечной и ветровой энергетики в ее нынешнем состоянии — суточная, погодная, сезонная нестабильность выработки электричества, а также необходимость преобразования полученной электроэнергии к стандартам потребителей по напряжению и частоте. Это создает технологические сложности при подключении гелио- и ветровых станций к общим распределительным энергосетям и удорожает полученную энергию.

И хотя на некоторых гелио- и, особенно, ветровых станциях уже добились себестоимости энергии, близкой к типовым значениям для традиционных электростанций, в большинстве стран солнечная и ветровая энергетика серьезно дотируется государством — из налогов на традиционную энергетику. Именно это обстоятельство позволило в 2011 г. Германии произвести за счет ветра 8% электроэнергии, а Дании — почти 28%.

Но это развитые страны. Развивающиеся только потому и могут догонять развитые, что используют дешевую энергию. Если под тем или иным предлогом (например, экологическим) им это запретить, то это — энергетическая война...

Стоп... Мы договорились, что сначала рассмотрим всю проблему ВИЭ в технологическом и, так сказать, академическом, аспекте, и лишь затем будем анализировать ее военно-энергетический аспект.

Так что продолжим в следующей статье.