Через энергетический переход с ядерной энергией
Чтобы к 2045 году стать климатически нейтральными, мы должны попрощаться с ископаемыми видами топлива. Но распространение возобновляемых источников энергии тормозится. Манон Бишофф комментирует, что отказ от ядерной энергии может оказаться крупной ошибкой.
Некоторые эксперты уже говорят о первом кризисе энергетического перехода: По сравнению с концом 2020 года оптовая цена на природный газ, торгуемый на бирже, выросла втрое. К счастью для потребителей, прирост ниже, но опять же, некоторые обеспокоены влиянием холодной зимы. Поэтапный отказ от ядерной энергетики может усугубить такие проблемы в будущем и, таким образом, оказаться ошибкой.
Одной из причин газового кризиса является изменение климата: экстремальная жара в Бразилии и Китае привела к отключению гидроэлектростанций, а это означает, что странам пришлось прибегать к запасам газа для производства электроэнергии. А они уже были опустошены необычайно долгой и холодной зимой. Если верить прогнозам, нам придется готовиться к дальнейшим экстремальным погодным явлениям в будущем, которые могут иметь разрушительные последствия, такие как наводнение в июле 2021 года, унесшее более 180 жизней только в Германии. Подобные события дают нам понять, что нам необходимо срочно принимать меры для борьбы с изменением климата.
Ввиду этого политики отреагировали: Германия должна стать климатически нейтральной к 2045 году. Таким образом, менее чем за 25 лет мы не должны выбрасывать больше парниковых газов, чем удаляем из атмосферы. Для достижения этой амбициозной цели продвигается электромобильность, и к 2030 году новые здания больше не должны иметь газовых или масляных систем отопления, а вместо этого должны обогреваться электрическими тепловыми насосами. А те технологии, которые не могут быть легко преобразованы из ископаемых в электрическую форму, в будущем должны быть переведены на водород, для производства которого требуется электричество. Даже с учетом повышения энергоэффективности многих устройств есть признаки сильного увеличения энергопотребления в ближайшие годы.
В то же время последние шесть немецких атомных электростанций должны быть отключены от сети к концу 2022 года, а к 2037 году больше не будет эксплуатироваться угольных электростанций. Обе формы производства энергии непопулярны среди населения, поэтому эти решения встретили положительную реакцию. Но постепенно возникает вопрос о том, как можно обеспечить энергоснабжение в будущем. Потому что на данный момент недостатки возобновляемых источников энергии становятся все более очевидными. И политики признают, что природный газ не является безрисковым источником энергии. Именно в этих аспектах отказ от атомной энергетики может оказаться ошибкой - как с политической, так и с экологической точки зрения.
Электричество играет важную роль
В настоящее время на производство электроэнергии приходится около 30 процентов выбросов парниковых газов в Германии, из которых 77 процентов приходится на сжигание лигнита и каменного угля. В связи с этим возникает вопрос, можно ли добиться скорейшего отказа от угля. Разве не должно быть главным приоритетом - особенно в наше время - как можно быстрее попрощаться с этим грязным источником энергии?
Конечно, вам придется заменить недостающую деталь. Ведь энергопотребление в ближайшие годы не уменьшится - совсем наоборот. Наш спрос, скорее всего, увеличится в результате распространения электромобильности, продолжающейся оцифровки и зарождающейся водородной экономики: по оценкам исследователей Немецкой академии наук, к 2050 году он удвоится. Если принять во внимание поэтапный отказ от угля и атомной энергетики, мощность ветровых и фотоэлектрических систем в результате должна возрасти в пять-семь раз. Для этого нам понадобилось бы примерно в два раза больше ветряков (сейчас их почти 30 000), а также нужно было бы установить намного больше солнечных батарей.
Вызовы для возобновляемых источников энергии
В настоящее время возобновляемые источники энергии производят большую часть нашей электроэнергии, что составляет около 45 процентов потребления в 2020 году. Наибольшую роль играет ветер (около 24 процентов) и солнце (около 9 процентов). В последние годы использование возобновляемых источников энергии значительно выросло: например, в период с 2018 по 2020 год их доля увеличилась на десять процентов. К сожалению, мы не можем рассчитывать на дальнейший рост такого рода в будущем, потому что Германия упустила остро необходимые инвестиции в инфраструктуру для возобновляемых источников энергии.
Одним из примеров этого является линия электропередач, которая транспортирует энергию из северной Германии в южную и должна быть завершена к тому времени, когда атомная энергетика будет прекращена. Но строительство затянулось на четыре года. Еще одним препятствием является правило расстояния в 1000 метров между ветряными турбинами и жилыми комплексами в некоторых федеральных землях. «По всей вероятности, коридоров расширения, предусмотренных Законом о возобновляемых источниках энергии 2017 года, будет недостаточно для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию безвредным для климата способом», - предупреждают исследователи Немецкой академии наук Леопольдина.
Кроме того, солнце и ветер имеют существенный недостаток: они не доступны постоянно. Особенно зимой в Германии часто бывает темно. И на ветер тоже не всегда можно положиться: 2021 год, например, был крайне безветренным, поэтому доля возобновляемых источников энергии, вероятно, будет значительно ниже, чем в 2020 году - году, когда был исключительно сильный ветер и меньше электроэнергии требовалось из-за коронного кризиса. Для более длительного хранения энергии в загруженные дни потребуются эффективные батареи. Нам еще далеко до этого, несмотря на обширные исследования таких технологий хранения.
"Запланированных коридоров расширения будет недостаточно для покрытия растущего спроса на электроэнергию безвредным для климата способом" (исследователи Леопольдина)
Германия поэтому зависит от других источников энергии, чтобы гарантировать так называемую базовую нагрузку в энергосистеме. В настоящее время ископаемые виды топлива составляют одну часть, а ядерная энергия - другую. Но с 2011 года было принято решение о поэтапном отказе от атомной энергетики: к концу 2022 года последняя атомная электростанция в Германии должна быть отключена от сети. Это может оказаться роковой ошибкой.
Атомная энергетика как мост
2020, на ядерную энергию приходилось около одиннадцати процентов нашего электроснабжения - и это без выбросов опасных парниковых газов. Хотя на федеральных выборах 2021 года вряд ли какая-либо партия обсуждала отказ от выхода, впервые за много лет среди населения Германии прозвучали голоса о том, что это решение следует пересмотреть. Потому что ядерная энергетика гораздо более благоприятна для климата, чем ископаемое топливо, с выбросами около двенадцати граммов углекислого газа на киловатт-час. Они возникают не непосредственно при выработке электроэнергии, а во время добычи, обогащения и транспортировки урана или строительства и демонтажа заводов. Однако выбросы, вызванные радиоактивными отходами, не включены в эту цифру, поскольку их невозможно оценить в долгосрочной перспективе.
Технически шесть электростанций, которые все еще находятся в эксплуатации, могут использоваться в течение нескольких лет. Если оставить их в сети, это может ускорить поэтапный отказ от угля и сократить выбросы парниковых газов. Фактически, это сэкономит около 55 миллионов тонн CO2 ежегодно.
Уголь Факты
Бурый уголь и каменный уголь имеют наихудший экологический баланс: первый выделяет около 1160 граммов углекислого газа на вырабатываемый киловатт-час, второй - около 800 граммов Для сравнения: потребление природного газа составляет около 180 граммов, а мазута - около 180 граммов. около 270 г. Выход угля должен состояться к 2038 году, Зеленые даже требуют его к 2030 году. Однако в 2020 году на уголь приходилось 23,7 процента общенационального энергоснабжения - почти четверть. В настоящее время в Германии насчитывается около 148 действующих угольных электростанций, и в 2015 году они выбросили около 207 мегатонн углекислого газа.
Электростанции также выбрасывают всевозможные другие вредные вещества: двуокись серы, оксиды азота, окись углерода, ртуть и мышьяк, а также радиоактивные изотопы, такие как уран, торий и радий. Снова и снова обсуждаются преждевременные смерти из-за загрязнения воздуха: по данным Гринпис, в 2015 году в Европе от немецких угольных электростанций погибло около 3100 человек. Даже если это конкретное значение оспаривается некоторыми экспертами, нет никаких сомнений в том, что сжигание угля имеет негативные последствия для здоровья.
С международной точки зрения, Германия будет следовать тенденции. Поскольку многие страны придерживаются атомной энергетики, некоторые даже инвестируют в новые типы электростанций. К ним относятся, например, мини-реакторы, так называемые SMR (малые модульные реакторы), которые могут производиться серийно и, по крайней мере, по мнению участвующих компаний, дешевле и безопаснее, чем обычные варианты. Также в разработке находятся реакторы «четвертого поколения», в которых сторонники этих систем утверждают, что плавление будет практически невозможным, и которые также будут производить меньше отходов, которые также должны разлагаться быстрее. Но как бы многообещающе ни звучали подходы, ядерные реакторы четвертого поколения, в частности, все еще далеки от реального внедрения.
Необходимы дополнительные исследования
В борьбе с изменением климата, однако, необходимо срочно действовать. Поскольку электростанции на основе регенеративных источников энергии могут быть построены гораздо быстрее, будущее планирование и инвестиции в этой области являются подходящими. Однако установка большего количества ветряных турбин сама по себе не решит проблему перехода энергии: прежде всего, вы должны продвигаться вперед с расширением сети и развитием систем хранения. Однако до тех пор, пока наши энергетические потребности не будут надежно удовлетворены за счет возобновляемых источников энергии, ядерная энергетика может оказаться надежным и безвредным для климата вариантом обеспечения базовой электрической нагрузки. Кроме того, ядерная энергетика дает нам большую независимость от других стран по сравнению с природным газом.
Расширение ветра останавливается
Хотя мы зависим от масштабного расширения использования энергии ветра для достижения климатических целей, в последние годы этот сектор, в частности, застопорился: в 2020 году в Германии было одобрено на 40 процентов меньше ветряных турбин, чем пятью годами ранее.. Фактически только в Бранденбурге количество разрешений оставалось постоянным - во всех остальных федеральных землях оно падало. В Сааре не было ни одного в 2020 году, в Баварии три. Эксперты в области энергетики, такие как Инго Штукманн из «Мозгового центра по нулевым выбросам», предупреждают, что для достижения климатических целей необходимо устанавливать около 2000 новых ветряных турбин каждый год.
По данным Министерства окружающей среды, одной из основных причин снижения является то, что с 2017 года строительство пришлось рекламировать по всей стране. Это вытесняет с рынка множество небольших компаний, в то время как более крупные провайдеры ведут ценовую войну. Кроме того, в некоторых федеральных землях действуют правила расстояния, которые предусматривают, что ветряные турбины должны находиться на расстоянии не менее 1000 метров от ближайшего жилого массива. Еще одним препятствием являются защитники природы, которые жалуются на строительство заводов. Этой группе населения должно быть ясно, в частности, насколько важен этот тип производства энергии для сохранения нашей планеты.
Но есть и потребность в исследованиях в области ядерной энергетики. В дополнение к разработке безопасных типов электростанций обращение с ядерными отходами требует дальнейших инноваций, потому что окончательное хранение в течение сотен тысяч лет не может быть решением. Шагом в этом направлении является трансмутационный реактор «Мирра», который в настоящее время проходит испытания в Бельгии. При этом радиоактивные отходы бомбардируются нейтронами, так что образуются другие радиоактивные изотопы со значительно более коротким периодом полураспада. Такие системы могли бы даже генерировать электричество, так что отходы можно было бы в конечном итоге эффективно использовать.
В конце концов, будущее покажет, был ли отказ от ядерной энергии ошибкой. Но последствия выносятся на спину всего мира. Потому что, даже если вопросы энергоснабжения решаются на национальном уровне, выбросы парниковых газов не знают границ. Поэтому важно, чтобы все страны резко сократили свои выбросы CO2 для решения самой острой мировой проблемы, которая иногда связана с принятием непопулярных решений.