Переход к возобновляемым источникам энергии терпит неудачу

Возобновляемые источники энергии не заменяют ископаемое топливо — они дополняют его.

Несмотря на все инвестиции в возобновляемые источники энергии и их установку, фактические глобальные выбросы парниковых газов продолжают расти. Во многом это связано с экономическим ростом: в то время как в последние годы объёмы возобновляемой энергии увеличились, мировое потребление энергии выросло ещё больше, а разница покрывается за счёт ископаемого топлива. 

Чем больше растёт мировая экономика, тем сложнее возобновляемым источникам энергии переломить ситуацию, фактически заменив энергию, получаемую из ископаемого топлива, а не просто увеличив её объёмы.

Идея добровольного сдерживания экономического роста с целью минимизации последствий изменения климата и облегчения перехода на альтернативные виды топлива является политической анафемой не только в богатых странах, жители которых привыкли потреблять в необычайно больших объёмах, но и в ещё более бедных странах, которым обещали возможность «развиваться».

В конце концов, именно богатые страны несут ответственность за подавляющее большинство выбросов в прошлом (которые в настоящее время приводят к изменению климата); более того, эти страны разбогатели во многом благодаря промышленной деятельности, побочным продуктом которой были выбросы углекислого газа. 

Теперь беднейшие страны мира испытывают на себе основные последствия изменения климата, вызванного самыми богатыми странами мира. Нельзя ни поддерживать, ни оправдывать эксплуатацию земли, ресурсов и рабочей силы в менее развитых странах, а также исторически эксплуатируемых сообществ в богатых странах, чтобы сохранить образ жизни и ожидания дальнейшего роста богатого меньшинства.

С точки зрения людей, живущих в менее развитых странах, желание потреблять больше кажется естественным и справедливым. Но это приводит к более быстрому глобальному экономическому росту и усложняет процесс замены ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии во всем мире. Китай является примером этой дилеммы: за последние три десятилетия самая густонаселенная страна в мире вывела сотни миллионов своих граждан из нищеты, но при этом стала крупнейшим в мире производителем и потребителем угля.

Дилемма с материалами

Ещё одной серьёзной проблемой, препятствующей переходу общества от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии, является растущая потребность в минералах и металлах. Всемирный банк, Международное энергетическое агентство, МВФ и McKinsey and Company за последние пару лет опубликовали отчёты, в которых предупреждают об этой растущей проблеме. 

Огромные количества минералов и металлов потребуются не только для производства солнечных панелей и ветряных турбин, но и для аккумуляторов, электромобилей и нового промышленного оборудования, работающего на электричестве, а не на углеродном топливе.

Некоторые из этих материалов уже испытывают дефицит: по данным Всемирного экономического форума, средняя стоимость добычи меди за последние годы выросла более чем на 300 процентов, в то время как содержание меди в руде снизилось на 30 процентов.

Оптимистичные оценки проблемы нехватки материалов предполагают, что в мире достаточно запасов для единовременного создания всех необходимых новых устройств и инфраструктуры (при условии некоторых замен, например, литий для аккумуляторов в конечном итоге будет заменён более распространёнными элементами, такими как железо). Но что делать обществу, если первое поколение устройств и инфраструктуры устаревает и требует замены?

Экономика замкнутого цикла: мираж?

Отсюда и довольно внезапный и повсеместный интерес к созданию замкнутой экономики, в которой всё перерабатывается бесконечно. К сожалению, как обнаружил экономист Николас Георгеску-Роген в своей новаторской работе об энтропии, переработка всегда неполная и всегда требует затрат энергии. Материалы обычно изнашиваются в процессе использования, и часть материала теряется в процессе переработки.

Французский предварительный анализ энергетического перехода, предполагающий максимально возможную переработку, показал, что кризис с поставками материалов может быть отложен на три столетия. 

Но успеет ли экономика замкнутого цикла (сама по себе являющаяся далёкой целью) дать промышленной цивилизации эти дополнительные 300 лет? Или мы исчерпаем критически важные материалы уже в ближайшие несколько десятилетий, отчаянно пытаясь создать как можно больше устройств на возобновляемых источниках энергии в кратчайшие сроки?

Последний вариант кажется более вероятным, если пессимистичные оценки запасов окажутся точными. Саймон Мишо из Геологической службы Финляндии обнаружил, что «[г]лобальные запасы недостаточно велики, чтобы обеспечить достаточное количество металлов для создания возобновляемой промышленной системы, не использующей ископаемое топливо… 

Количество обнаруженных месторождений полезных ископаемых по многим металлам сокращается. Содержание полезных веществ в переработанной руде по многим промышленным металлам со временем снижается, что приводит к уменьшению выхода полезных ископаемых при переработке. Это приводит к увеличению энергопотребления при добыче полезных ископаемых на единицу металла».

Цены на сталь уже идут вверх, а дефицит лития может стать препятствием для быстрого роста производства аккумуляторов. Даже песка становится всё меньше: только определённые его сорта пригодны для изготовления бетона (который служит опорой для ветряных турбин) или кремния (который необходим для солнечных панелей).

 Ежегодно потребляется больше песка, чем любого другого материала, кроме воды, и некоторые учёные-климатологи назвали его ключевой проблемой устойчивого развития в этом столетии. Как и следовало ожидать, по мере истощения месторождений песок становится всё более взрывоопасным геополитическим фактором. 

Недавно Китай ввёл эмбарго на поставки песка на Тайвань с намерением подорвать способность Тайваня производить полупроводниковые устройства, такие как мобильные телефоны.

Чтобы снизить риск, уменьшите масштаб

В эпоху ископаемого топлива мировая экономика зависела от постоянно растущих объёмов добычи и сжигания угля, нефти и природного газа. Эпоха возобновляемых источников энергии (если она действительно наступит) будет основана на крупномасштабной добыче полезных ископаемых и металлов для производства панелей, турбин, аккумуляторов и другой инфраструктуры, которая будет нуждаться в периодической замене.

Эти две экономические эпохи сопряжены с разными рисками: режим использования ископаемого топлива был сопряжён с риском истощения и загрязнения (в частности, с загрязнением атмосферы углеродом, что привело к изменению климата); режим использования возобновляемых источников энергии также будет сопряжён с риском истощения (из-за добычи полезных ископаемых и металлов) и загрязнения (из-за утилизации старых панелей, турбин и аккумуляторов, а также из-за различных производственных процессов), но с меньшей уязвимостью к изменению климата. 

Единственный способ полностью снизить риски — существенно сократить масштабы использования энергии и материалов в обществе, но лишь немногие политики и организации, выступающие за защиту климата, рассматривают такую возможность.

Изменение климата затрудняет борьбу с изменением климата

Какими бы пугающими они ни были, финансовые, политические и материальные проблемы, связанные с переходом на возобновляемые источники энергии, не исчерпывают список потенциальных препятствий. Само изменение климата также препятствует переходу на возобновляемые источники энергии, который, конечно же, осуществляется для предотвращения изменения климата.

Летом 2022 года в Китае произошла самая сильная за последние шесть десятилетий жара. Она затронула обширный регион, от центральной провинции Сычуань до прибрежной провинции Цзянсу, где температура часто превышала 40 градусов по Цельсию, или 104 градуса по Фаренгейту, и достигла рекордных 113 градусов в Чунцине 18 августа. 

В то же время вызванный засухой энергетический кризис вынудил компанию Contemporary Amperex Technology Co., крупнейшего в мире производителя аккумуляторов, закрыть производственные предприятия в китайской провинции Сычуань. Поставки критически важных деталей для Tesla и Toyota были временно прекращены.

Тем временем в Германии разворачивалась не менее мрачная история: рекордная засуха привела к тому, что уровень воды в Рейне упал настолько, что это нанесло ущерб европейской торговле, остановило поставки дизельного топлива и угля и поставило под угрозу работу как гидроэлектростанций, так и атомных электростанций.

Исследование, опубликованное в феврале 2022 года в журнале Water , показало, что засухи (которые становятся всё более частыми и сильными из-за изменения климата) могут создать проблемы для гидроэнергетики США в Монтане, Неваде, Техасе, Аризоне, Калифорнии, Арканзасе и Оклахоме.

Тем временем французским атомным электростанциям, которые используют воду из реки Роны для охлаждения, пришлось неоднократно закрываться. Если реакторы выбрасывают слишком горячую воду вниз по течению, это приводит к гибели водных организмов. Поэтому жарким летом 2022 года компания Électricité de France (EDF) отключила реакторы не только на Роне, но и на второй крупной реке на юге — Гаронне. В целом летом 2022 года выработка атомной энергии во Франции сократилась почти на 50 процентов. Подобные отключения из-за засухи и жары происходили в 2018 и 2019 годах.

Сильные дожди и наводнения также могут представлять опасность как для гидро-, так и для атомной энергетики, которые в совокупности в настоящее время обеспечивают примерно в четыре раза больше низкоуглеродной электроэнергии в мире, чем ветровая и солнечная энергетика вместе взятые. В марте 2019 года сильное наводнение на юге и западе Африки, вызванное циклоном «Идай», повредило две крупные гидроэлектростанции в Малави, на несколько дней отключив электричество в некоторых районах страны.

Ветряные турбины и солнечные панели также зависят от погоды и поэтому также уязвимы к экстремальным погодным условиям. Холодные, пасмурные дни практически без ветра создают проблемы для регионов, сильно зависящих от возобновляемых источников энергии. Сильные штормы могут повредить солнечные панели, а высокие температуры снижают их эффективность. Ураганы и штормовые волны могут вывести из строя морские ветряные электростанции.

Переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии сопряжён с трудностями. Тем не менее, этот переход является важной временной стратегией, позволяющей поддерживать работу электросетей, по крайней мере в минимальном объёме, поскольку цивилизация неизбежно отказывается от истощающихся запасов нефти и газа. 

Мир стал настолько зависим от электроэнергии для связи, финансирования и сохранения технических, научных и культурных знаний, что, если бы электросети отключились навсегда и в ближайшее время, вероятно, погибли бы миллиарды людей, а выжившие оказались бы в культурной изоляции. 

По сути, нам нужны возобновляемые источники энергии для контролируемой «мягкой посадки». Но суровая реальность такова, что на данный момент и в обозримом будущем энергетический переход идёт не очень хорошо и имеет плохие перспективы.

Нам нужен реалистичный план по монашескому сокращению потребления энергии, а не глупые мечты о вечном потребительском изобилии за счёт чего-то, кроме ископаемого топлива. В настоящее время политически обусловленное стремление к постоянному экономическому росту препятствует честному разговору и серьёзному планированию того, как жить хорошо, имея меньше.

###

«Земля | Еда | Жизнь» (EFL) исследует важнейшие и зачастую взаимосвязанные проблемы, связанные с климатом/окружающей средой, продуктами питания/сельским хозяйством и правами природы/животных, и призывает к действию. В частности, к тому, как ответственные граждане, избиратели и потребители могут помочь обществу встать на этичный путь устойчивого развития, уважающий права всех видов, для которых эта планета является домом. EFL подчёркивает, что всё взаимосвязано, поэтому каждое решение имеет значение.

Автор фото: AleSpa/Wikimedia Commons