В ходе оценки перспектив дальнейшего развития альтернативной энергетики команда ученых из Университета Упсалы во главе с кандидатом Саймоном Дэвидсоном попытались определить, насколько «долгоиграющими», то есть устойчивыми в процессе применения окажутся «зеленые» виды энергии. Наиболее распространенными направлениями для перехода от невозобновляемых источников к возобновляемым сегодня являются ветряная и солнечная электроэнергетика, на которую «переключились» ведущие мировые державы — Европа и Соединенные Штаты Америки. Экстенсивное развитие плантаций из фотоэлектрических элементов и огромные фабрики ветряных турбин в ряде европейских государств позволило существенно нарастить объемы вырабатываемого с их помощью электричества, что, по расчетам ученых, должно привести к снижению суммарного количества наносимого окружающей среде ущерба. Угроза глобального потепления вследствие ежегодного сжигания миллиардов тонн различного топлива — нефтепродуктов, газа и их производных, — ключевая проблема современной энергетики, стремящейся ускорить процедуру «смещения акцентов» с нефти, газа и угля в сторону экологически чистых источников.
Однако обнародованные членами группы Дэвидсона результаты исследовательской работы демонстрируют серьезное отставание альтернативной энергетики в плане устойчивости к развитию по отношению к главным конкурентам — загрязняющим атмосферу планеты углеводородам. Целью работы являлось определение устойчивой тенденции к быстрому расширению возможностей возобновляемой энергии за счет применения ультрасовременных технологий, помогающих повысить коэффициент полезного действия при извлечении необходимых человечеству киловатт из находящихся в природе ресурсов — ветра, солнца и воды. Попытка ученых экстраполировать сегодняшние заслуги промышленных технологий по извлечению электричества «из воздуха» привела к неутешительным выводам — серьезно нарастить объемы получаемой с помощью ветряных станций и солнечных «плантаций» электроэнергии при одновременном снижении пагубных последствий для экологии в перспективе ближайших десятилетий не удастся. Виной тому применяемые при изготовлении солнечных и ветряных электростанций технологические решения, влекущие колоссальный ущерб для окружающей среды.
Чтобы это оценить, потребуется вспомнить о технологиях изготовления фотоэлектрических элементов, позволяющих преобразовывать поступающий в атмосферу планеты свет Солнца в электричество. Основу тонкопленочной батареи составляет кремний, в колоссальных объемах доступный в земной коре, однако при выращивании кремниевых структур необходимой формы и конфигурации используются очень «грязные» с экологической точки зрения методы обработки материалов. Объемы вредных выбросов и срок разложения применяемых при создании фотоэлементов компонентов способны повергнуть в шок любого эколога и приверженца теории массового отказа от сжигания любых видов углеводородного сырья. Если к этому добавить срок эксплуатации стандартной солнечной батареи, который в редких случаях превышает 15 лет, то на выходе получается не слишком радужная картина происходящего, рисующая неприятные перспективы промышленной электроэнергетики с «экологичным» уклоном. Буквально через десяток лет построенные в начале XX тысячелетия фабрики по производству электроэнергии из Солнца придется утилизировать, что потребует разработки соответствующих технологий и методик переработки «грязных» материалов.
Ситуация в ветряной энергетике отнюдь не лучше — количество редкоземельных элементов, повторное использование и переработка которых невозможны, в этом случае попросту «зашкаливает». Современные композитные материалы, заменившие более дорогие стальные и титановые компоненты, имеют практически бесконечный срок утилизации — их «растворение» в окружающей среде происходит за десятки и сотни столетий. Существует и другая проблема — эффективный период выработки достаточного количества электричества из отдельно взятой электростанции. Согласно официальным данным энергетиков из Европы, применяющих данную технологию на протяжении последнего десятилетия, рентабельность установленной на побережье Дании турбины ограничивается 12-летним сроком. При этом в процессе эксплуатации оборудования приходится ежегодно проводить технические работы по замене вышедших из строя компонентов, что автоматически сокращает эксплуатационный период. Дополнительные проблемы несет и расчетный «коэффициент нагрузки» турбины, то есть реальный объем получаемой энергии по отношению к идеальному, когда ветряная станция работает весь год в круглосуточном режиме без остановок. Полученные значения заставляют всерьез задуматься — если в первый год после установки турбина имеет коэффициент нагрузки в районе 24%, то по истечении 2-3 лет это значение падает до 11-12%.
Итог проведенного шведскими учеными из Упсальского Университета исследования — необходимость срочно приступать к разработке и проектированию по-настоящему устойчивых энергетических систем, что требует появления отвечающих такому же параметру устойчивости промышленных отраслей. Только в этом случае человек сможет производить в необходимом количестве технологии извлечения и переработки возобновляемых источников энергии в электрическую при одновременном достижении более длительного в сравнении с сегодняшним временного масштаба. Однако главной задачей остается поиск путей по повышению эффективности трансформации альтернативных источников энергии в нужную современной промышленности электрическую, что предполагает рост КПД до приемлемых величин. Если для ветра этот показатель едва достигает 15% при долговременной выработке, то у фотоэлектрических панелей лучшим считается КПД на уровне 10-11%.
Для сравнения — атомная энергетика, от которой подавляющая часть европейских держав отказалась ради сохранения экологии, позволяет вырабатывать электричество с КПД более 35%, при этом степень переработки ядерных отходов остается недостижимым для «конкурентов», и составляет 96%. Объясняется это возможностью повторного использования сгоревшего в реакторах топлива, чем активно пользуется российская атомная электроэнергетика в рамках стратегии перехода на реакторные установки на так называемых «быстрых нейтронах». В отличие от россиян, европейцам за счет постоянно наращивающей «аппетиты» промышленности приходится сжигать все больше и больше угля, газа и нефти в виде мазута и других разновидностей нефтепродуктов, а это вряд ли можно назвать «эффективным переходом к устойчивой альтернативной энергетике».

Источник: newvz.ru