Солнечные мифы и заблуждения

Аккумулятор FIAMM 12FGH36

В новой ежемесячной рубрике для журнала PV Международное общество солнечной энергии (ISES) развенчивает старые и новые городские легенды о солнечной энергии.

Продолжает распространяться ложная и недостоверная информация о солнечной энергии. Здесь мы развеиваем некоторые правдоподобные мифы:

• «Солнечная энергия обеспечивает лишь малую долю первичной энергии». Первичная энергия — это бессмысленный показатель. Что действительно важно, так это энергия конечного потребления. Солнечную электроэнергию можно использовать напрямую в большинстве случаев с высокой эффективностью. Однако при сжигании угля для получения электроэнергии или при сжигании нефти для работы автомобиля большая часть первичной энергии превращается в бесполезное тепло.
• «Солнечная энергетика требует огромных площадей». Для полной декарбонизации развитой экономики с использованием солнечной и ветровой энергии для обеспечения всех потребностей в энергии для транспорта, отопления и промышленности требуется 40–80 м² солнечных панелей на человека (в зависимости от широты и вклада ветровой энергии), что намного меньше площади, занимаемой сельским хозяйством или дорогами. Высокая эффективность фотоэлектрического преобразования является ключевым фактором как для снижения цен, так и для сокращения площади землепользования. С 1950-х годов эффективность выросла примерно в четыре раза. Некоторые люди путают площадь, занимаемую солнечной или ветряной электростанцией, с площадью, на которой из-за турбин и панелей невозможно заниматься сельским хозяйством. Эта площадь намного меньше.
• «Биомасса — лучшее решение, чем электромобили». Электромобили, работающие на солнечной энергии, требуют в 100 раз меньше земли, чем автомобили, работающие на этаноле, получаемом из сахарного тростника.
• «Отходы от солнечных батарей — серьёзная проблема». При сроке службы более 25 лет ежегодно выходит из строя всего несколько квадратных метров солнечных батарей на человека. Эти отходы от солнечных батарей, каждая из которых весит около 16 кг, составляют 10%, 1% и 0,1% соответственно от годовой массы человеческих экскрементов, других твёрдых отходов и предотвращённого выброса углекислого газа на душу населения.
• «В солнечных батареях используются токсичные металлы и критически важные минералы.» Большая часть солнечной панели состоит из стекла. Там есть небольшое количество пластиковой оболочки, кремния и проводящих металлов. Почти всё это можно переработать. Нет материалов, которые нельзя было бы заменить.
• «Для производства солнечных батарей требуется слишком много энергии». Срок окупаемости энергии, затраченной на производство, составляет около года, в то время как срок службы — 25–30 лет.
• «Вы не сможете обеспечить энергоснабжение с помощью солнечной и ветровой энергии; вам нужна базовая мощность». Многие страны стремятся на 90–100 % обеспечить себя электроэнергией за счёт непостоянных источников — солнечной и ветровой энергии. Например, Австралия — страна с развитой экономикой, расположенная в средних широтах (80 % населения мира живёт в странах «солнечного пояса»), которая не может распределять электроэнергию за пределами национальных границ. Только 7 % электроэнергии в стране вырабатывается за счёт гидроэлектроэнергии и биомассы, а ядерная и геотермальная энергия не используются. В 2030 году планируется получать 75 % электроэнергии из солнечных и ветряных источников, а в последующие годы — 95 %. Сеть отличается высокой стабильностью.
• «Солнечная и ветровая энергия нуждаются в резерве в виде угля и газа, когда не светит солнце и не дует ветер». Это совсем не так. Сочетание передачи энергии на большие расстояния (для сглаживания влияния местной погоды) и хранения энергии (в аккумуляторах и гидроаккумулирующих установках) может с лёгкостью заменить все виды ископаемого топлива.
• «Солнечные батареи на крыше стоят дорого». В Австралии не субсидируемая солнечная система на крыше «под ключ» стоит 700–1000 долларов США за киловатт. Бюрократические препятствия незначительны. Треть австралийских домов оснащена солнечными батареями на крыше, потому что они обеспечивают очень дешёвую электроэнергию. Их использование продолжает быстро расти как в Австралии, так и в других странах.
• «Если солнечная энергия дешёвая, то почему у меня такие высокие счета за электричество»? Розничная цена на электроэнергию намного выше оптовой. Она включает в себя высокие затраты на распределение и администрирование. Электрификация с использованием солнечной энергии обеспечивает самую дешёвую и надёжную внутреннюю энергосистему в истории. В полностью электрифицированном доме используются электрические плиты, тепловые насосы для накопительных водонагревателей и тепловые насосы для обогрева и охлаждения воздуха. Большую часть электроэнергии может вырабатывать фотоэлектрическая система мощностью 10 кВт, установленная на крыше дома. Эта энергия вырабатывается на месте, что позволяет избежать большинства затрат на передачу и распределение, которые делают розничную продажу электроэнергии дорогостоящей. Счета за газ не выставляются. Добавьте к этому электромобиль, и счета за топливо тоже сойдут на нет.
• Общая установленная мощность солнечных электростанций (в ГВт) превысила общую установленную мощность атомных электростанций в 2017 году. «Наступает ядерный ренессанс». В 2024 году новые солнечные электростанции вводились в эксплуатацию в 100 раз быстрее, чем новые атомные электростанции. В 2025 году мировая выработка солнечной и ветровой энергии (в ТВт·ч) превысит выработку атомной энергии.
• «Хранение и передача энергии обходятся дорого и сводят на нет экономическую целесообразность использования возобновляемых источников энергии». Моделирование с высоким разрешением показывает, что хранение и передача энергии увеличивают себестоимость производства солнечной и ветровой энергии на 30–50 %. Это значительная, но доступная сумма. Общие затраты в большинстве случаев не превышают 100 долларов за МВт·ч.
• Насосные гидроэлектростанции«Для строительства насосных гидроэлектростанций на реках требуются новые плотины, они имеют географические ограничения, затопляли большие территории и потребляли много воды». составляют 95 % мировых хранилищ энергии. Вместе с аккумуляторами для кратковременного хранения энергии большой мощности хранение энергии — это решённая проблема. Насосные гидроэлектростанции премиум-класса занимают примерно столько же места, сколько большие аккумуляторы (10–30 кВт·ч/м2). Потребление воды очень низкое (несколько литров на человека в день). В глобальном атласе гидроаккумулирующих электростанций указано 0,8 миллиона объектов вне рек (без новых плотин) с накопителями, эквивалентными 2 триллионам аккумуляторов для электромобилей.
• «Энергетическая трилемма: нам нужны низкие цены на энергоносители, стабильная энергосистема и низкий уровень выбросов парниковых газов, а солнечная энергетика не может этого обеспечить.» На самом деле, как показывает практика, солнечная энергетика обеспечивает самое дешёвое электричество в истории, способна поддерживать стабильную энергосистему и производит незначительное количество выбросов парниковых газов.

Помимо сокращения выбросов парниковых газов, солнечная и ветровая энергия в сочетании с электрификацией всех процессов также устраняет проблему автомобильных выхлопов, дымовых труб, городского смога, угольных шахт, золоотвалов, разливов нефти, военных действий, связанных с нефтью, и гидроразрыва пласта. Кроме того, использование возобновляемых источников энергии внутри страны обеспечивает высокую экономическую эффективность и устойчивость перед лицом войн, торговых конфликтов и пандемий.

Нет другой технологии производства энергии, которая была бы такой же безопасной, демократичной и недорогой, как солнечная фотоэлектрическая энергетика. К началу следующего десятилетия на Земле будет установлено больше солнечных фотоэлектрических панелей, чем совокупная мощность всех остальных технологий производства энергии.