Гидроэлектростанции по всему миру страдают от нехватки воды. Индустрия, которой отводили одну из главных ролей в борьбе с изменениями климата, пострадала от них больше других, пишет Bloomber. Энергетики и экологи ломают голову над тем, как исправить ситуацию. Forbes выбрал главное.
Amazon інвестує мільярди доларів у ШІ, роботів та машинне навчання. Якими принципами й правилами керується компанія?
Дізнайтеся вже 22 листопада на Forbes Tech 2024. Купуйте квиток за посиланням!
Гидроэлектростанции всегда считались самыми стабильными и надежными источниками зеленой энергии. Но участившиеся волны аномальной жары и засухи в США, Европе, Китае и Латинской Америке заставляют аналитиков усомниться в том, что ГЭС смогут долго выполнять эту роль.
Нынешний год стал показательным: из-за экстремальной жары реки, питающие водохранилища, стремительно пересыхают. С января по сентябрь 2022-го производство гидроэлектроэнергии в Европе упало на 75 тераватт-часов: это больше, чем за год потребляет Греция. Европейским энергетикам приходится тратить больше угля и газа, запасы которых они пытались копить из-за перебоев в поставках энергоносителей из России.
Китайские гидроэлектростанции произвели в сентябре на 30% меньше энергии, чем месяцем раньше. Из-за жары остановилась гигантская ГЭС на реке Янцзы, способная в одиночку снабжать энергией страну вроде Филиппин. Из-за сильнейшей за последние 60 лет засухи в провинции Сычуань производство электроэнергии в августе сократилось на 50%. Властям пришлось почти на две недели отключить электроэнергию местным производствам, что нарушило поставки для мировых гигантов вроде Apple и Tesla.
В Бразилии, где на ГЭС приходится более 60% производства электроэнергии, засуха поставила страну на грань веерных отключений. Она вынудила энергетиков увеличить импорт энергии из соседних стран и нарастить закупки ископаемого топлива.
В США в сентябре и октябре производство гидроэлектроэнергии упадет до самого низкого уровня за последние шесть лет. Из-за сильнейшей за 1200 лет засухи на западном побережье США ГЭС вырабатывают только половину энергии, которую обычно поставляют в Калифорнию. По всему штату увеличился риск аварийных отключений. В сентябре производство гидроэлектроэнергии в стране упало до 17,06 тераватт-часов, а в октябре достигнет самого низкого показателя с осени 2016-го.
Из-за жары остановилась гигантская ГЭС на реке Янцзы, способная в одиночку снабжать энергией страну вроде Филиппин. Фото Getty Images
Конец стабильности
ГЭС традиционно генерировали больше энергии, чем атомные электростанции, и превосходили по объемам производства ветровые и солнечные электростанции вместе взятые. В странах вроде Норвегии и Бразилии на гидроэнергетику приходится свыше половины производимой электроэнергии. ГЭС в среднем генерируют электроэнергию около 42% времени. Для ветроэлектростанций этот показатель не превышает 25%, для солнечных – всего 12%, подсчитали аналитики BloombergNEF.
Кроме того, энергетики используют ГЭС как маневренные мощности: их можно почти мгновенно подключить к системе в часы пиковых нагрузок. Но все эти выгоды проявляются только в одном случае – когда водохранилища не испытывают недостатка в воде.
Операторы плотин снабжают водой не только ГЭС, но и сельхозугодья и города. Например, водохранилище за плотиной Гувера на реке Колорадо поставляет воду 90% населения Лас-Вегаса. С того же водохранилища получает воду Лос-Анджелес и фермеры, орошающие сотни тысяч гектаров сельскохозяйственных земель. Этим летом уровень в водохранилище упал так низко, что стало видно озерное дно.
Длительные засухи приводят к тому, что вода в водохранилищах не успевает накапливаться даже после восстановления нормальной температуры. Например, в китайской провинции Сычуань аномальная жара прекратилась в конце августа, но энергетики до сих пор ощущают ее последствия. В соседней Юньнани алюминиевые заводы работают с неполной загрузкой, чтобы дать водохранилищам возможность заполниться перед засушливыми зимними месяцами. Для восполнения дефицита энергии Китаю приходится закупать больше угля и газа.
Стабильность работы ГЭС в условиях глобального потепления – не единственная проблема гидроэнергетики. Во многих странах растет сопротивление новым гидроэнергетическим проектам. Плотины обвиняют в разрушении экосистем и вымирании водной флоры и фауны. Недовольно население, которое нужно переселять на новые территории в ходе строительства водохранилищ.
Будущее гидроэнергетики
ГЭС едва ли надолго сохранят ведущую роль в производстве зеленой энергии. По прогнозам BloombergNEF, в период до 2050-го мировые гидроэнергетические мощности увеличатся только на 18%. За тот же период производство солнечной энергии вырастет в восемь раз, а ветряной – как минимум втрое.
Вполне вероятно, что в будущем развитие гидроэнергетики ограничится нишевой функцией – предоставлением маневренных мощностей. Особую роль могут сыграть гидроаккумулирующие станции, которые поднимают воду в водохранилище в часы избыточного производства энергии и подают ее обратно на турбины в периоды пиковых нагрузок. Эта технология может быть использована в сочетании с ветровыми и солнечными электростанциями, чтобы поддерживать круглосуточное производство чистой электроэнергии. Гидроаккумулирующие системы работают по замкнутому циклу и меньше страдают от засух, говорят эксперты Ассоциации гидроэнергетики.
Странам, сильнее всего пострадавшим от снижения производительности ГЭС, приходится использовать больше ископаемого топлива. Альтернатива – инвестиции в ядерную энергетику и строительство промышленных аккумуляторных станций. Сгладить проблему может развитие сетей электропередач, которые помогут распределять нагрузку на генерирующие мощности в разных странах и регионах.
Хорошие результаты показывают плавучие солнечные панели на водохранилищах. Они одновременно производят электроэнергию в солнечную погоду и замедляют испарение воды с поверхности водоемов, поясняет менеджер по энергетической политике Международной ассоциации гидроэнергетики Лей Кси. «Китай применяет эту технологию для повышения гибкости работы гидроэлектростанций», – говорит она.
Плавающая солнечная ферма на искусственном озере у плотины Алкева в Португалии. Фото Getty Images
Устранить корень проблемы
Изменения климата негативно влияют на все источники чистой энергии сразу. Дым от лесных пожаров и пыльные бури снижают производительность солнечных панелей. Из-за резкого понижения температуры зимой на лопастях ветряных турбин намерзает лед, что приводит к остановке ветроэлектростанций. Засуха в Европе привела к сокращению производства на атомных станциях, которые используют речную воду для охлаждения реакторов.
Попытки вернуться к ископаемым видам топлива лишь ускоряют климатические изменения. Нужно прилагать намного больше усилий по сдерживанию роста мировой температуры, иначе стоимость перехода на альтернативные источники энергии будет только расти, считает аналитик Greenpeace Ли Шуо. «Если мы не решим проблему, лежащую в основе изменения климата, и не сократим выбросы, то скоро обнаружим, что наши планы по переходу на зеленую энергетику стали неподъемно дорогими», – говорит он.
Вы нашли ошибку или неточность?
Оставьте отзыв для редакции. Мы учтем ваши замечания как можно скорее.
