Как избежать климатических катастроф?: План Б 4.0: спасение цивилизации - Лестер Браун

Быстрое распространение в последние годы нагревания воды и отопления за счет установленных на крышах систем, использующих солнечную энергию, вдохновило Европейскую федерацию промышленности тепловой энергии Солнца (ESTIF) поставить перед собой амбициозную задачу: к 2020 г. развернуть смонтированные на крышах накопители солнечного тепла на площади 500 млн кв. м, что будет равно 1 кв. м в расчете на каждого жителя Европы. Этот показатель лишь ненамного превысит 0,93 кв. м мощностей на одного человека, уже существующих ныне на Кипре, который является мировым лидером по использованию тепловой энергии солнечных лучей. Предполагается, что большинство новых установок будут системами типа Solar-Combi, которые спроектированы так, чтобы и нагревать воду, и обогревать помещения[433].

В Европе накопители солнечной тепловой энергии сосредоточены в Германии, Австрии и Греции, к которым постепенно присоединяются Франция и Испания. Появившееся в марте 2006 г. обязательство, требующее установки накопителей тепла на всех новых или реконструированных зданиях, подстегнуло соответствующую инициативу в Испании. Португалия быстро последовала примеру Испании, разработав собственный аналогичный мандат. По оценкам Европейской федерации промышленности тепловой энергии Солнца, Европейский союз обладает долгосрочным потенциалом для создания установок по нагреванию воды и обогреву помещений совокупной мощностью 1200 гигаватт. Этих мощностей может хватить для удовлетворения максимальных потребностей Европы в обогреве в течение холодного времени года[434].

В США производство устанавливаемых на крышах нагревателей воды, работающих за счет солнечной энергии, в прошлом было нишей рынка, обслуживающей бассейны. В период между 1995 и 2005 г. было продано 10 млн кв. м нагревателей воды для бассейнов. Впрочем, после введения в 2006 г. федеральных налоговых льгот, даже с такой небогатой историей отрасль сумела перестроиться на производство устройств нагревания воды и отопления помещений для массового рынка. В 2006 г. темпы развертывания таких систем в США увеличились втрое (лидерами стали Гавайи, Калифорния и Флорида), и с тех пор продолжают стремительно нарастать[435].

Итак, мы располагаем данными, необходимыми для построения глобальных прогнозов. Китай поставил задачу к 2020 г. построить работающие на тепле солнечных лучей нагреватели воды на площади 300 млн кв. м. Европейская федерация промышленности тепловой энергии Солнца ставит задачу к 2020 г. развернуть такие мощности на площади 500 млн кв. м. В США намерены развернуть такие мощности на площади 300 млн кв. м. Учитывая недавно введенные в действие налоговые стимулы, эти цели вполне достижимы. Япония, в которой монтируемые на крышах солнечные нагреватели воды в настоящее время развернуты на площади 7 млн кв. м и которая импортирует практически весь необходимый ей объем ископаемого топлива, легко может развернуть установку нагревателей воды на площади 80 млн кв. м[436].

Если Китай и Европейский союз достигнут своих целей, а Япония и США выполнят свои планы развертывания работающих на солнечной энергии нагревателей воды, в совокупности это составит 1180 млн кв. м устройств, обеспечивающих нагревание воды и отопление помещений. С учетом возможного развертывания таких мощностей в развивающихся странах помимо Китая, общая площадь, покрытая такими устройствами, в 2020 г. может превысить 1,5 млрд кв. м. К 2020 г. это даст миру 1100 гигаватт тепловой энергии, генерируемой с помощью Солнца, что эквивалентно мощности 690 тепловых станций, работающих на угле[437].

Прогнозируемое огромное расширение использования солнечной энергии для нагревания воды и обогрева помещений в промышленно развитых странах может приблизить мощности приспособлений для такого применения солнечного тепла к мощности существующих тепловых станций, работающих на угле, и сократить использование природного газа по мере вытеснения солнечными водонагревателями электрических и газовых водонагревателей. Впрочем, в странах, подобных Китаю и Индии, приборы для нагревания воды солнечным теплом просто сократят потребность в новых электростанциях, работающих на угле.

Использование солнечного тепла для нагревания воды и обогрева помещений в Европе и Китае крайне привлекательно с точки зрения экономики. В среднем в промышленно развитых странах такие системы окупают себя за счет сокращения потребления электроэнергии менее чем за 10 лет. Эти системы также предпочтительны с точки зрения энергетической безопасности и предотвращения изменений климата[438].

Поскольку стоимость монтируемых на крышах водонагревателей снижается (особенно в Китае), к Израилю, Испании и Португалии, вероятно, присоединятся многие другие страны, в которых установка на крышах новых зданий солнечных водонагревателей станет обязательной. Эти монтируемые на крышах устройства, ранее считавшиеся причудами или капризами чудаков, быстро становятся массовым явлением[439].

Таким образом, использование солнечной энергии расширяется по всем направлениям по мере роста общественной озабоченности изменениями климата, а также в связи с тревожной ситуацией в области энергетической безопасности, когда правительства материально стимулируют использование энергии Солнца в больших объемах. Издержки использования солнечной энергии снижаются, тогда как издержки сжигания ископаемого топлива растут. В 2009 г. вновь вводимые в эксплуатацию мощности, генерирующие энергию с помощью Солнца, могут впервые превысить мощности новых станций, работающих на угле[440].

ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ

Энергия, которая таится в шести верхних милях земной поверхности, в 50 000 раз превышает энергию, содержащуюся во всех мировых запасах нефти и газа, вместе взятых. Это — поразительная статистика, о которой знают очень немногие. Но несмотря на изобилие этой энергии, мощность всех мировых геотермальных электростанций составляет всего лишь 10 500 мегаватт энергии[441].

Отчасти из-за господства нефтяной, газовой и угольной промышленности, которые дают дешевое топливо, исключая из стоимости этого топлива такие составляющие, как затраты, связанные с изменением климата и загрязнением воздуха, в разработку геотермальных ресурсов вкладывается сравнительно мало средств. За последнее десятилетие использование геотермальной энергии увеличивалось менее чем на 3 % в год[442].

Половина из существующих в мире мощностей, генерирующих энергию на геотермальных источниках, находится в США и на Филиппинах. Мексика, Индонезия, Италия и Япония дают большую часть остального производства. Всего геотермальную энергию превращают в электричество примерно в 24 странах. Исландия, Филиппины и Сальвадор получают, соответственно, 27, 26 и 23 % всего производимого в них электричества за счет геотермальных электростанций[443].

Возможности геотермальной энергии огромны. С ее помощью можно обогревать жилища и обеспечивать необходимым теплом промышленное производство. Особенно богаты геотермальной энергией страны, расположенные на берегах Тихого океана по так называемому Огненному кольцу. В числе этих стран — Чили, Перу, Колумбия, Мексика, США, Канада, Россия, Китай, Япония, Филиппины, Индонезия и Австралия. Не обделены геотермальными источниками и страны, расположенные вдоль Великого Африканского разлома, такие как Кения и Эфиопия, а также страны Восточного Средиземноморья[444].

Помимо производства электроэнергии, примерно 100 000 мегаватт геотермальной энергии используется непосредственно, без преобразования в электричество — для обогрева жилищ и теплиц, а также для обеспечения теплом промышленных процессов. Примером подобного использования энергии могут служить горячие бани в Японии, отопление домов в Исландии и теплицы в России[445].

Собранная Массачусетским технологическим институтом междисциплинарная группа из 13 ученых и инженеров в 2006 г. оценила имеющийся у США потенциал производства электричества с помощью геотермальной энергии. Исходя из последних достижений технологий, в том числе применяемых нефтяными и газовыми компаниями технологий бурения и повышения извлечения нефти, эта группа пришла к следующему выводу. Усовершенствованные геотермальные системы можно использовать для интенсивного развития геотермальной энергии. Данная технология предусматривает глубокое бурение скважин до уровня нагретой породы, дробление породы и закачку воды в раздробленную породу с последующим подъемом перегретой воды на поверхность для приведения в действие турбин. Группа экспертов Массачусетского технологического института отмечает, что благодаря этой технологии США обладают запасами геотермальной энергии, перекрывающими энергетические потребности США в 2000 раз[446].