Человечество приблизилось к получению чистой энергии. Как изменится мир? Объясняет эксперт

Физики из Ливерморской национальной лаборатории (США) впервые получили больше энергии, чем потребовалось на ее запуск: 154% от затраченной. Портал «Вокруг света» спросил эксперта, в чем значение этого достижения науки для общества и как результаты открытия могут повлиять на экономику разных стран уже в ближайшие десятилетия.

— Мир сможет перейти на чистую энергию — и, говоря об этом, лучше использовать не «если», а «когда», — считает профессор Высшей школы бизнеса НИУ ВШЭ Михаил Аким, специалист по «зеленым» технологиям в энергетике.

Сегодня в мире происходит сокращение энергоемкости ВВП, большинство отраслей и особенно ЖКХ в развитых странах фокусируется на технологиях энергосбережения: использовании и передаче низкотемпературной энергии, которая раньше выбрасывалась в атмосферу; внедрении технологий тепловых насосов и теплосберегающих материалов, перечисляет тенденции эксперт.

Все эти шаги, безусловно, положительно влияют на климат, отмечает Михаил Аким. Для стран — импортеров энергоресурсов это громадный стимул развития экономики.

Новое Солнце

— При том, что представленный результат Ливерморской национальной лаборатории США в области управляемого термоядерного синтеза, безусловно, является громадным научным прорывом, неизвестно, сколько лет может занять создание технологии и доведение до коммерциализации, — рассуждает эксперт.

После «превышения точки равновесия» нужно будет построить пилотную станцию, которая сможет вырабатывать электроэнергию. Как только это увенчается успехом, можно будет планировать коммерческое развертывание, прогнозирует Михаил Аким.

А с учетом того, что в контексте глобального энергоперехода мировой рынок ветровой и солнечной энергии (ВИЭ) растет экспоненциально, ее стоимость резко сокращается, и при этом развиваются энергоэффективные технологии, все это создает конкуренцию между различными технологиями генерации.

В настоящее время солнечная энергия остается самой быстрорастущей возобновляемой энергией — она составляет более половины из 302 ГВт возобновляемой мощности, установленной в мире в 2021 году. Введение солнечных мощностей составило 168 ГВт, это на 70 ГВт больше, чем у ветрогенерации. Глобальная солнечная мощность за три года (с 2018-го до 2022-й) удвоилась, в результате чего в апреле 2022 года мировой парк солнечной энергии достиг мощности в один тераватт.

Солнечные панели — самый дешевый источник энергии, если не учитывать все требования по изменению и созданию инфраструктуры, связанные c их использованием. Китай сохранил свое лидерство на рынке в 2021 году с годовым темпом роста 14% и рекордно высоким показателем в 54,9 ГВт новой солнечной энергии — это в два раза больше, чем США.

Далеко и дорого

Есть также другие технологии, которые могут обеспечить человечество чистой энергией. Например, это технологии, использующие энергию приливов. Реализация такого анонсированного проекта Пенжинской приливной электростанции в северо-восточной части залива Шелихова Охотского моря затрудняется как его масштабностью — требуемые затраты измеряются сотнями миллиардов долларов, так и сложностью подключения такого ресурса к существующим сетям.

Предполагаемая установленная мощность ПЭС — до 100 ГВт, что соответствует примерно 40% общей установленной мощности электростанций единой энергосистемы России.

Кроме того, общая проблема для ВИЭ большой мощности — их удаленность от центров потребления: сильнейшие ветры в Арктической зоне предопределяют возможности создания ветрогенирирующих мощностей, но также определяют сложность и дороговизну передачи энергии на большие расстояния.

Источники беспокойства

Переход на чистую энергию означает переход от топливоемкой системы к материалоемкой. Литий, кобальт и никель играют центральную роль в придании батареям большей производительности, долговечности и более высокой плотности энергии, а это, в свою очередь, критично для использования солнечной генерации.

Требуемая модернизации электрических сетей нуждается в огромном количестве меди и алюминия. Водородные электролизеры и топливные элементы требуют никелевых или платиновых металлов в зависимости от типа технологии. Медь является важным элементом почти для всех технологий, связанных с электричеством, включая производство солнечных панелей.

По сравнению с поставками ископаемого топлива цепочки поставок чистых энергетических технологий могут быть еще более сложными (и во многих случаях менее прозрачными и зачастую не соответствующими принципам ESG). Кроме того, цепочка поставок для многих чистых энергетических технологий и их сырья более географически сконцентрирована, чем у углеводородов.

Доля Китая в переработке: более 35% никеля, 50–70% лития и кобальта, до 90% редкоземельных элементов, приводит цифры статистики Михаил Аким.

Это создает источники беспокойства для компаний, которые производят солнечные панели, ветряные турбины, электродвигатели и батареи, использующие импортные минералы, поскольку их цепочки поставок могут быстро пострадать от нормативных изменений, торговых ограничений или политической нестабильности в небольшом числе стран.

А как у нас?

В России разработки в области термоядерного синтеза ведутся очень давно. Российские ученые в области атомной энергетики были глубоко интегрированы в международные проекты, в частности, проводимые под эгидой МАГАТЭ, в которых разработки в области термоядерного синтеза занимали значительное место.

— Федеральный проект «Разработка технологий управляемого термоядерного синтеза и инновационных плазменных технологий» стартовал 1 января 2021 года и продлится до 31 декабря 2024-го. Возможно, надежды относительно скорого прорыва в этой области явились причиной, по которой Россия не развивала возобновляемые источники энергии, — предположил Михаил Аким.