Капица и обман «зеленой энергетики»

В октябре 1975 года на научной сессии в честь 250-летия Академии наук СССР академик Петр Капица, ставший тремя годами позже лауреатом Нобелевской премии по физике, сделал концептуальный доклад, в котором на основании базовых физических принципов доказал промышленную неэффективность всех видов альтернативной энергетики, за исключением управляемого термоядерного синтеза.

Что же было основным аргументом Петра Леонидовича в скептическом отношении к энергии ветра и солнца? И насколько изменилось наше представление об альтернативной энергетике за прошедшие сорок с лишним лет?

Основным аргументом, который использовал Капица в своем докладе о возможностях альтернативной энергетики, был отнюдь не экономический подход, но соображения физического характера. Главным его возражением против безудержного увлечения модными даже тогда, сорок лет назад, концепциями «бесплатной и экологически чистой альтернативной энергетики» было очевидное ограничение, которое не разрешено и по сей день: ни один из альтернативных источников энергии, будь то солнечные батареи, ветряные электростанции или же водородные топливные элементы, так и не достиг плотностей энергии и мощности, которые обеспечиваются таким ископаемым топливом, как уголь, нефть и газ или же атомной энергетикой.

К сожалению, такого рода ограничение носит не политический, но именно физический характер — вне зависимости от государственного строя или выбранной в стране идеологии, любой экономике приходится в той или иной степени базироваться именно на физических законах окружающего нас мира. Усилия ученых или инженеров могут достаточно близко приблизить нас к теоретическому физическому пределу той или иной технологии, но, увы, абсолютно бесполезны в попытке перепрыгнуть через такого рода ограничитель.

Так, например, лимитирующей константой для солнечной энергетики является так называемая «солнечная постоянная», которая составляет 1367 Вт на квадратный метр на орбите нашей Земли. К сожалению, этот «орбитальный киловатт» совершенно недоступен для нас, обитающих на земной поверхности. На количестве достигающей поверхности Земли солнечной энергии сказывается масса факторов: погода, общая прозрачность атмосферы, облака и туман, высота Солнца над горизонтом.

Но что самое главное — вращение нашей планеты вокруг своей оси, которое сразу же уменьшает доступную энергию солнечной постоянной практически вдвое: ночью Солнце находится ниже линии горизонта. В итоге нам, жителям Земли, приходится довольствоваться максимум десятой частью орбитальной солнечной постоянной.

Те же проблемы преследуют и еще один краеугольный камень возобновляемой энергетики — технологию водородных топливных элементов. Они предполагались дешевой заменой тяжелым, экологически небезопасным и неэффективным химическим аккумуляторам.

Петр Капица писал: «На практике плотность потока энергии очень мала, и с квадратного метра электрода можно снимать только 200 Вт. Для 100 мегаватт мощности рабочая площадь электродов достигает квадратного километра, и нет надежды, что капитальные затраты на построение такой электростанции оправдаются генерируемой ею энергией. Значит, топливные элементы можно использовать только там, где не нужны большие мощности. Но для макроэнергетики они бесполезны».

Результатом ограничителей солнечной энергетики стало знание, хорошо доступное еще в 1975 году: реально с одного метра земной поверхности можно собрать не более 100–200 Ватт усредненной суточной мощности солнечной энергии. Иными словами, для удовлетворения даже текущих потребностей человечества площадь солнечных электростанций, размещенных на поверхности Земли, оказывалась бы просто громадной.

Кроме того, для размещения солнечных батарей наиболее подходящей была бы полоска земной поверхности вдоль земного экватора — или же в пустынных тропических районах, в то время как большая часть потребителей солнечной энергии находится в умеренном поясе Северного полушария. Как следствие, абстрактные «квадратики» солнечных батарей в Сахаре, которые так любят рисовать апологеты беспредельной солнечной энергии, оказываются не более чем виртуальным допущением.

Но это отнюдь не остановило тех, кто недостаточно полно усвоил школьный курс физики. Проекты по солнечному освоению Сахары возникали и возникают с завидной регулярностью.

К примеру, основанная в 2003 году европейская компания Desertec, которая пыталась осуществить мегапроект строительства солнечных электростанций в Тунисе, Ливии и Египте для поставок солнечной электроэнергии в Западную Европу, несмотря на участие в проекте таких крупных корпораций и банков, как Siemens, Bosch, ABB и Deutche Bank, десять лет спустя, в 2013 году, тихо обанкротилась. Оказалось, что стоимость постройки и обслуживания электростанций в Сахаре и цена транспортировки электроэнергии за тысячи километров, даже при «бесплатной» солнечной постоянной в Сахаре, не омрачаемой тучами или туманами, оказалась просто запредельной.

Не более радужно обстоят дела и с солнечной электроэнергетикой в самой Западной Европе, в которой вот уже второе десятилетие подряд различными странами и фондами выделяются триллионы долларов на развитие солнечной и ветряной энергетики. Несмотря на «золотой дождь», который обильно пролился на сектор возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и на всемерную политическую поддержку возобновляемой энергетики (даже за счет насильного закрытия АЭС и угольных ТЭС), «промежуточный финиш» для ВИЭ по состоянию на 2016 год отнюдь не столь впечатляющ

Так, к 2015 году Германия и Дания, установившие у себя максимальное количество ветряков и солнечных батарей, имели и самые высокие цены на электроэнергию — 29,5 евроцента и 30,4 евроцента за кВт-час. В то же время «отсталые» в плане установки ВИЭ Болгария и Венгрия, в которых еще во времена СССР были построены мощные АЭС, могли похвастаться совсем иными расценками на электроэнергию — соответственно 9,6 и 11,5 евроцента за кВт-час.

Сегодня речь идет о том, что амбициозную программу «2020» по ВИЭ, которую принял Евросоюз и согласно которой к 2020 году 20% электроэнергии в странах ЕС должно производится из возобновляемых источников, возложили на плечи европейских налогоплательщиков, которых и подписали к оплате специально завышенного тарифа на электроэнергию. Достаточно сказать, что, в пересчете на российские реалии, немцы и датчане платят 20–21 рубль за каждый потребленный киловатт-час).

Поэтому и получается, что нынешние успехи ВИЭ связаны не с экономическими реалиями их выгодности и даже не с впечатляющим прогрессом в совершенствовании КПД или уменьшении их стоимости производства и обслуживания, но в первую очередь — с протекционистской политикой стран ЕС по отношению к ВИЭ и устранением любой конкуренции со стороны тепловой или атомной энергетики, подвергающейся дополнительному налоговому прессу (сборам за выбросы углекислого газа), а то и прямому запрету (как атомная энергетика в Германии).

Безусловно, сама по себе концепция ВИЭ является жизненной и своевременной — запасы дешевого органического топлива (нефти, газа, угля) и даже урана на планете Земля не беспредельны, в силу чего востребованность альтернативных источников энергии будет только расти. Традиционная энергетика рано или поздно столкнется и с дефицитом доступного, дешевого топлива, и с ростом себестоимости производства электроэнергии.

Кроме того, безусловно, никто не возражает против разумного использования солнечной и ветряной энергетики. Во многих местах мира она может стать незаменимым вариантом ухода от традиционной генерации. Так, весьма разумным представляется использование ветряной и солнечной энергии в прибрежных, особенно островных, тропических территориях, куда затруднительно обеспечивать транспортировку традиционных энергоносителей (нефти и газа), либо же их использование экологически опасно (уголь)

Однако надо учитывать, что нынешний вариант альтернативной энергетики, который ставит во главу угла лишь солнечную и ветряную энергию, будет всегда страдать от нерегулярности их производства, удаленности выгодных районов для размещения ветряных и солнечных электростанций от возможных потребителей и несоответствия масштабов солнечных и ветряных электростанций даже текущим запросам человечества на производство электроэнергии, не говоря уже обо всей первичной энергии.

Сегодня «чистая» электроэнергия (в секторе которой и сосредоточено все производство энергии из ВИЭ) составляет лишь 9% от производства мировой первичной энергии. Остальные 91% первичной энергии потреблялся в иных формах — в виде энергии угля, нефти, газа и даже биомассы. Причем, что интересно, условных «дров» (биомассы) весь мир в 2016 году потребил даже больше, чем «чистой» электроэнергии — целых 11% от общего баланса. При этом «чистая» электроэнергия оказывалась практически везде в мире в 3–4 раза дороже даже качественной первичной энергии (нефти, газа, угля) в пересчете на кВт-час, не говоря уже об энергии биомассы.

Все это показывает очевидное — путь к новой энергетике не столь прост, как это представляется в рекламных проспектах Европейского союза. Впрочем, Петр Леонидович Капица говорил об этом еще 42 года тому назад…

  • Источник материала
    Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

    Читайте также:

    16 Комментарий
    старые
    новые
    Встроенные Обратные Связи
    Все комментарии
    Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    6 месяцев назад

    Пока витаке тут мечтаете о Э нЭргии Солнца, у нас хотят по городу прложитдь вот така скоростную макаронину)
    comment image

    Anunah
    Anunah
    для  Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    6 месяцев назад

    Эта не макаронина, а загогулина. А чё она разноцветная? Ещё не проложили но сразу уже и пробки от бутылок яндекса показали?

    Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    для  Anunah
    6 месяцев назад

    Школьник разноцветными восковыми мелками рисовал жэж..
    А пропробки отдельный разговор. Горит красным, подьедъжаешь, а ни одной машЫны, даже на светофоре. Видимо яндекс сам рисует пробки и собирает всех у какого то перекрёстка специально. Ну или по какой то рассовой принадлежности.

    Henren
    Henren
    для  Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    6 месяцев назад

    Нефиг, пущай по Народной с поворотом на Софийскую катаются, як уси.

    Ванёк26
    Ванёк26
    6 месяцев назад

    3 года статье( догадался Штирлиц)

    Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
    6 месяцев назад

    Ну фсё.. теперь скажудьть , шта ковид пошоль ис Рассеи-
    Эксперты Роспотребнадзора выявили коронавирусы у летучих мышей в России, теперь предстоит выяснить типы этих вирусов.

    Henren
    Henren
    6 месяцев назад

    В пустыне Сахара в Египте запустили в эксплуатацию солнечный парк Benban. Его мощность составляет более 1,5 ГВт, что делает его крупнейшим в мире.

    Mimoproxodil
    Mimoproxodil
    для  Henren
    6 месяцев назад

    Поискал но так и не нашел информацию что его запустили. Есть только победные реляции в стиле — ух как запустим, да всем нос утрем. Хотя сдать должны были ещё в прошлом году.

    Ванёк26
    Ванёк26
    для  Mimoproxodil
    6 месяцев назад

    А сколько гигаваттчас она производит в неделю?

    Mimoproxodil
    Mimoproxodil
    для  Ванёк26
    6 месяцев назад

    Ну как сколько? Что за вопросы? Охулиарды. Хенрен же сказал ввели в строй, а значит меньше чем охулиарды давать не может. Не то что у вора-террана

    Ванёк26
    Ванёк26
    для  Mimoproxodil
    6 месяцев назад

    Может для краткости: Воррана?

    Mimoproxodil
    Mimoproxodil
    для  Ванёк26
    6 месяцев назад

    Надо запомнить 🙂

    ironback
    ironback
    для  Ванёк26
    6 месяцев назад

    Звучит почти как бог из скандинавской мифологии. Это намёк?))

    Hmm4
    Hmm4
    6 месяцев назад

    Шизофрения какая-то. Например:
    1. «Основным аргументом, который использовал Капица в своем докладе о возможностях альтернативной энергетики, был отнюдь не экономический подход, но соображения физического характера».
    2. «в пересчете на российские реалии, немцы и датчане платят 20–21 рубль за каждый потребленный киловатт-час».
    3. «стоимость постройки и обслуживания электростанций в Сахаре и цена транспортировки электроэнергии за тысячи километров … оказалась просто запредельной».
    Как эти 3 утверждения связаны между собой (1 — про физические параметры; 2 — про стоимость энергии для населения; 3 — про стоимость передачи энергии)?

    И вообще, если хотите узнать, о чём на самом деле говорил Капица в том легендарном докладе, то просто возьмите и почитайте (это полезнее неграмотных пересказов): https://clck.ru/RfTRd

    Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.