Как поймать ветер

Фото: Bloomberg

Так называемые «зеленые» технологии переживают настоящий бум. Это связано с растущими потребностями в энергоресурсах прежде всего развивающихся экономик, постепенным исчерпанием имеющихся невозобновляемых источников энергии, ростом климатического самосознания. Согласно мартовским исследованиям Shell, если на страны ОЭСР в 2000 году приходилось 55% мирового энергопотребления, то в 2030‑м ожидается уже только 33%. Главными потребителями энергии становятся страны третьего мира.

Первый российский долгосрочный прогноз развития мировой энергетики «Прогноз 2035», который в 2012 году выпустил Институт энергетических исследований РАН совместно с Российским энергетическим агентством, предсказывает альтернативной энергетике самые высокие темпы роста в рассматриваемый период (до 2035 года). Но в исследовании отмечается, что даже сокращение издержек в последние годы не позволяет ветроэнергетике (ВИЭ) пока полностью конкурировать с газом и углем. Поэтому перспективы ВИЭ во многом будут определяться уровнем господдержки. Понятно, что все сказанное полностью относится и к ветроэнергетике.

Судя по всему, ветровые электростанции (ВЭС) представляют первоочередной интерес (как, впрочем, и другие варианты альтернативной энергетики) для стран, бедных сырьевыми энергоресурсами или активно занимающихся климатическими проблемами (снижение выбросов парниковых газов).

Однако проблема ветровых электростанций связана прежде всего с их размещением. Пока распространение получили ВЭС наземного и морского базирования. Однако при установке таких электростанций имеется ряд проблем экологического характера. Как сообщалось в связи с этим в приложении «НГ-Энергия» в «Независимой газете», выяснилось, что они нагревают почву, особенно ночью. А ведь ветровая энергетика как раз и должна была бы послужить предотвращению мирового потепления.

В СМИ прошло сообщение группы ученых о том, что в США на обширной территории, застроенной ветросиловыми установками, за последние девять лет среднесуточная температура выросла на 0,72°C. Правда, сами авторы исследования призывают не драматизировать ситуацию. Один из исследователей, Лимин Чжоу, профессор Университета штата Нью-Йорк в Олбани, поясняет: «Эта наша цифра относится только к тому региону и к тому периоду времени, которые были объектом нашего изучения. И это обстоятельство нужно учитывать, иначе велик риск истолковать полученные результаты неверно». Люди могут сказать: «Это что же получается, за 100  лет температура повысится почти на 8 градусов?» Однако ученый полагает, что обнаруженный эффект — явление местного масштаба.

Морские ветропарки наиболее исследованы в Германии, поскольку основная масса ветряных установок появляется в близких к морским берегам землях Нижняя Саксония и Шлезвиг-Гольштейн. Это обусловлено высокой плотностью населения и нехваткой земель для их размещения. Там имеются серьезные проблемы с подключением ВЭС к сетям. Многие готовые к эксплуатации ветряные установки простаивают в море из-за проблем с подключением к магистральным электросетям. Дело в том, что в данном случае требуется прокладка подводных магистральных кабелей для доставки производимой электроэнергии на сушу и создания аккумулирующих мощностей для ее хранения. Поэтому существует мнение (например, в Германии), что государство должно приложить усилия для стимулирования этой отрасли и взять на себя ряд финансовых рисков.

В этом плане может оказать существенную помощь развитие ветроэнергетики воздушного базирования. В прошлом году прошла уже третья конференция консорциума предприятий, развивающих эту технологию. В него входит семь ведущих в этой сфере компаний из США, Канады, Голландии, Италии и Германии. На сегодня известны три типа ветровых турбин воздушного базирования: воздушные змеи (кайты), аэростаты и непосредственно турбины воздушного базирования. Но для их развития также существуют ограничения, связанные с воздушным транспортом.

Всегда считалось, что самым большим недостатком ВЭС является сам ветер, поскольку он дует нерегулярно и с непредсказуемой силой. Поэтому требовалось 100‑процентное резервирование мощностей ВЭС за счет тех же тепловых станций, работающих на углеводородном топливе. Другим путем является страховка для потребителей на случай недопоставки электроэнергии. Но это удорожает развитие ВЭС. В настоящее время эта проблема постепенно разрешается за счет создания объединенных энергосистем, что позволяет в кратчайшие сроки производить переброску электроэнергии из одного часового пояса в другой.