Что ждет альтернативную энергетику?

Прошлый, 2008 год оказался исключительно богат на события в сфере альтернативной, не связанной с использованием углеводородного сырья, энергетики. Резкий скачок цен на нефть в конце 2007 — первой половине 2008 года заставил страны — потребители углеводородных ресурсов серьезнее отнестись к необходимости перевода своих энергетических систем на возобновляемые источники энергии. Кроме того, исследования климатологов всё с большей достоверностью стали свидетельствовать о том, что глобальное потепление, как говорит один из героев фильма «Симпсоны», требует дальнейших исследований, но, к сожалению, стало слишком очевидным фактом: второй год подряд открылся Северо-Западный проход — свободный ото льда морской путь из Атлантики в Тихий океан вдоль северного побережья Канады, который когда-то искали герои Жюля Верна. Не менее очевидным фактом стал и вклад человека в изменения климата: последние исследования ископаемых льдов показали, что концентрация углекислого газа в атмосфере в настоящее время достигла пика за последние 800 тыс. лет.

С учетом этих проблем обращение к альтернативной энергетике выглядит вполне логично: даже притом, что сейчас энергия, полученная из возобновляемых источников, в 2—5 раз дороже полученной за счет сжигания углеводородов, перспектива иметь планету, нагревающуюся и в политическом, и в физическом смысле, наконец подтолкнула политиков, прежде всего в ЕС, к серьезным решениям. А на выборах в США вообще победил кандидат, который пообещал за счет объемных вливаний в «зеленую» экономику ликвидировать безработицу и вывести страну из экономического кризиса.

На недавнем выступлении перед американскими студентами Барак Обама еще раз подтвердил свою решимость: «Чтобы наконец зажечь искру и создать экономику чистой энергии, мы удвоим производство альтернативной энергии в следующие три года. Мы модернизируем больше 75% федеральных зданий и повысим энергоэффективность 2 млн американских домов, сократив на миллиарды долларов расходы на оплату электроэнергии. И в процессе этого мы дадим американцам новые рабочие места на фабриках по производству солнечных панелей, ветряных двигателей и энергосберегающих автомобилей, энергетической реконструкции зданий… а еще получим более чистую планету».

Из планируемых будущей администрацией Обамы дополнительных расходов на вытягивание американской экономики из кризиса в размере нескольких сот миллиардов вложения частных инвесторов выглядят более скромно, но и 6 млрд долларов, вложенных в альтернативную энергетику за первые три квартала 2008 года, — сумма немалая. Кризис не лучшее время для развития новых технологий, однако решение Обамы не выглядит большим парадоксом, если на основе этих технологий вырастет действительно новая экономика.

А сами технологии в прошлом году не подкачали, продемонстрировав ряд серьезных прорывов, обещающих дать новые эффективные и более дешевые способы производства и хранения энергии, полученной из альтернативных источников.

Журнал Wired, подводя итоги развития «зеленых» энергетических технологий в 2008 году, составил их горячую десятку. Коротко расскажем о тех из них, чье значение выходит за пределы одних только США.

Первым номером, как ни странно, идет новая технология производства цемента, продемонстрированная компанией Calera. Но ничего удивительного: производство цемента требует очень большого количества тепла, как правило, получаемого за счет сжигания топлива, а также приводит к выделению значительного количества углекислого газа (примерно тонна газа на тонну цемента). Каталитическая технология, разработанная в Calera, не только значительно снижает потребление тепла, но и предполагает использование самого углекислого газа в качестве материала для производства. Одна тонна нового цемента способна «поглотить» полтонны углекислого газа. Учитывая, что мировые объемы производства цемента исчисляются миллиардами тонн, одно только внедрение новой технологии позволит значительно сократить нагрузку на климат.

На второе место обозреватели Wired поставили проект Шая Агасси Project Better Place, предполагающий развертывание инфраструктуры станций по зарядке и замене аккумуляторов для электромобилей. Первый такой проект в прошлом году начал внедряться в Израиле.

Имеющаяся технология батарей не позволяет им проехать более 100—150 км, поэтому сеть таких станций может стать эквивалентом заправочных станций для обычных автомобилей. Кажется, технологический прогресс делает иронический поворот: в начале ХХ века примерно треть автомобилей были электрическими, их убило массовое производство машин с двигателями внутреннего сгорания.

Относительная дороговизна электрической энергии, вырабатываемой солнечными батареями, во многом связана с масштабом. Чем больше будет строиться «солнечных плантаций», тем дешевле будет производство самих солнечных панелей и производимого ими электричества. В 2008 году компания Nanosolar (третье место в горячей десятке) начала производство солнечных панелей на пластиковой основе. Первый завод, получивший полумиллиардные инвестиции от венчурных фондов, будет способен выпускать в год солнечных панелей общей генерирующей мощностью около 1 ГВт, что вполне сопоставимо с мощностями крупных теплоэлектростанций. А самое главное — это производство вполне масштабируемо: будет спрос, будут построены новые производственные линии.

На пятом месте — начало строительства экспериментальных электростанций на основе другой технологии получения электричества из солнечного света — термальной. Это более старая — в сравнении с фотоэлектронной — технология получения электричества, использующая отражающие солнечный свет зеркала для получения горячего пара, который вращает турбины совершенно так же, как это происходит на традиционных угольных ТЭЦ. Экспериментальные электростанции уже запущены в Израиле и Испании и строятся в США.

Седьмое место в десятке (пропустим высоко оцененные усилия техасского нефтяного магната Пикенса по строительству энергосети, которая будет доставлять электроэнергию с офшорных ветряных плантаций) занимает открытие химиком Даниэлем Носерой из Массачусетского технологического института электрокаталитической реакции, которая позволит резко сократить стоимость разложения воды на водород и кислород. Речь не идет о прорыве в сфере водородной энергетики. При промышленном внедрении технологии Носеры будет решена другая проблема — эффективного локального хранения энергии, полученной из возобновляемых источников. Энергия, полученная солнечными панелями, может быть использована для электрокатализа воды, а затем с достаточно высоким для эффективного хранения КПД получена снова в обычном топливном элементе, уже широко используемом в промышленности.

Наряду с технологическими прорывами обозреватель Wired по праву отмечает два важных политических решения, которые были приняты в США в прошлом году. И их значение выходит далеко за пределы Штатов. Первое — это включение в так называемый план Полсона масштабных налоговых льгот для покупателей энергосберегающего оборудования, а также генерирующих мощностей и их производителей. Эти решения уже становятся образцом для политиков и экономистов стран Евросоюза, вырабатывающих общую энергетическую политику ЕС, актуальность которой стала еще более очевидна в ходе украинского газового кризиса.

Второе решение было принято Бараком Обамой, назначившим на пост руководителя министерства энергетики нобелевского лауреата по физике и специалиста по альтернативной энергетике Стивена Чу. Это значит, что слова, которые политики обычно бросают своим избирателям в надежде получить их голоса, имеют шансы воплотиться в практику американского государства, и можно надеяться, что у «зеленой экономики», во всяком случае в США, есть реальное будущее.

В свое время, после нефтяного шока первой половины 1970-х годов, альтернативная энергетика уже пыталась нарастить мускулы. Президент США Джимми Картер даже велел построить солнечные батареи на крыше Белого дома. Но с падением цен на нефть также упал и интерес к альтернативной энергетике. Пришедший на смену Картеру Рональд Рейган считал, что выводить страну из экономического кризиса нужно другими средствами, — и солнечные панели с Белого дома убрали. Судя по всему, они теперь опять туда вернутся. Вместе с внятной политической волей и новыми технологиями у мировой экономики в 2009 году действительно есть шанс не только выбраться из кризиса, но и сделать чище планету.

Владимир Харитонов