Нефть XXI. Мифы и реальность альтернативной энергетики - [31]

Самые ветреные зоны России – Кольский полуостров, Обская губа и северная часть побережья Дальнего Востока, где среднегодовая скорость ветра равна 11–12 м/сек. Но даже при наличии благоприятных природных условий высокая стоимость и непостоянство производства энергии делают ветровые электростанции всего лишь вспомогательным источником энергии.

Ветроэнергетика, несмотря на формальную «чистоту» вырабатываемой энергии, на самом деле не лишена экологических и климатических проблем. Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков, как в Европе, это замедление может оказывать заметное влияние на локальные и даже глобальные климатические условия. В частности, снижение средней скорости ветров способно сделать климат региона намного более континентальным за счет того, что медленно движущиеся воздушные массы успевают сильнее нагреться летом и охлаждаться зимой. Отбор энергии ветра может способствовать изменению влажностного режима прилегающей территории. Впрочем, исследования в этой области только разворачиваются, и пока нет количественных оценок воздействия широкомасштабной ветровой энергетики на климат, хотя уже можно заключить, что оно не столь пренебрежимо мало, как полагали ранее.

Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании, ограничивают уровень шума от работающей ветровой энергетической установки величиной 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов – 300 м связано с низкочастотными колебаниями, передающимися через почву и вызывающими ощутимое дребезжание стекол в домах на расстоянии до 60 м от ветроустановок мегаваттного класса. Засилье ветряков в Европе уже начинает восприниматься как негативное явление. В 2005 году Министерство энергетики ФРГ, где работает 15 тысяч ветроэнергоустановок различной мощности, выпустило доклад, в которой признало энергию ветроэлектростанций слишком дорогой.

Разумеется, и у ветроэнергетики, и у солнечной энергетики есть свои области применения, где они с блеском выигрывают конкуренцию. Например, солнечные батареи и ветряки успешно используются в автономных источниках энергии в тех местах, где невозможно использовать энергию от других источников. Есть регионы, где количество солнечных дней позволяет оправдать строительство более или менее крупных солнечных электростанций. Ветровые установки могут быть с успехом применены в ненаселенных местах, где постоянно дует сильный ветер, например на острове Кергелен в Южном полушарии, который постоянно находится под воздействием антарктических штормов. Но строить на их основе базовую энергетику невозможно. В этом отношении они абсолютно проигрывают более надежным и мощным тепловым и атомным электростанциям, которые вырабатывают электроэнергию в базовом режиме, т. е. круглосуточно и круглогодично.

4.5.3. Биотопливо – возможен ли ренессанс?

Современная биомасса Земли в пересчете на сухое вещество составляет примерно 2 400 млрд т, т. е. на порядок превышает ее ежегодный прирост. При этом на биомассу океана приходится всего 3,2 млрд т, т. е. почти в 1000 раз меньше. Это связано с меньшей эффективностью фотосинтеза океана, так как эффективность использования энергии Солнца на площади океана равна 0,04 %, а на суше – 0,1 %. Однако удельная продуктивность океанических биоценозов настолько высока, что ничтожная по сравнению с сушей фитомасса океанов создает ежегодно чистую продукцию, сопоставимую с чистой продукцией суши. В океанах ежегодно образуется 55 млрд т растительной массы, что составляет почти треть общей биопродукции планеты. А суммарная масса живого вещества, произведенного на Земле за последний миллиард лет, превышает всю массу земной коры, что, конечно, не может не впечатлять, и вызывает энтузиазм у поклонников «зеленой энергетики». Биомасса на суше распределена очень неравномерно, ее объем возрастает от полюсов к экватору, причем более 99 % биомассы приходится на зеленые растения, а животные и микроорганизмы составляют менее 1 % (табл. XIII).

Таблица XIII. Распределение живого вещества на планете

Из потока излучения, падающего непосредственно на поверхность, около 40 % приходится на участки Земли, покрытые растениями, а также на водоемы с содержащейся в них растительностью. С учетом того, что растения способны поглощать лишь определенную часть солнечного спектра, а также потерь энергии радиации вследствие отражения и других причин и низкого КПД фотосинтеза, составляющего в среднем около 1 %, в продуктах фотосинтеза ежегодно запасается лишь незначительная часть падающей на поверхность Земли солнечной энергии. Кроме создания чистой продукции, живой покров суши использует захваченную им энергию Солнца для процесса дыхания, энергетические затраты на которое составляют около 30–40 % энергии, расходуемой на создание чистой продукции. Таким образом, биосфера использует на процессы жизнедеятельности лишь небольшую часть падающего на Землю потока солнечной радиации.

Но как мы отмечали, человечество уже потребляет в виде пищи, корма для животных и топлива более 10 % первичной продукции биосферы, в то время как сохранение равновесия биосферы требует, чтобы эта величина не превышала 1 %. При этом из-за эрозии почвы в результате интенсивного земледелия, горнопромышленных разработок, расширения селитебных зон, промышленного и гидротехнического строительства площадь пахотных земель, которая достигает почти 10 % поверхности суши, постоянно сокращается. А население нашей планеты, несмотря на все меры, предпринимаемые в развивающихся странах для стабилизации населения, уже превысило 7 млрд человек и продолжает ежегодно увеличиваться на 80 миллионов. То есть площадь пашни в расчете на одного жителя Земли, а следовательно, и душевое производство продовольствия, непрерывно сокращаются. И это в условиях, когда каждый седьмой человек в мире (т. е. ~1 млрд человек) страдает от хронического голода и недоедания, и только в Африке от голода каждый день умирает свыше 15 000 человек.