Резкий рост мощностей по генерации солнечной энергии уже выводит Австралию на путь к будущему со 100-процентным использованием возобновляемых источников энергии.
Один учёный, живущий в холодном Канберре, несколько лет назад отказался от газовых обогревателей и установил электрические тепловые насосы для отопления помещений и нагрева воды. Его счёт за газ стал равен нулю. Он также купил электромобиль, так что счёт за бензин тоже стал нулевым. Учёный установил солнечные панели на крыше, которые экспортируют в сеть достаточно солнечной электроэнергии, чтобы оплачивать импорт электричества ночью, поэтому его счёт за электроэнергию также стал нулевым. Этот учёный из Канберры вернёт свои инвестиции в энергетику примерно через восемь лет.
Я тот самый учёный, и я на собственном опыте убеждаюсь, что солнечная энергия с крышей, покрытой панелями, в сочетании с электрификацией всего и вся обеспечивает самую дешёвую домашнюю энергию в истории. Солнечная энергия также вызывает самые быстрые изменения в энергетике в истории. Вместе с поддержкой ветровой энергии она предлагает неограниченную, дешёвую, чистую и надёжную энергию навсегда.
Поскольку проблема хранения энергии фактически решена, необходимые сырьевые материалы невозможно исчерпать — несмотря на некоторые заблуждения в обществе — а австралийский переход набирает обороты, солнечная и ветровая энергия становятся скоростной автомагистралью к будущему со 100-процентным использованием возобновляемых источников энергии.
Хотя технологические аргументы в пользу солнечной и ветровой энергии убедительны, очевидно, что возобновляемые источники энергии должны преодолеть препятствия. Одним из них является разногласие по поводу воздействия развёртывания инфраструктуры возобновляемой энергии. Оно разделило затронутые сообщества по всей стране, и это нужно устранить. Щедрая компенсация и эффективное информирование о больших региональных экономических возможностях — хорошие пути вперёд. Также существуют политические дебаты о том, какую форму примет энергетический переход в Австралии.
Всплеск солнечной энергии
Тем не менее, помимо этих проблем, солнечная энергия предлагает неограниченную энергию на миллиарды лет и обеспечивает самую дешёвую энергию в истории с нулевым уровнем парниковых газов, нулевым уровнем смога и нулевым потреблением воды. Это объясняет, почему производство солнечной энергии растёт в десять раз каждое десятилетие и, при поддержке ветровой энергии, доминирует на мировых рынках строительства электростанций, в то время как глобальная генерация ядерной электроэнергии остаётся неизменной на протяжении 30 лет и в значительной степени не имеет значения.
В 2024 году было добавлено вдвое больше новых мощностей по генерации солнечной энергии — около 560 гигаватт — по сравнению со всеми другими системами вместе взятыми. Ветровая, гидроэнергетическая, угольная, газовая и ядерная энергии составили около 280 гигаватт.
При сохранении текущих темпов роста к 2030 году глобальные мощности по генерации солнечной энергии превысят все остальные вместе взятые. Солнечная генерация превысит ветровую и ядерную генерацию в этом году и должна догнать угольную генерацию примерно к 2031 году. Около 37 процентов электроэнергии в Австралии уже поступает из солнечной и ветровой энергии, ещё 6 процентов — из гидроэлектростанций, построенных десятилетия назад. На душу населения в Австралии производится больше солнечной энергии, чем в любой другой стране.
Солнечная энергия — это, безусловно, лучший метод удаления ископаемого топлива, которое является причиной трёх четвертей глобальных выбросов парниковых газов, из экономики. В Австралии 99 процентов новых генерирующих мощностей, установленных с 2015 года, приходится на солнечную и ветровую энергию, и все они финансируются из частных источников. Энергетический рынок очень чётко говорит, что солнечная и ветровая энергия выиграли энергетическую гонку, и энергетическая политика соответствует достижению поставленной правительством цели — 82 процента электроэнергии из возобновляемых источников к 2030 году.
Солнечная энергия на крыше в сочетании с хранением энергии в горячем водопроводе, батарее электромобиля и домашней батарее позволяет семье пережить перебои в подаче газа, бензина и электричества, и такая энергетическая устойчивость применима на бытовом, городском, государственном и национальном уровнях.
Управление балансом
Балансировать высокий уровень солнечной и ветровой энергии, чтобы избежать перебоев в подаче, несложно и недорого, используя готовые технологии, доступные на обширных производственных линиях. Новая передача приносит в города новую солнечную и ветровую энергию, а также сглаживает капризы местной погоды, передавая солнечную и ветровую электроэнергию туда, где она нужна. Например, если в Виктории идёт дождь, а в Новом Южном Уэльсе солнечно, то электричество можно передать на юг.
Для хранения энергии используются батареи для краткосрочного хранения в течение нескольких часов и гидроаккумулирующие электростанции для хранения энергии в течение нескольких часов или дней. Вместе батареи и гидроаккумулирующие электростанции решают проблемы хранения энергии. Гидроаккумулирующие электростанции обеспечивают около 95 процентов глобального хранения энергии. Обычно они состоят из двух резервуаров, расположенных на расстоянии нескольких километров друг от друга и с разницей высот от 500 до 1000 метров.
В солнечные или ветреные дни возобновляемые источники, такие как солнечная или ветровая энергия, используются для перекачки воды в верхний резервуар, а ночью вода стекает вниз через турбину, возвращая накопленную энергию. Одна и та же вода может подниматься и опускаться между резервуарами в течение 100 лет. Глобальный потенциал гидроаккумулирующих электростанций эквивалентен двум триллионам аккумуляторов электромобилей.
У Австралии примерно в 300 раз больше потенциала для гидроаккумулирующих электростанций, чем необходимо для поддержки 100-процентной доли возобновляемой электроэнергии. В стране уже есть три гидроаккумулирующие системы, ещё две строятся. Во всём мире существует более 820 000 потенциальных мест для гидроаккумулирующих электростанций, что примерно в 200 раз больше, чем нам нужно для поддержки системы с 100-процентным использованием возобновляемой энергии.
С 2028 года Snowy 2.0 будет обеспечивать 85 процентов хранения энергии на национальном энергетическом рынке по стоимости в 10 раз ниже, чем у эквивалентных батарей, и со сроком службы в пять раз дольше.
Мифы и заблуждения
Есть те, кто, часто исходя из корыстных интересов, выдвигает аргументы против солнечной энергии, независимо от того, что говорят факты о её достоинствах. Вот некоторые из них:
- Солнечная энергия занимает ценные сельскохозяйственные земли. Большая часть территории солнечных и ветровых электростанций по-прежнему используется в сельском хозяйстве. Площадь, изъятая из сельского хозяйства для производства всей нашей энергии из солнечной и ветровой, очень мала и составляет примерно размер большой гостиной на человека.
- Сельский пейзаж не может вместить больше солнечных и ветровых электростанций. Тепловые карты, разработанные исследователями Австралийского национального университета, показывают огромное количество хороших мест для солнечных и ветровых электростанций.
- Инфраструктура возобновляемой энергии портит пейзаж. Хозяева солнечных и ветровых электростанций (и их соседи) получают щедрую компенсацию, в то время как владельцы линий электропередач получают более 200 000 долларов за километр. Все солнечные и ветровые электростанции, линии электропередач и гидроаккумулирующие электростанции находятся в региональных районах, а это означает, что огромные суммы денег и рабочие места поступают в региональные районы. Солнечные электростанции обычно невидимы со стороны других объектов. Дороги с открытым горным вырезом, здания, угольные шахты с открытым способом добычи и газовые месторождения также видны в ландшафте. У жителей городов вид из окон гораздо более загромождён, чем у сельских жителей.
- Мы исчерпаем запасы критических минералов. Критические минералы не требуются, нужны только заменимые минералы. Для солнечных панелей требуется кремний для солнечных элементов, стекло, пластик и проводники, которые изготавливаются из чрезвычайно распространённых материалов.
- Мы утонем в отходах от солнечных панелей. Количество отходов от солнечных панелей, образующихся, когда вся энергия (не только электричество) поступает из солнечной энергии, составляет около 16 кг на человека в год (в основном стекло). Отходы от панелей — это небольшая и разрешимая проблема.
Профессор Эндрю Блейкерс AO — профессор инженерии в Австралийском национальном университете. Его основные исследовательские интересы связаны с передовыми кремниевыми солнечными элементами — повышением эффективности и снижением затрат — и детальным анализом энергетических систем, основанных на 50–100-процентном использовании ветровой и солнечной фотоэлектрической энергии при поддержке хранения.