Вопрос о «мягких» источниках энергии не простой. Их называют еще альтернативными, противопоставляя традиционным загрязняющим — углю, нефти, газу ( 37). Крупнейший советский физик академик П. П. Капица считал, что альтернативные источники в обозримом будущем не смогут серьезно потеснить традиционные энергоносители. Видимо, такая точка зрения справедлива, хотя важную роль при этом могут сыграть цены на нефть.
Во-первых, неверно говорить об абсолютной экологической чистоте альтернативных источников. Например, для сооружения СЭС (станции на солнечной энергии) необходимо большое количество зеркал, металла и других материалов, и если включить «экологические затраты» на их производство, картина будет иной. Во-вторых, следует учитывать затраты, неизбежные при отчуждении земель под строительство станций этих типов (табл. 13).
Площади отчужденных земель (в среднем), необходимые для производства 1 МВт электроэнергии в год на электростанциях разного типа
Тип станций Площадь, м2
АЭС 630
ТЭС
на жидком топливе 870
на природном газе 1500
на угле 2400
Солнечные электростанции 100000
ГЭС 265000
Ветроэнергетические станции 1700000
Втретьих, и это самое важное,— себестоимость энергии на альтернативных станциях остается крайне высокой, однако для разных видов станций разрыв очень разнится.
Ветровая энергия ближе других альтернативных видов подошла к порогу рентабельности. Штат Калифорния уже стал крупнейшим в мире районом развития ветровой энергетики. За ним следует западное побережье Ютландского полуострова, где ФРГ и Дания создали свои «ветровые парки». В 1995 г. мощность подобных станций в Северной Америке достигла 1000—1600 МВт, в Западной Европе — 1000—1500 МВт. Заметную долю ВЭС достигнут к 2000 г. в Дании — до 10%. Общее число таких установок в мире составляет 20 тысяч, причем энергия ветра в этих районах становится почти конкурентоспособной (1 кВт'Ч обходится в 6—8 центов). Дания — один из пионеров ветровой энергетики — превратилась в крупнейшего экспортера турбин средней мощности и продает их в ту же Калифорнию. Индия во второй половине 90х годов планирует довести этот сектор до 5 млн кВт. Обширный план создания ветровых станций принят и в КНР. Однако для замены атомного реактора тепловой мощности в 1 млн кВт крупнейшими по сегодняшним понятиям ветроустановками (мощностью в 100 кВт) их потребуется 10 тысяч, что не очень равноценно, так как ветер дует отнюдь не круглый год даже в наиболее «продуваемых» районах.
В ведущих странах мира все более пристальное внимание привлекает гелиоэнергетика. Мировой рекорд эффективности солнечных батарей был достигнут сначала в Стэндфордском университете США (Калифорния), где 28,5% солнечной энергии, падающей на батарею, превращалось в электрическую. Позже этот рекорд на 2% был перекрыт учеными из ПалоАльто (в «Кремниевой долине» — крупнейшем научнопроизводственном комплексе мира).
Самые крупные СЭС построены тоже в Калифорнии, их типовая мощность невелика (30 тыс. кВт), а технология проста — системы вогнутых солнечных рефлекторов, нагревающихся до 100—400 "С. Одна такая станция способна снабжать энергией до 10 тыс. американских домов. В пустыне Мохава, где находится тренировочный центр авиакосмической промышленности США, работает СЭС мощностью 355 МВт, т. е. примерно такой же, как средняя станция на угле или мазуте.
Если в 1970 г. стоимость 1 кВт«ч на СЭС была невероятно высокой и абсолютно неконкурентоспособной — 60 долл., то в 1980 г. она снизилась до 1 долл., а в 1990 г.— до 30 центов, однако и сейчас превышает стоимость энергии на газовой станции в 5 раз.
Однако в целом развитие гелиоэнергетики в мире идет медленно, в основном из-за высокой стоимости солнечных элементов.
Геотермальная энергия по времени использования — наиболее старый источник альтернативной энергии. В 1994 г. в мире работало 330 блоков таких станций и здесь доминировали США (168 блоков на «месторождениях» Гейзере в долине гейзеров, Империал Вэлли и др.). Второе место занимала Италия, но в последние годы ее обогнали КНР и Мексика. Самая большая доля используемой геотермальной энергии приходится на страны Латинской Америки, но и она составляет немного более 1%.
В России перспективными в этом смысле районами являются Камчатка и Курильские острова. С 60х годов на Камчатке успешно работает полностью автоматизированная Паужетская ГеоТЭС мощностью 11 МВт, на Курилах — станция на о. Кунашир. Такие станции могут быть конкурентоспособны лишь в районах с высокой отпускной ценой на электроэнергию, а на Камчатке и Курилах она очень высока в силу дальности перевозок топлива и отсутствия железных дорог.
Приливные станции — самые дорогие сооружения и пока это только потенциальный источник энергии. Районами их сооружения могут стать заливы и устья рек с очень высоким уровнем приливов. В заливе Фанди (Канада) он достигает 16,2 м, в устье р. Северн (Великобритания) — 14,5 м, в порту Гранвиль (Франция) — 14,7 м.
Во Франции работает крупная ПЭС на р. Ране мощностью 240 МВт, 25летний опыт ее эксплуатации показал абсолютную экологическую чистоту таких сооружений: залив СеМало превратился в спокойное озеро, стал местом отдыха и туризма, плотина ПЭС имеет рыбоход и не влияет на миграцию рыб. В России с 1968 г. действует Кислогубская ПЭС, установленная мощность ее ничтожна — 0,7 МВт. Потенциальных районов для строительства крупных ПЭС в стране несколько: Мезенская губа, Тугурский залив Охотского моря. Первая могла бы иметь мощность 15000 МВт, вторая — 10300. Однако капитальные затраты на сооружение гигантских плотин большой протяженности и трудности сооружения ПЭС в котловане с перемычками настолько велики, что в сегодняшних условиях эти проекты абсолютно нереальны.
Энергоноситель «биомасса» только условно можно назвать возобновляемым и альтернативным, ибо для созревания урожая (допустим, сахарного тростника) требуется один сезон, а для «скороспелых» видов деревьев (как делается на вырубленных «площадках» в Амазонии) — несколько лет. К тому же биомасса при ее сохранении тоже загрязняет атмосферу.