Прогнозируемое огромное расширение использования солнечной энергии для нагревания воды и обогрева помещений в промышленно развитых странах может приблизить мощности приспособлений для такого применения солнечного тепла к мощности существующих тепловых станций, работающих на угле, и сократить использование природного газа по мере вытеснения солнечными водонагревателями электрических и газовых водонагревателей. Впрочем, в странах, подобных Китаю и Индии, приборы для нагревания воды солнечным теплом просто сократят потребность в новых электростанциях, работающих на угле.
Использование солнечного тепла для нагревания воды и обогрева помещений в Европе и Китае крайне привлекательно с точки зрения экономики. В среднем в промышленно развитых странах такие системы окупают себя за счет сокращения потребления электроэнергии менее чем за 10 лет. Эти системы также предпочтительны с точки зрения энергетической безопасности и предотвращения изменений климата61.
Поскольку стоимость монтируемых на крышах водонагревателей снижается (особенно в Китае), к Израилю, Испании и Португалии, вероятно, присоединятся многие другие страны, в которых установка на крышах новых зданий солнечных водонагревателей станет обязательной. Эти монтируемые на крышах устройства, ранее считавшиеся причудами или капризами чудаков, быстро становятся массовым явлением62.
Таким образом, использование солнечной энергии расширяется по всем направлениям по мере роста общественной озабоченности изменениями климата, а также в связи с тревожной ситуацией в области энергетической безопасности, когда правительства материально стимулируют использование энергии Солнца в больших объемах. Издержки использования солнечной энергии снижаются, тогда как издержки сжигания ископаемого топлива растут. В 2009 г. вновь вводимые в эксплуатацию мощности, генерирующие энергию с помощью Солнца, могут впервые превысить мощности новых станций, работающих на угле63.
ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ
Энергия, которая таится в шести верхних милях земной поверхности, в 50 000 раз превышает энергию, содержащуюся во всех мировых запасах нефти и газа, вместе взятых. Это – поразительная статистика, о которой знают очень немногие. Но несмотря на изобилие этой энергии, мощность всех мировых геотермальных электростанций составляет всего лишь 10 500 мегаватт энергии64.
Отчасти из-за господства нефтяной, газовой и угольной промышленности, которые дают дешевое топливо, исключая из стоимости этого топлива такие составляющие, как затраты, связанные с изменением климата и загрязнением воздуха, в разработку геотермальных ресурсов вкладывается сравнительно мало средств. За последнее десятилетие использование геотермальной энергии увеличивалось менее чем на 3% в год65.
Половина из существующих в мире мощностей, генерирующих энергию на геотермальных источниках, находится в США и на Филиппинах. Мексика, Индонезия, Италия и Япония дают большую часть остального производства. Всего геотермальную энергию превращают в электричество примерно в 24 странах. Исландия, Филиппины и Сальвадор получают, соответственно, 27, 26 и 23% всего производимого в них электричества за счет геотермальных электростанций66.
Возможности геотермальной энергии огромны. С ее помощью можно обогревать жилища и обеспечивать необходимым теплом промышленное производство. Особенно богаты геотермальной энергией страны, расположенные на берегах Тихого океана по так называемому Огненному кольцу. В числе этих стран – Чили, Перу, Колумбия, Мексика, США, Канада, Россия, Китай, Япония, Филиппины, Индонезия и Австралия. Не обделены геотермальными источниками и страны, расположенные вдоль Великого Африканского разлома, такие как Кения и Эфиопия, а также страны Восточного Средиземноморья67.
Помимо производства электроэнергии, примерно 100 000 мегаватт геотермальной энергии используется непосредственно, без преобразования в электричество – для обогрева жилищ и теплиц, а также для обеспечения теплом промышленных процессов. Примером подобного использования энергии могут служить горячие бани в Японии, отопление домов в Исландии и теплицы в России68.
Собранная Массачусетским технологическим институтом междисциплинарная группа из 13 ученых и инженеров в 2006 г. оценила имеющийся у США потенциал производства электричества с помощью геотермальной энергии. Исходя из последних достижений технологий, в том числе применяемых нефтяными и газовыми компаниями технологий бурения и повышения извлечения нефти, эта группа пришла к следующему выводу. Усовершенствованные геотермальные системы можно использовать для интенсивного развития геотермальной энергии. Данная технология предусматривает глубокое бурение скважин до уровня нагретой породы, дробление породы и закачку воды в раздробленную породу с последующим подъемом перегретой воды на поверхность для приведения в действие турбин. Группа экспертов Массачусетского технологического института отмечает, что благодаря этой технологии США обладают запасами геотермальной энергии, перекрывающими энергетические потребности США в 2000 раз69.
Эта технология все еще остается дорогой, но ее можно применять почти во всех случаях, когда геотермальную энергию надо преобразовать в электричество. В настоящее время лидером в разработке опытных проектов применения этой технологии является Австралия. За ней следуют Германия и Франция. По оценкам группы экспертов Массачусетского университета, для того, чтобы в полной мере реализовать потенциал геотермальной энергии, США необходимо в ближайшие годы вложить в соответствующие исследования и опытно-конструкторские разработки 1 млрд долларов. Эти вложения эквивалентны затратам на строительство одной электростанции, работающей на угле70.
Пока эта новая технология не получила широкого распространения, инвесторы вкладывают средства в уже существующие технологии использования геотермальной энергии. На протяжении многих лет работы в области использования геотермальной энергии США ограничивались проектом «Гейзеры». Этот проект осуществлялся к северу от Сан-Франциско, где находится крупнейший в мире комплекс по генерированию электричества с помощью геотермальной энергии. Мощность этого комплекса составляет 850 мегаватт. Ныне в США с помощью геотермальной энергии производят более 3000 мегаватт электроэнергии: страна переживает возрождение этого вида энергетики. В 12 штатах строятся 126 электростанций, работающих на геотермальной энергии. Ожидается, что когда эти электростанции вступят в строй, мощности, генерирующие электричество с помощью геотермальной энергии в США, утроятся. Пока в этом процессе лидируют штаты Калифорния, Невада, Орегон, Айдахо и Юта, но в области геотермальной энергетики появляется множество новых компаний, так что в США уже сложились все условия для массированного развития геотермальной энергетики71.
Чрезвычайно богатая геотермальной энергией Индонезия в 2008 г. заявила о планах по созданию геотермальных мощностей по производству 6900 мегаватт электроэнергии. Развернуть ряд новых проектов в этой области планируют и Филиппины, ныне занимающие второе место в мире по производству электричества с помощью геотермальной энергии72.
Лидером по производству геотермального электричества среди африканских стран, расположенных вдоль Большого разлома, – Танзании, Кении, Уганды, Эритреи, Эфиопии и Джибути и других – является Кения. В настоящее время с помощью геотермальной энергии там генерируют более 100 мегаватт электроэнергии, а к 2015 г. планируют увеличить этот показатель до 1 200 мегаватт. Такое наращивание удвоит общие мощности страны по производству электроэнергии с нынешних 1200 до 2400 мегаватт73.
Япония, в которой действуют 18 электростанций, работающих на геотермальной энергии (их общая мощность составляет 535 мегаватт), – один из пионеров использования геотермальной энергии. После почти двух десятилетий спячки эта богатая геотермальными источниками страна, издавна известная тысячами горячих бань, снова начинает строить электростанции, работающие на геотермальной энергии74.
В Европе в Германии действуют 4 маленькие электростанции, работающие на геотермальной энергии, и строится еще примерно 180 таких станций. Вернер Буссман, глава Геотермальной ассоциации Германии, говорит: «Геотермальные источники могли бы в 600 раз перекрыть потребности Германии в электричестве». Моник Барбут, глава организации Global Environment Facility, ожидает, что число стран, использующих геотермальную энергию для производства электричества, за период с 2000 по 2010 г. увеличится примерно с 20 до 5075.
Помимо электростанций, работающих на геотермальной энергии, геотермальное тепло, выкачиваемое из скважин насосами, сейчас широко используют для отопления и охлаждения помещений. Действительно, почему бы не воспользоваться поразительным постоянством температуры небольших земных глубин? Эта постоянная температура становится источником тепла в зимний период и источником холода в летний. Подобная технология особенно привлекательна тем, что может обеспечить и обогрев, и охлаждение, причем затраты электричества при ее применении на 25–50% меньше, чем при использовании традиционных систем отопления и охлаждения. Например, в Германии в настоящее время действует 130 тыс. геотермальных насосов, обогревающих и охлаждающих жилые и коммерческие здания, при этом ежегодно в эксплуатацию вводят по меньшей мере 25 тыс. новых насосов76.
