Ветроэнергетика не экологична и совсем не делает мир лучше — обозреватель Spectator

Энергия ветра: как она производится

Люди издавна умели использовать ветер в своих интересах. Считается, что первые парусные корабли появились в Египте, около 7 тыс. лет назад. А первые ветряные мельницы — в IX веке, на территории между современным Афганистаном и Ираном. И лишь в 1891 году в Дании был изобретен ветрогенератор.

Работа ветряной электростанции происходит следующим образом.

• Ветрогенератор — устройство с лопастями, которые вращаются из-за потока ветра. Кинетическая энергия воздушного потока преобразуется в механическую энергию лопастей, которые соединены с электрогенератором.
• Основные части генератора — ротор (движущаяся) и статор (неподвижная). Вокруг ротора и статора намотаны провода, внутри которых есть свободные электроны, переносящие электрический заряд.
• Генератор обладает магнитным полем, и когда ротор (то есть подвижная часть) вращается, параметры поля меняются.
• Это переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле, которое заставляет свободные электроны в оплетке двигаться. Электрическая энергия поступает из генератора в ЛЭП, а затем и в наши дома.

В современном виде ветряная энергетика сформировалась лишь в 1980-е годы, и с тех пор бурно развивается. По итогам 1 пол. 2024 года в России было 26 ветровых электростанций (ВЭС).

Ветроэнергетика: плюсы и минусы

Сегодня энергия ветра считается альтернативой традиционной энергетике, то есть тепло-, гидро- и атомным электростанциям. Какими плюсами обладают ветряные источники электрической энергии?

Преимущества ветряной энергии

1. В отличие от ископаемого топлива, ветер — вечный или возобновляемый ресурс, который невозможно исчерпать. Он дует постоянно и в любой точке мира.
2. Ветер не создает выбросы и не загрязняет окружающую среду.
3. Низкие операционные расходы. Достаточно поставить ветроэнергетическую установку (ВЭУ или ветряк), и она будет производить энергию практически бесплатно, не требуя затрат на топливо.
4. Ветряки не занимают много места, и примыкающую к ним территорию можно использовать.
5. Низкие потери при передаче энергии, поскольку ветрогенераторы можно разместить близко к населенным пунктам.
6. ВЭУ можно установить в разных регионах, снижая их зависимость от крупных энергосистем.

Почему же энергия ветра остается альтернативным, а не основным источником электричества?

Недостатки ветряной энергии

1. Высокие затраты на установку ВЭУ.
2. Зависимость от погодных условий. Если ветра нет, нет и электричества.
3. Воздействие на окружающую среду. Прокладка ЛЭП может нанести ущерб экосистеме, установки становятся препятствием для птиц и летучих мышей.
4. Ветряки создают шум, который может доставлять дискомфорт людям.
5. Ветрофермы создают визуальный шум и мешают наслаждаться видами природы.
6. Низкая эффективность. Современные ВЭУ работают в среднем только на 35% мощности.

«Ветряные электростанции фактически не приносят человечеству энергии»

Альтернативная энергетика привлекает внимание, а изображения ветряков часто используют, чтобы показать технологичность и приверженность экоповестке.

Поэтому, писал, Мэтт Ридли, и складывается ложное впечатление о большом вкладе ветроэнергетики. На 2014 год она покрыла 0,46% глобального потребления энергии — «то есть, если брать ближайшее целое число, то энергии, получаемой из ветра, на Земле фактически не существует».

А как обстоит ситуация спустя несколько лет? В 2022 году доля ветра в общем объеме произведенной энергии составила 7,3%. А в некоторых странах значительную часть потребностей в электроэнергии покрывает именно ветер. В Дании это 57,9%, в Ирландии — 33%, в Испании и Португалии — 25,9% и 25,6% соответственно. По прогнозам, к концу десятилетия ветер займет второе место среди возобновляемых источников, уступая только энергии солнца.

Следующий среди минусов, которыми славится ветряная энергия — огромные территории, которые нужны для размещения ветряков. Средняя ветроферма занимает площадь около 20 га, поэтому, писал Ридли, пришлось бы застроить ими участок, равный по площади территории России. «И это только для того, чтобы покрыть новую потребность».

Читайте по теме:

Курс на экологичность: тенденции рынка альтернативной энергетики

Что делать в EnergyTech: перспективные отрасли на российском рынке

Впрочем, современная ветроэнергетика, похоже, справится и с этим препятствием. Все чаще ветряные источники энергии размещают на фермах и полях, совмещают с производством водорослей и мидий. В конце концов, конкуренция за сушу и водные пространства растет, а турбины, как показывают исследования, занимают намного меньше места, чем кажется, — всего 5%. Таким образом, недостатки технологии при ближайшем рассмотрении становятся ее преимуществами.

Упомянем и об экологическом факторе. В Европе и Северной Америке уже фиксируются случаи изменения миграционных маршрутов из-за ветропарков. Ветрофермы даже приводят к гибели птиц, однако главной причиной смертности пернатых все еще остаются домашние кошки.

Чуть менее часто катастрофой заканчивается контакт с ЛЭП или зданиями. А если сравнить ущерб от электростанций, использующих «грязное» ископаемое топливо, то при пересчете на 1 ГВт энергии ветряки окажутся в разы безопаснее для фауны.

Непостоянность ветра — одна из сложных проблем. Технически люди не могут повлиять на ветер, но зато научились накапливать электроэнергию с помощью специальных систем хранения. В последние годы растет популярность гигантских литий-ионных батарей, гидроаккумулирующих станций и других способов накопления энергии. Например, Tesla уже внедрила крупные аккумуляторные системы в Австралии, которые помогают балансировать энергоснабжение при перепадах силы ветра.

Перспективы развития ветроэнергетики

В декабре 2023 года представители почти 200 государств подтвердили коллективные обязательства в ходе Конференции ООН по вопросам климата, прошедшей в Дубае. Правительства многих стран признают: чтобы достичь цели по ограничению глобального потепления до 1,5℃, выбросы, связанные с энергетикой, должны стать нулевыми к 2050 году.

В соответствии с этим определяются цели, в том числе утроить объемы возобновляемой энергии к 2030 году. Если предположить, что это в равной степени коснется всех источников, глобальный объем ветряной энергии должен достичь около 3 ТВт к концу десятилетия. Насколько это вообще возможно?

Вот что говорит отчет Global Wind Report 2024 Глобального совета по ветроэнергетике:

• В 2023 году зафиксирован исторический рекорд по числу новых наземных ветроэнергетических установок — более 100 ГВт.
• Количество офшорных ветроэлектрических установок достигло 11 ГВт.
• Общая мощность ветроэнергетики в мире достигла символического рубежа в 1 ТВт.

Глобальный совет по ветроэнергетике прогнозирует, что при нынешних темпах мир достигнет объема 2 ТВт до 2030 года, но это не та цель, которая была поставлена ​​на COP28.

Среди препятствий можно назвать влияние инфляции по всему миру, рост стоимости капитала и хрупкость в цепочке поставок.

Китай поставил рекорд, введя в эксплуатацию более 69 ГВт новых наземных ветряков, и стал крупнейшим рынком в мире в 2023 году. За ним следуют США, Бразилия, Германия и Индия. В общей сложности на эти пять крупнейших рынков пришлось 82% новых установок.

Еще по теме:

7 необычных эко-стартапов, которые успешно работают

Новая высота: как воздушные змеи расширяют возможности ветроэнергетики

По данным Ассоциации развития возобновляемой энергетики, по итогам 2023 года мощность, которую генерируют ветряные электростанции в России, приросла на 2,5 ГВт. Совокупно ветряная/солнечная энергия обеспечивает чуть больше, чем три четверти всей мощности возобновляемой энергетики в стране. До 2030 года планируется ввести еще 3 ГВт. Ставку делают на сотрудничество с лидерами в этой области — Китаем и Индией.

Конечно, не стоит считать, будто все климатические проблемы решит ветроэнергетика. Развитие альтернативных источников — не панацея, но это все еще один из основных инструментов борьбы с изменением климата. Да, у неё есть экологические издержки, но они, как правило, ниже, чем у традиционных источников энергии, и сопоставимы с другими областями деятельности человека. Однако для того, чтобы ветроэнергетика действительно приносила пользу миру, важно учитывать её недостатки и находить решения, которые сделают эту технологию эффективнее и безвреднее.

Фото на обложке: Unsplash