ВИЭ-энергетика ФРГ стала проблемой всей Европы

В настоящее время Германия покрывает более 35% своего ежегодного потребления электроэнергии посредством ветровых и солнечных электростанций. В стране работает более 30 тыс ветряных турбин общей установленной мощностью около 60 ГВт. Кроме того, a ФРГ насчитывается около 1,7 млн солнечных (фотоэлектрических) установок на 46 ГВт.

Выглядит очень впечатляюще. Однако, к сожалению, в большинстве случаев фактическое количество произведенной электроэнергии составляет лишь часть установленной мощности. Хуже того, в “плохие дни” генерация может упасть почти до нуля. Например, в 2016 году было 52 ночи, когда ветра практически не было, а солнечные батареи по понятным причинам энергии не давали.

В общем, даже учитывая “лучшие дни”, средняя выработка электроэнергии ветряными и солнечными энергетическими установками в Германии составляет всего около 17% от установленной мощности.

Очевидный урок: если вы хотите стабильного и безопасного электроснабжения, вам понадобятся резервные источники электроэнергии. Причем такие, которые можно активировать в более или менее небольшие сроки, чтобы быстро покрыть дефицит генерации из-за прекращения работы ветровых или солнечных электростанций.

Чем больше ветровой и солнечной энергии использует страна, тем больше резервных мощностей ей потребуется. В “плохие дни” эти источники должны обеспечивать до 100 процентов потребности страны в электроэнергии. А в “хорошие дни” резервные источники будут использоваться меньше или даже отключаться, то есть, простаивать. Не очень хорошая экономика.

Теоретически, идеальным резервным источником было бы хранение избыточного электричества, получаемого от ветротурбин и солнечных электростанций. И дальнейшее использование запасенной энергии в случае необходимости. К сожалению, электричество – сложный и дорогой товар для хранения.

В настоящее время самым эффективным из доступных решений является ГЭС замкнутого цикла. То есть, в период избытка энергии вода закачивается в верхний резервуар, а в период недостатка стекает обратно в нижний, вращая генераторы. Правда, при этом около 25% энергии теряется.

Естественно, что затраты на строительство и эксплуатацию таких насосных хранилищ увеличат реальные затраты на обеспечение электроэнергией. Кроме того, эти установки занимают большую площадь.

В исследовании, проведенном Министерством энергетики Баварии в 2014 году, говорится, что такие ГЭС являются экономически невыгодным решением. Гораздо лучше было бы использовать уже существующие ресурсы водохранилищ в Норвегии и Швеции. Там можно значительно расширить мощности насосных хранилищ и построить новые с гораздо меньшими затратами.

Однако это потребовало бы транспортировки электроэнергии на большие расстояния туда и обратно между Германией и этими странами. Следовательно, нужны дополнительные высоковольтные линии, за которые никто не хочет платить.

Сегодня, чтобы гарантировать стабильную базовую мощность Германия вынуждена полагаться на угольные и газовые ТЭС, немногочисленные оставшиеся АЭС, а также на импорт электроэнергии из других европейских стран. Большая ее часть поступает из Франции, где около 75% электроэнергии производится на атомных станциях, и из Швеции, где АЭС производят 40% электричества. В “плохие дни” Германия вряд ли могла обойтись без этих поставок.

А в “хорошие дни” Германия наводняет остальную Европу избыточной энергией от своих ветровых и солнечных установок, часто по демпинговым ценам. Таким образом, ФРГ превратила нестабильность своей ВИЭ-энергетики в общеевропейскую проблему.

Немецкое энергетическое агентство (DENA) опубликовало долгосрочный сценарий производства электроэнергии в Германии. Он основан на предположении, что к 2050 году на возобновляемые источники (ВИЭ) должно приходиться 80% общего потребления электроэнергии.

Среди прочего, DENA пришла к выводу, что для обеспечения стабильного электроснабжения Германии все равно потребуется поддерживать 61 ГВт традиционных мощностей “в резерве”. А системы хранения электроэнергии обеспечат только 9% резервной мощности.

При этом правительство ФРГ обязалось закрыть все АЭС в стране, а также поэтапно вывести из эксплуатации все угольные станции. В результате у ФРГ остается только два традиционных источника энергии – мазут и природный газ. Причем “голубое топливо”, конечно, предпочтительнее, поскольку выделяет при сгорании на 50% меньше CO2, чем мазут.

Большую часть времени резервные ТЭС будут выдавать минимум мощности и выбрасывать в атмосферу совсем немного углекислого газа. Это хорошо для окружающей среды, но не очень эффективный способ использования оборудования, инфраструктуры и рабочей силы. И, значит, непривлекательный для инвесторов.

Сохранение стабильности электросети Германии и одновременная интеграция десятков тысяч нестабильных источников энергии, распределенных по всей стране, является серьезной технической проблемой. Это означает реорганизацию большей части системы передачи и распределения электроэнергии, которая была разработана и построена для работы в совершенно другом режиме.

Нет сомнений в том, что попытка перехода к возобновляемым источникам в качестве основы энергетической системы ФРГ – план Energiewende – уже значительно снизила экономическую эффективность страны. Постоянно растущие цены на электроэнергию, а также налоги и сборы отражают истинные издержки политики правительства.

Причем в самой Германии растет, как ни странно, сопротивление реализации Energiewende со сторону экологических организаций и общественности. По их мнению, 30 тыс гигантских ветряных турбин представляют реальную опасность для окружающей среды.

Люди не хотят жить рядом с огромными ветряками из-за постоянного шума и, возможно, опасных инфразвуковых излучений. А, кроме того, на турбинах случаются аварии, от них отламываются лопасти, которые, упав на сельский дом, вполне могут его разрушить. И не забывайте о птицах, которые постоянно разбиваются о лопасти ветряков.

Правда, солнечная энергия столкнулась с гораздо меньшим сопротивлением, в значительной степени потому, что в стране было построено всего несколько крупных солнечных ферм. Большая часть нынешних мощностей – это батареи на крышах в частных домов.

Учитывая все вышесказанное, можно поставить простой вопрос: а есть ли смысл вообще отходить от проверенной модели электроснабжения? А если уж мы так хотим, чтобы электрогенерация не была источником выбросов CO2, то самым доступным решением проблемы является ядерная энергия.