Дискуссия об изменении климата больше всего выиграет от добросовестных доказательств и научно обоснованного обсуждения. К сожалению, люди склонны отдавать предпочтение эмоциям, идеологии, мотивированным рассуждениям и предвзятому отношению к подтверждению. В качестве примера, мне прислали отрывок из подкаста об изменении климата в качестве “опровержения” моей позиции. Содержание, однако, не соответствует моей реальной позиции, и я нахожу многие аргументы весьма проблематичными. Этот проект исходит из того, что изменение климата реально и представляет собой определенную проблему, которую необходимо решать, но, похоже, он утверждает, что лучшее решение – это полностью использовать ветровую и солнечную энергию, не нуждаясь в других решениях.
Подкаст – это шоу “Энергетический переход”, и вот эпизод, который мне прислали: https://xenetwork.org/ets/episodes/episode-200-ets-retrospective/. В качестве опровержения моей позиции и, как представляется, позиции многих экспертов, их аргументы – это улики, но особого рода улики. Один из способов создать убедительный аргумент – представить самую крайнюю позицию как “противоположное” вашему собственному мнению. Это создает ложную дихотомию: либо вы соглашаетесь с нами, либо отстаиваете эту крайнюю и легко опровергаемую позицию, игнорируя обширную территорию между двумя крайностями. Вот начало отрывка:
[00:34:15] …. это аргумент против перехода к энергетике, который, похоже, отходит на второй планс тех пор как вы начали работать в 2015 году, это утверждение о том, что мы никогда не сможем управлять энергосистемой сбольшая доля возобновляемых источников энергии из-за их непостоянства (цитата заканчивается кавычками)? Верно. Ты знаешь, еще вВ 2015 году было много людей, настаивавших на том, что энергосистема не может поддерживать болеевозможно, высокий однозначный или низкий двузначный процент использования возобновляемых источников энергии из-за этих перебоев,и что нам потребуется поддерживать значительное количество генераторов базовой нагрузки, работающих в непосредственной близости отполный рабочий день, как на угольных, атомных станциях, необходим для обеспечения надежной работы энергосистемы. Но это имеетне оказалось правдой, по крайней мере пока, на тех уровнях проникновения, на которых мы находимся.мы наблюдаем очень высокий уровень проникновения в Калифорнию. Пару недель назад яподумайте о 97% возобновляемых источников энергии в определенный момент времени. И поэтому я на самом деле не слышу этих аргументовтеперь почти так же часто. Но мне очень интересно, к чему, по вашему мнению, привели эти споры.
[00:35:55] Крис Нелдер: Да, ну, мы просто говорили о терминологии и предпочтениях некоторых людейдля начала назовем природный газ ископаемым газом или метаном. Я испытываю сильное отвращение к этомупрерывистость срока действия. Это термин, который, как мне кажется, на самом деле пришел из индустрии ископаемого топлива в качествеспособ поставить под сомнение возобновляемые источники энергии и заставить их казаться ненадежными или труднопрогнозируемыми, илитак или иначе, это не то, на что мы можем рассчитывать. И это просто неслучай.
Представление о том, что энергосистема не может принимать больше однозначных или двузначных значений от непостоянных источников, может быть аргументом в пользу отрицания изменения климата, но это не основная точка зрения, утверждающая, что мы не должны полностью полагаться на ветер и солнечную энергию. Кроме того, я никогда не читал аргументов ни от одного эксперта о том, что энергосистема не может функционировать при высоком проникновении ветра и солнечной энергии, а только о том, что это становится более сложной задачей при высоком проникновении. С другой стороны, многие источники используют термин “возобновляемые источники” или явно ссылаются на ОСВ – ветер, воду и солнечную энергию. Но гидроэнергетика не является непостоянной, она может быть распределяемой и может использоваться для хранения энергии в энергосистеме с помощью гидронасосов. Поэтому включение этого в обсуждение только запутывает ситуацию.
В любом случае, реальный аргумент заключается в том, что, поскольку ветер и солнечная энергия являются непостоянными (большинство источников, которые я нахожу, используют “непостоянный” и “переменный” взаимозаменяемо), существует два основных способа сбалансировать энергосистему с такими источниками. Одним из них является сетевое накопление, которое позволяет накапливать избыточную энергию при высоком производстве, а затем распределять ее при низком производстве. Другой способ заключается в подключении к сети большого количества источников, работающих с перебоями, таким образом, чтобы их периодическая выработка уравновешивалась с течением времени. Фактически, чем больше источников вы подключаете друг к другу, тем более предсказуемыми они становятся в совокупности. Кроме того, алгоритмы все лучше справляются с прогнозированием чистой выработки энергии в течение дня.
Но приведенное выше обсуждение игнорирует реальную проблему. Этот подход также зависит от двух факторов – увеличения избыточных мощностей и создания все более надежной, интегрированной и интеллектуальной электросети. Опять же, это не значит, что это невозможно, даже если у вас есть 100–процентная ветровая и солнечная сеть, просто это становится дороже по мере того, как вы пытаетесь приблизить уровень проникновения к 100%. И дело не только в деньгах, но и во времени. Если наша цель состоит в том, чтобы обезуглерожить энергосистему как можно быстрее, то стратегия, требующая масштабной модернизации энергосистемы на десятилетия вперед, может оказаться неоптимальным подходом, даже если в конечном итоге это сработает.
Мы уже наблюдаем отставание в заявках на подключение возобновляемых источников энергии к энергосистеме на 10-15 лет и аналогичные отставания в планах по модернизации энергосистемы, чтобы возобновляемые источники могли быть подключены там, где есть потребность в энергии. И опять же, ничто из этого не означает, что это невозможно. Речь идет о времени и деньгах. Многие препятствия можно преодолеть, просто изменив правила. Сейчас действительно сложно построить линию передачи данных через несколько юрисдикций. Нам нужно федеральное агентство, обладающее полномочиями и видной территорией, чтобы обойти все местные юрисдикции. Нам также необходимо вложить много денег в модернизацию сети. Балансировка распределенная сеть с непостоянными (или переменными) источниками требует большого количества обновлений.
Однако приведенная выше цитата обеляет эти проблемы с помощью убедительного аргумента о том, что Калифорния в какой–то момент времени на 97% работала на возобновляемых источниках энергии. Это путает энергетические мощности с производством энергии. Это не означает, что мы можем производить 97% всей энергии, потребляемой Калифорнией, из возобновляемых источников при существующей энергосистеме. Это не то, что мы подразумеваем под “проникновением”, но я часто вижу, что это выдвигается в качестве аргумента в пользу ветра и солнечной энергии. Это обманчиво. Вопрос в том, откуда берется энергия, если нерегулярные источники вырабатывают не так много энергии?
Они продолжают работать:
Операторы электросетей регулярнопрогнозируйте с невероятной точностью, какой будет ветровая и солнечная генерация завтра илив ближайшие пару часов. Итак, что касается терминологии, я думаю, что важнооткажитесь от термина “прерывистые” и более точно назовите их переменными. Потому что это правда, что поколение изветер и генераторы для выработки электроэнергии действительно меняются. Таким образом, она изменчива, но не становится внезапно прерывистой. Он не гаснет внезапно, когда вы этого не ожидаете. Мы знаем с невероятнойточность определения времени восхода и захода солнца каждый день. И во многих отношениях ветряные и солнечныеявляются дополнительными ресурсами, и что когда солнце садится, именно тогда ветер стремится кподбирать. Итак, коротко об этой терминологии.
Ну, это не совсем так. В этом отношении ветер на самом деле лучше солнечной энергии, потому что ветер всегда где-то дует. Вам просто нужна широко распределенная ветровая сеть, и со временем она выровняется. Но солнечная энергия работает только днем. И чем дальше вы удаляетесь от экватора, тем больше сезонные колебания. У меня есть солнечные батареи, и они вырабатывают почти всю свою энергию летом и практически не вырабатывают ее в разгар зимы. Но также – да, выработка электроэнергии внезапно прекращается. Когда облака закрывают солнце, солнечная энергия внезапно падает, и это трудно предсказать. Еще труднее предсказать, за сколько дней до этого наступит время. Оказывается, мы не очень хорошо умеем предсказывать погоду. У нашей способности делать такие прогнозы есть некоторые внутренние ограничения. Что, опять же, может быть компенсировано все более крупными сетками.
В дальнейшем:
И те же самые люди – это те самыекоторый наделал много шума из-за этой концепции базовой нагрузки. Это не тот термин, который используется в сеткеоператоры на самом деле используют, и это не тот способ, которым они на самом деле думают о том, как этигенераторы ведут себя прилично. Опять же, это был термин, который возник из-за тех корыстных интересов впромышленность, которая хочет, чтобы эти заводы казались сверхнадежными. Но на самом деле это означает, чтоэти установки, так называемые установки с базовой нагрузкой, всегда включены, и они не могут работать так же хорошо и гибкосетевые ресурсы. И это еще один из тех терминологических моментов, которые, как мне кажется, были намереннолюди путаются в том, что является надежным, а что нет.
Как и в большинстве обсуждений, в них есть доля правды, которую затем выдергивают из контекста. Это правда, что трудно объединить электростанции старого образца с новой гибкой сетью, необходимой для работы с непостоянными источниками. Но это не то, что предлагается, и это опять-таки уловка. Новые электростанции, особенно работающие на природном газе, а также новые небольшие модульные ядерные реакторы спроектированы таким образом, чтобы быть более гибкими. Это означает, что их можно быстрее включать и выключать, и, следовательно, их можно использовать для резервного копирования источников энергии, работающих с перебоями, и балансировки энергосистемы. Поэтому я согласен, что нам не следует строить (и следует постепенно сворачивать) большие негибкие электростанции. Но это не предлагаемая альтернатива. Они еще больше демонстрируют свою предвзятость, продолжая:
Крупные угольные и атомные электростанции, которые по своей сути негибкии неэкономично работать при низкой производительности, факторы оказались бы плохо согласованы спотребности grid, и поэтому они стали бы нерентабельными и в конечном итоге были бы выведены из эксплуатации, а это именно то, что нужночто-то происходило. Противники перехода, в число которых входят разношерстные представители индустрии ископаемого топливасторонники, люди, которые ошибочно полагают, что единственный выход – это всегда больше энергии. И, конечно же,помешанные на ядерном оружии, которые априори верят в ядерное оружие и которые никогда не изменят своего мнения оего очевидное превосходство над всем остальным. Эти оппоненты в течение многих лет пытались изменить эту логикуперевернув все с ног на голову, настаивая на том, что переменные возобновляемые источники энергии должны быть адаптированы таким образом, чтобы негибкиеэнергосистема, в которой доминировали уголь и атомная энергия, работала. Поэтому они подготовили эти нелепые анализы, в которых говорилось, что каждый возобновляемыйустановка должна быть на 100% обеспечена другими установками, работающими на ископаемом топливе, или аккумуляторными батареями.
И далее, у них должно быть достаточно такого резервного копирования, чтобы покрыть 100% потребностей сетина какой-то смехотворно долгий период времени, например, на шесть недель. По какой-то причине они думают, что эторазумно моделировать страну так, как если бы это был маленький остров, который должен был бытьполностью самодостаточны и полагаются только на очень ограниченный набор ресурсов с плохо оцененными затратами. Но большинство стран не являются островами, и их энергосистемы функционируют не так, как если бы они были островами. Нинеужели сетевые ресурсы добываются таким образом? Это просто глупо.
Им нужно отвлечься от пропаганды индустрии ископаемого топлива и обратиться к экспертам, которые предлагают реальные альтернативы их концепции использования возобновляемых источников энергии. Возможно, эта дискуссия была более актуальной в 2012 году, но я не видел, чтобы кто-то утверждал, что нам нужно шесть недель 100%-ного резервного питания. Что касается того, какой объем резервной копии сетевого хранилища нам “нужен”, то ответ таков: это зависит от обстоятельств. Опять же, вам нужно некоторое сочетание избыточной емкости и сетевого хранилища. Чем больше у нас будет сетевых накопителей, которые могут использоваться для диспетчеризации электроэнергии и могут заменить потребность в установках, работающих на природном газе, тем меньше нам потребуется избыточных мощностей. Даже несколько часов работы сетевых накопителей серьезно помогают сбалансировать энергосистему. Это может, например, переместить солнечную энергию с пикового производства на пиковый спрос. Но мы также должны учитывать сезонную изменчивость. Это выиграет от долгосрочного хранения энергии в сети, например, от гидроэнергетики. В противном случае не рассчитывайте на солнечную энергию зимой в высоких широтах.
Вот реальное альтернативное видение, которое они, похоже, игнорируют. Мы должны использовать возобновляемые и низкоуглеродные источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, как можно больше и как можно быстрее, используя их преимущества, такие как низкая стоимость. Для этого нам необходимо вложить значительные средства в модернизацию энергосистемы и упростить регулирование. Мы также должны максимально использовать гидро- и геотермальную энергию, которые не являются непостоянными и могут даже использоваться для хранения энергии в энергосистеме. Однако они ограничены с геологической точки зрения.
Однако в то же время нам также необходимо как можно быстрее закрыть угольные электростанции – чего бы это ни стоило, даже если для этого придется сжигать больше природного газа. Эти электростанции уже подключены к электросети, поэтому, если бы вы могли просто заменить их на экологически чистые источники энергии, это было бы идеально и не требовало бы модернизации электросети, которая является фактором, ограничивающим время. В идеале мы могли бы построить небольшие ядерные реакторы, которые были бы гибкими и могли бы быть интегрированы с непостоянными источниками энергии и использоваться для замены существующих угольных электростанций, а затем, в конечном итоге, и природного газа. Сетевые хранилища также могут выполнять эту функцию, поскольку они распределяемы и помогают сбалансировать энергосистему.
По сути, нам нужно сделать все, чтобы как можно быстрее отказаться от использования ископаемого топлива в производстве энергии. На самом деле у нас нет времени на более длительный переход к использованию энергии ветра и солнечной энергии, даже если теоретически мы сможем в конечном итоге этого добиться. Кроме того, некоторые эксперты обеспокоены тем, что, когда мы достигнем действительно высокого уровня проникновения непостоянных источников, превышающего 60% или около того (реального проникновения, а не кратковременной добычи), мы столкнемся со все более сложными проблемами. Возможно, это не станет серьезным, пока мы не достигнем 70% или даже 80%. Но вопрос в том, откуда будут поступать эти последние 20-30% энергии, если окажется, что возможности возобновляемых источников энергии ограничены? Лучше бы это были энергосистемы, гидро-, геотермальные или ядерные. Если нет, то это будет ископаемое топливо. И мы не сможем вернуться в прошлое и построить те ядерные реакторы, о которых мечтаем.
Будем надеяться, что этого не произойдет. Я на самом деле надеюсь, что эти опасения беспочвенны, и что мы построим суперинтеллектуальную энергосистему, которая сможет обрабатывать все ветровые и солнечные энергии, какие мы захотим, и быстро. Но у нас, по сути, нет времени для достижения наших целей в области климата. Поэтому я бы предпочел сделать все возможное, чтобы, по крайней мере, подстраховаться от ставок.
