После нефтяной зависимости Запад ждет новая

Отчёт о новом исследовании опубликован в журнале Nature Geoscience

25 ноября 2013 в 14:24, просмотров: 5185

Исследователи во главе с Оливье Видалем из Института Жозефа Фурье (Франция) бьют тревогу: западный мир освободится от нефтегазовой зависимости в обмен на новую — от конструкционных и редкоземельных материалов.

После нефтяной зависимости Запад ждет новая
фото: ru.wikipedia.org
Оксиды редкоземельных элементов. По часовой стрелке от центрального первого: празеодим, церий, лантан, неодим, самарий, гадолиний.

Учёные не думают подвергать сомнению "общий взгляд": хотя сейчас ветер и солнце дают около 1% от всей электрогенерации мира, уже к 2050 году эта цифра (по ряду прогнозов) вырастет до более чем 100% современного энергопотребления. В частности, авторы работы считают реальным прогноз в 25 трлн кВт•ч в год — при сегодняшней общей генерации около 21 трлн кВт•ч. Так вот, просчитав последствия столь всеобъемлющей перестройки мировой энергетики, исследователи настоятельно рекомендуют заранее обеспокоиться мерами по борьбе с последствиями победоносного внедрения «альтернативы».

Объём потребления железобетона и различных металлов, необходимый для достижения солнечно-ветровой генерации в 25 трлн кВт•ч в год к середине века. Сегодня ветроэлектростанции (ВЭС) работают в среднем треть года (30%), а самые массовые солнечные (на фотоэлементах) — лишь 15%, так что гелиостанция выдаёт за год вчетверо меньше энергии, чем газовая ТЭС той же мощности. На строительство одного мегаватта мощности газовой ТЭС тратится 82 т железобетона, 58 т стали, 0,26 т алюминия и столько же меди. Для сравнения: расход материалов на мегаватт мощности ВЭС равен 400 т железобетона, 130 т стали, 3 т алюминия и 1,15 т меди. Мегаваттная гелиоЭС на кремниевых фотоэлементах и вовсе нуждается не менее чем в 1 100 т ж/б, 170 т стали, 35 т алюминия, 4,5 т меди и 69 т стекла.

Сегодня солнечная энергия требует для получения киловатт-часа в 13,5 раза больше бетона, в 17,3 раза — меди и в 135 раз — алюминия, нежели ТЭС. Но прежде чем вы побежите за акциями «Норникеля», ещё одна информация к размышлению: французские исследователи полагают, что есть более заманчивые сферы для вложения капиталов.

ЕС сегодня потребляет 20% мировых металлов, в то время как внутри блока их получают всего 5%. Тотальная солнечно-ветровая парадигма к 2050 году увеличит потребности европейцев в металлах (особенно цветных) так сильно, что нефтегазовая зависимость попросту сменится алюминиево-медной.

Дабы создать альтернативную энергетику, производящую по 25 трлн кВт•ч в год уже к середине века, потребуется 310 млн т алюминия и 40 млн т меди. Но это хотя бы реально: мировое производство этих металлов уже сейчас довольно велико. Сложнее ситуация с редкоземельными элементами: ВЭС требуют мощных магнитов, в том числе тех, что основаны на лантаноидах. Наконец, индий, селен, теллур и редкоземельные элементы, используемые при изготовлении солнечных батарей, к 2030 году понадобятся в куда бóльших количествах, чем их сегодня производят, а по ряду элементов спрос может подпрыгнуть на 230%. Очевидно, цены на них в этом случае серьёзно подскочат, а предсказать масштабы их роста к 2050 году сейчас вообще невозможно.

Но даже если производство соответствующих элементов и вырастет, цена на них, очевидно, тоже изменится, что поставит под угрозу весь план перехода на новую энергетику. Видаль и Ко считают, что массовое внедрение возобновляемой энергетики возможно лишь после тщательного планирования энергосистемы в целом и разработки таких конструкций электростанций, которые после завершения своего жизненного цикла можно было бы полностью использовать повторно для получения тех редких и дорогих элементов, что пошли на их производство. Кроме того, в будущем следует отказаться от использовании редких элементов в конструкциях новых ветряков и солнечных батарей, заменив их на более распространённые, недорогие и доступные на внутриевропейском рынке.

Почти все тезисы французов разумны и вполне реалистичны: алюминий и медь, не говоря уже о лантаноидах, экономически оправданно применять вторично уже сегодня, а кремниевые солнечные батареи и нынче используют не так много редкоземельных элементов.

Источники: theconversation.com и computerra.ru.



Партнеры