Что не так с «зеленой» энергетикой

За последние пять лет мы наблюдаем сильно возросший интерес правительств, бизнеса, банков, компаний и университетов к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ). Официальные источники всякий раз называют предпосылкой этого декарбонизацию и уменьшение углеродного воздействия на окружающую среду. Однако направление развития промышленности диктуется по большей части интересами большого бизнеса, который тесно связан с политической сферой. В Европе взят твердый курс на энергонезависимость, в связи с чем серьезно вырос объем внедряемых альтернативных источников энергии. Но у этого тренда есть неоче­видная обратная сторона, которая в обозримом будущем может привести к неприятным последствиям.

Условно безвредно
Климатический аспект развития возобновляемой энергетики связан с минимальными выбросами углекислого газа или вовсе с их отсутствием при работе солнечных, ветряных, атомных, приливно-отливных и других видов энергостанций на возобновляемых и неисчерпаемых ресурсах. И правда: в таком случае энергия вырабатывается без сжигания ископаемого углеродо- и водородосодержащего сырья и, как следствие, без выделения парниковых газов и других загрязняющих и токсичных веществ в атмосферу. Однако ситуация сразу перестает быть такой простой, как только мы берем во внимание полный жизненный цикл выработки энергии – от подготовительных стадий до побочных эффектов в процессе производства. Для получения энергии необходимы изготовление и установка энергетического оборудования, создание инфраструктуры и обеспечение условий для его работы, подготовка сырья, утилизация отработанного материала и оборудования по истечении срока службы. Это требует работы металлургических, машиностроительных, сельскохозяйственных и других предприятий, использования энергии из ископаемых источников и означает уже ненулевую эмиссию. Учет воздействия на окружающую среду на всех стадиях производства «чистой» энергии показывает, что переход к возобновляемой энергетике не всегда ведет к снижению загрязнения окружающей среды, в том числе к снижению эмиссии CO2 и других парниковых газов.
Конечно, у энергии, которая производится из возобновляемых или неисчерпаемых источников, совершенно иной эффект влияния на экологическую обстановку. Однако стоит более глубоко рассмотреть такие основные факторы, как:
– влияние на окружающую среду при производстве ВИЭ;
– воздействие на окружающую среду при установке и эксплуатации ВИЭ;
– последствия для окружающей среды при утилизации ВИЭ: тема, которая и затронута в данной статье.

Наигранный оптимизм
Когда речь идет о ВИЭ, СМИ предпочитают не затрагивать такую острую тему, как утилизация отходов. Большая часть материалов о солнечной и ветровой энергетике носит позитивный характер, при этом основное внимание обращается на снижение затрат и повышение эффективности, а также планы правительств по значительному наращиванию установленных мощностей. Однако обыкновенно мы обращаем внимание лишь на верхушку айсберга и не видим его скрытую часть, где и таятся проблемы, которые лишь ждут своего часа. Так, уже сейчас перед Европой в полный рост встали проблемы утилизации отходов. О некоторых, самых очевидных из них, а также о попытках найти выход из складывающейся ситуации следует рассказать более подробно.
Солнечные ­электростанции (СЭС)
Основной минус ­солнечных электростанций – необходимость утилизации отработанных элементов. Научные исследования показали, что к 2050 году только в США накопится свыше 10 млн тонн выработавших свои сроки солнечных панелей, что равносильно весу трех десятков 102-этажных небоскребов. Пока что самый распространенный и дешевый способ утилизировать их – это закопать отработанные панели в землю.
В 2016 году Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) составило модель, следуя которой, необходимо как можно скорее начать вносить серьезные коррективы в механизм утилизации солнечных панелей, так как сложившая в мире ситуация может привести к образованию до 78 млн тонн отходов. Однако в документе формулировка проблемы была описана размыто и неясно, вследствие чего выход из ситуации пока не найден.
Ветровые ­электростанции (ВЭС)
По некоторым расчетам, к 2050 году в мире будут утилизированы порядка 200 тыс. лопастей для ВЭС, которые сегодня в основном просто зарываются в землю. Но уже имеются технологии, которые предлагают использовать при изготовлении современных лопастей. Решение проблемы на себя взяла компания Siemens – одна из крупнейших в мире по созданию ветрогенераторов. Ее специалисты представили перерабатываемые лопасти, которые относительно без труда распадаются на составляющие простые вещества.
Технология предполагает растворение соединяющей смолы в слабокислых растворах. При производстве лопасти смола преобразовывает стеклоткань и другие полимеры, а также деревянные и металлические элементы конструкции лопасти в единое изделие. Такая лопасть устойчива к соленой воде, что обеспечивает длительную работу ветрогенераторов на морском побережье.
В процессе утилизации лопасть опускается в специальный раствор и делится на первичные материалы – за исключением смолы, которая растворяется. Полученные таким образом материалы можно снова использовать в производстве. По новой технологии уже произведена первая партия 81-метровых лопастей Recyclable Blade, заключено несколько контрактов на их использование. Перерабатываемые лопасти будут установлены на ветрогенераторы электростанции Kaskasi в Германии, на прибрежные генераторы проектов французской EDF Renewables и немецкой WPD.
Атомные электростанции (АЭС)
Бесспорно, энергия АЭС – одна из наиболее востребованных во всем мире. При работе таких станций почти не требуется обширного добывающего производства, практически отсутствуют вредные и токсичные выбросы в окружающую среду и не происходит сжигания ценного кислорода. Тем не менее остается самая большая проблема: через 20–25 лет эксплуатации топливо нужно утилизировать вместе с конструкциями работающего реактора, которые были подвержены радиоактивному воздействию. Вся опасность кроется в том, что места этих захоронений еще продолжительное время будут оставаться непригодными для эксплуатации любого рода. Также существует риск аварии, который может привести к локальной экологической катастрофе, а впоследствии и глобальной.
Однако проблема загрязнения окружающей среды при утилизации отработанного топлива АЭС частично подлежит решению. Например, если АЭС будут производить меньше ядерных отходов: для этого необходимо создание реакторов меньшего размера, которые будут обслуживать отдельные заводы или районы. Также среди ученых существует мнение, что захоронение ядерных отходов на севере значительно снизит нагрузку на те территории, что более востребованы на данный момент, а в условиях вечной мерзлоты радиоактивные элементы не будут потенциально опасными ни для человека, ни для окружающей среды.

В поисках баланса
Развивая возобновляемые источники энергии и расширяя их территориальное и целевое использование, мы создаем на территории нашей страны сразу две новые высокотехнологичные отрасли: производство оборудования и машиностроение для возобновляемой энергетики, а также строительство и эксплуатация подобных объектов. Это несомненный плюс. Фундаментальная же проблема состоит в том, что развитие энергетики на ВИЭ требует дополнительного использования невозобновляемых ресурсов: сырья для удобрений в случае с биоэнергетикой, металла для оборудования и строительных конструкций, природного газа для производства водородного топлива, энергии из ископаемых источников для работы самих производств и т.п. Соответственно, наращивание производства энергии за счет ВИЭ будет требовать и роста потребления невозобновляемых ресурсов. Обстоятельства, при которых можно будет говорить о безоговорочном успехе и полной реализации возобновляемой энергетики как глобального проекта – это создание полных производственных циклов, где производство энергии будет основано на обеспечении теми же возобновляемыми источниками.

Что в итоге
Полный переход на возобновляемые источники энергии в ближайшем будущем не представляется полностью целесообразным с точки зрения экологов, а также экономически выгодным с точки зрения экономистов, так как это повлечет за собой серьезные проблемы – самой острой из них оказывается утилизация оборудования после истечения эксплуатационного срока. Но и полный отказ от ВИЭ также не имеет смысла: необходимо создавать новые гибридные энергосети, обеспечивать цикличные производства, где возобновляемые источники энергии смогут обеспечивать сами себя энергией и сырьем.
К счастью, на территории России имеется огромное количество действующих проектов по развитию процессов выработки, передачи и накопления энергии, которые уже сегодня можно включать в отечественные энергосистемы. Необходимо внимательно изучать каждый такой опыт и оказывать всестороннюю поддержку успешным проектам со стороны как государства, так и частного бизнеса. 

Анастасия Машина