чем ветряки вредны для экологии
Развенчаны основные мифы о вреде ветрогенераторов
Сторонники «зеленой» энергетики давно спорят с противниками возобновляемых источников энергии о том, наносят ли вред экологии ветрогенераторы. Критики энергетики, построенной на использовании силы ветра, утверждают, что турбины не являются настолько безопасным и экологичным источником энергии, как может показаться на первый взгляд.
OBOZREVATEL решил рассмотреть основные доводы «за» и «против», которые высказываются в спорах.
Ключевым аргументом против использования ветрогенераторов является шум, причем турбины производят два вида шума: механический и аэродинамический. Шум от современных ветрогенераторов на расстоянии 20 м от места установки составляет порядка 40 дБ. Для сравнения: шумовой фон ночью в деревне составляет 20 – 40 дБ, шумовой фон в офисе – 60 дБ.
Таким образом ветрогенераторы не являются источником шума каким-либо образом негативно воздействующим на здоровье человека.
Еще одним вопросом негативного воздействия является инфразвук и вибрация. Во время работы ветряка на концах лопостей образуются вихри, которые являются источниками инфразвука. Чем больше мощность ветряка, тем больше мощность вибрации и негативное воздействие на живую природу.
Однако до сих пор вред от вибрации для человека научно не доказан. Стоит отметить, что вибрации все-таки несут определенную угрозу, однако для зданий, при этом методика снижения такого вреда отлично изучена.
Если для лопастей выбран хороший аэродинамический профиль, ветротурбина хорошо отбалансирована, генератор в рабочем состоянии, своевременно проводится техосмотр, то проблема в принципе устраняется.
Противники ветрогенераторов также ссылаются на так называемое визуальное воздействие, которое субъективно для каждого человека в отдельности. Однако даже в этом случае для улучшения эстетического вида ветроустановок во многих крупных фирмах работают профессиональные дизайнеры.
Стоит отметить, что при проведении опроса общественного мнения на вопрос «Портят ли ветрогенераторы общий пейзаж?» 94% респондентов ответили отрицательно, причем, многие подчеркнули, что с эстетической точки зрения, ветрогенераторы гармонично вписываются в окружающую среду в отличие от традиционных ЛЭП.
Также, одним из аргументов против использования ветрогенераторов является вред, наносимый животным и птицам. В то же время статистика показывает, что из расчета на 10 000 особей из-за ветрогенераторов погибает менее 1 шт, из-за телебашен – 250 шт, от пестицидов – 700 шт, из-за различных механизмов – 700 шт, из-за ЛЭП – 800 шт, из-за кошек – 1000 шт, из-за домов/окон – 5500шт. Таким образом, ветрогенераторы не наносят существенного вреда природе.
При этом каждый ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн углекислого газа, 9 тонн оксида серы, 4 тонн оксида азота. Возможно, переход к ветроэнергетике позволит повлиять на скорость уменьшения озонового слоя, и, соответственно, на темпы глобального потепления.
Кроме того, ветроустановки, в отличие от тепловых электростанций, производят электроэнергию без использования воды, что позволяет сократить эксплуатацию водных ресурсов. Также ветрогенераторы производят электроэнергию без сжигания традиционных видов топлива, это позволяет сократить спрос и цены на топливо.
Ранее OBOZREVATEL писал, что на севере Финляндии зафиксировали отрицательные цены на электричество в размере минус 20 евроцентов за МВт*час из-за переизбытка энергии от ветрогенераторов.
Ветроэнергетика не экологична и совсем не делает мир лучше — обозреватель Spectator
Почему ветряки не так хороши, как принято считать — в статье на Spectator рассказывает журналист Мэтт Ридли.
В своем последнем докладе Глобальный совет по ветроэнергетике восторженно расписывал, что «доля ветроэнергетики на глобальном энергетическом рынке растет бешеными темпами после публикации данных о том, что более 54 гигаватт экологически чистой возобновляемой энергии ветра было поставлено на мировой рынок в прошлом году».
Благодаря подобным заявлениям и непременным фотографиям ветряков в каждом репортаже BBC и на рекламных баннерах в аэропортах у вас могло возникнуть впечатление, что сегодня ветроэнергетика вносит большой вклад в общемировой объем вырабатываемой энергии. Вы будете неправы. До сих пор ее вклад после десятилетий — нет, даже столетий — развития пренебрежимо мал.
Угадайте ближайшее целое число к тому, какой процент в общемировом потреблении энергии составила энергия ветра в 2014 году — последнем году, для которого существуют надежные данные? 20 процентов, 10 процентов или 5 процентов? Ничего из этого. Н-О-Л-Ь процентов.
То есть, если брать ближайшее целое число, то энергии, получаемой из ветра, на Земле фактически не существует.
Ветер и солнечные батареи дают менее одного процента общемировой потребности в энергии, даже если сложить их вместе. Из экспертного анализа Международного энергетического агентства «Ключевые тренды возобновляемых источников энергии 2016» мы видим, что ветроэнергетика покрыла 0,46% глобального потребления энергии в 2014 году, а солнечная энергия и энергия приливов вместе составили 0,35%. Помните: это совокупная энергия, а не только электричество, которое составляет менее пятой части всей энергии; остальное составляют твердое, жидкое и газообразное топливо, принимающие на себя основную нагрузку в отоплении, транспорте и промышленности.
Эти цифры нетрудно найти, но они не фигурируют в отчетах по энергетике, полученных от не заслуживающих доверия лобби (солнечной энергии и ветроэнергетики). Их хитрость в том, чтобы прятаться за утверждением, что около 14% энергии в мире добывается из возобновляемых источников, подразумевая, что это энергия солнца и ветра. В действительности же бóльшая ее часть — три четверти — это энергия из биомассы (в основном древесины), и очень большую долю в этом составляет «традиционная биомасса»: хворост, дрова, навоз, которые сжигают бедняки для приготовления пищи. Бедным людям необходима эта энергия, но они дорого за нее расплачиваются, получая проблемы со здоровьем от вдыхания дыма.
Даже в богатых странах, заигрывающих с субсидируемой энергией ветра и солнца, огромная часть возобновляемой энергии приходится на надежные возобновляемые источники энергии — воду и древесину.
Тем временем мировая потребность в энергии растет примерно на 2% в год уже на протяжении почти 40 лет. Между 2013 и 2014 годами, снова согласно данным Международного энергетического агентства, она выросла почти на 2000 ТВт·ч.
Сколько ветряков требовалось бы строить каждый год, если бы они обеспечивали энергетическую потребность только в объеме этого роста и не более? Ответ: около 350 тысяч штук, так как двухмегаваттная турбина может производить около 0,005 ТВт·ч энергии в год. Это в полтора раза больше, чем было построено во всем мире с тех пор, как правительства начали вливать деньги налогоплательщиков в эту так называемую отрасль промышленности в начале 2000-х.
При типичной для ветроферм плотности — очень грубо — 50 акров (
20 гектаров — прим. пер.) на мегаватт для такого количества ветряков потребуется площадь больше, чем занимают Британские острова вместе с Ирландией. Каждый год. Если бы мы продолжали в том же духе в течение 50 лет, то застроили бы ветрофермами каждую квадратную милю суши, равную по площади территории России. И это только для того, чтобы покрыть новую потребность, а не заместить весь громадный объем энергии, получаемой из ископаемого топлива, которое сейчас обеспечивает 80% общемировой потребности.
Не тешьте себя надеждой, что турбины ветрогенераторов со временем могут стать эффективнее. Существует предел того, сколько энергии можно извлечь из двигающихся жидкостей — предел Бетца, и турбины ветряков уже близки к нему. Их эффективность (фактор нагрузки, если использовать инженерный термин) определяется дующими ветрами, которые меняются по своему собственному желанию от секунды к секунде, изо дня в день, из года в год.
Так как механизмы, турбины ветрогенераторов уже достаточно совершенны, проблема в самом ветре, и это мы изменить не можем. Ветер — это изменяющийся поток энергии низкой плотности, человечество уже давно по разумным причинам перестало его использовать для критически важных транспортных и механических мощностей. Он просто недостаточно хорош.
Дальше — хуже. Ветрогенераторы, кроме стекловолоконных лопастей, состоят в основном из стали и бетонных оснований. Им требуется в 200 раз больше материала на единицу мощности по сравнению с современной газотурбинной установкой комбинированного цикла. Сталь производится с использованием каменного угля — не только для выплавки руды, но и для добавления углерода в сплав. Цемент тоже часто производится с использованием каменного угля. Механизмы «экологически чистой» возобновляемой энергии — это продукты экономики ископаемого топлива, в основном угольной экономики.
Двухмегаваттный ветряк весит около 250 тонн, включая башню, гондолу, ротор и лопасти. Во всем мире для выплавления одной тонны стали требуется около полутонны каменного угля. Добавьте еще 25 тонн угля для производства цемента – и мы получим 150 тонн угля на один ветряк. Итак, если нам нужно строить 350 тысяч ветрогенераторов в год (или несколько меньшее количество больших ветряков) только для того, чтобы покрыть растущие потребности в энергии, потребуется 50 миллионов тонн каменного угля в год. Это около половины всей добычи Европейского союза.
Простите, если вы уже слышали об этом раньше, но у меня в каменном угле есть коммерческий интерес. И теперь получается, что благодаря ему же у меня появляются коммерческие интересы в «экологически чистой» зеленой ветроэнергетике.
Смысл рассмотрения всех этих цифр — показать, что априори абсолютно бессмысленно даже думать, что ветроэнергетика может внести какой-то существенный вклад в мировое производство энергии, не говоря уже о сокращении вредных выбросов, без разрушения планеты. Как много лет назад отметил ныне покойный Дэвид Маккей, арифметика против таких ненадежных возобновляемых источников энергии.
Правда в том, что если вы хотите запитать энергией цивилизацию с меньшим выбросом парниковых газов, нужно сфокусироваться на переводе производства энергии, обогрева и транспорта на природный газ, извлекаемые запасы которого — благодаря горизонтальному бурению и гидроразрыву породы — гораздо богаче, чем мы могли когда-либо мечтать.
Также из всего ископаемого топлива газ производит наименьшее количество вредных выбросов, поэтому интенсивность загрязнения окружающей среды при создании материальных ценностей может даже уменьшиться в то время, как наше богатство продолжит расти. Здорово.
И давайте вложим некоторую часть нашего растущего богатства в атомную энергию и термоядерный синтез, чтобы они могли заменить газ во второй половине этого века. Вот это конструируемое, экологически чистое будущее. Все прочее — политические манипуляции, контрпродуктивные, как и климатическая политика, и, что еще хуже, приводящие ко все большему бессовестному ограблению бедных, чтобы сделать богатых еще богаче.
Литий-ионный коллапс и захороненные лопасти: темная сторона чистой энергетики
Невечные батареи
Европейско-американский бум зеленых технологий порой очень похож на череду необдуманных решений.
Массовое внедрение электромобилей, например, запустили без возможности переработки отработавших своё аккумуляторных батарей.
Надо отметить, это не новость – когда на рубеже XIX–XX веков появлялся автомобиль в классическом понимании слова, никто не заботился о судьбе отработавших своё машин. С тех пор прошло более 150 лет, но подход принципиально не поменялся.
Как утилизировать миллионы литийионных батарей, которые выйдут из обращения в ближайшее десятилетие, до сих пор непонятно.
Сейчас только в ЕС порядка 8 миллионов электрокаров, а к началу 2030-х это число увеличится в 2–3 раза. Только компания BMW к 2030 году планирует собрать не менее 7 млн машин на электротяге.
В настоящее время рециклингу подвергается, по самым оптимистичным подсчетам, не более 10–15 % отработавших своё батарей.
В определенный момент критическая масса будет достигнута, и это вызовет настоящий литийионный коллапс.
Кстати, расчетливые европейцы с японцами уже нашли частичное решение этой проблемы – отправлять подержанные электромобили в Россию.
Несколько лет назад в Европе условный Nissan Leaf был куплен в автосалоне со значительным «зеленым» дисконтом, а сейчас продан за рубеж с небольшой в итоге потерей стоимости. Второй бонус – проблема утилизации мощной батареи теперь не европейская, а российская. Пока у нас в стране зарегистрировано чуть более 6 тыс. электрокаров, но с каждым годом парк машин только увеличивается.
В России на данный момент нет фабрик, ответственных за утилизацию литийионных батарей. А если бы они и были, то далеко не из каждого региона есть возможность вывести батарею весом в несколько десятков, а то и сотен килограмм.
Как, например, доставить тяговый аккумулятор упоминаемого Nissan Leaf, например, из Красноярского края к месту утилизации где-нибудь на Урале?
Гораздо проще купить очередную подержанную батарею, а прежнюю просто выкинуть. Для справки – одна батарейка формата AA заражает до 20 кв. метров земли. А в одной только Tesla Model S таких аккумуляторов около 7 тыс. штук.
Не прогнозируют проблему утилизации гигантского количества батарей и в российском правительстве.
Недавно приняли Концепцию по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года. Не вдаваясь глубоко в суть документа, стоит отметить, что уже через девять лет каждый десятый выпускаемый в России автомобиль будет на электротяге.
В этот фантастичный сценарий, похоже, не верят даже в самом правительстве, так как не запланировали программы дальнейшей утилизации литийионных тяговых батарей. Как вариант развития событий – в ближайшее время все-таки появится очередной проект развития отрасли утилизации батарей с аналогичными перспективами.
И электромобили здесь только часть проблемы.
За последние пару лет число индивидуальных самодвижущихся гаджетов на электротяге увеличилось в 15 раз. В конце концов, эта техника прикажет долго жить, освободив миллионы негодных аккумуляторов.
Срок службы батарей от электрокаров хоть как-то можно продлить использованием в качестве стационарных накопителей энергии, а с аккумуляторами от самокатов все сложнее. В хозяйстве толку от них мало, сдать их как свинцовые батареи некуда, поэтому пользователи чаще всего их просто выбрасывают.
Неэкологичная утилизация
Проблема лития в составе батарей – в высокой стоимости рециклинга: заводам проще закупать природное сырье, чем перерабатывать отслужившие батареи. Поэтому технологии и не догоняют потребности утилизации.
Существующие сейчас приемы переработки никак нельзя назвать экологически чистыми.
Проще всего оказалось батареи просто сжечь, восстановить часть металлов, а все остальное превратить в шлак. К слову, в шлаке остается навсегда литий, алюминий, кальций и другие элементы. Доставать это добро никто не собирается, и отходы просто добавляются в состав бетона. О том, что металлы все равно рано или поздно попадут в природу, никто особо не задумывается. Не говоря уже о больших объемах токсичных газов, выделяемых при горении, которые опасны даже после очистки.
Есть и более примитивный способ механической переработки, заключающийся в простом измельчении батарей с последующим разделением компонентов.
Но, во-первых, при таком производстве велика вероятность воспламенения литийионных батарей. Одна испортившаяся в процесс перевозки батарея способна спалить на корню цех переработки – тушить горящий литий очень непросто.
Во-вторых, производительность подобных фабрик механического разрушения слишком низкая. Придется занять приличные территории, прежде чем удовлетворить постоянно растущий утилизационный спрос.
Резать и закапывать
Второй, но далеко не единственной, проблемой широко рекламируемого «зеленого» перехода стали лопасти ветрогенераторов.
Как и любые механические устройства, они имеют свойство изнашиваться и требуют замены. Только вот семитонную сорокаметровую лопасть очень непросто пристроить. Все дело в материале – легком и прочном композите, который почти не поддается вторичному использованию.
На первый взгляд, эта проблема кажется не столь важной – не так часто ветрякам требуется замена лопастей. Конечно, не часто, только вот ветряков на планете развелось очень много, и только в Соединенных Штатах каждый год выбрасывают более 8 тыс. лопастей. В Европе в ближайшие восемь лет выведут из эксплуатации около 5,7 тыс. ветряков, а это более 17 тыс. лопастей.
Если литийионные аккумуляторы можно хотя бы попытаться утилизировать на редких перерабатывающих предприятиях, то с композитными конструкциями вообще ничего не сделать полезного.
Самое простое – распилить алмазными дисками для удобства перевозки и просто закопать. Так поступают в американских штатах Вайоминг, Южная Дакота и Айова. Десятки квадратных километров занимают под захоронения «зеленых» технологий. Композит сотнями лет не разлагается в природе, особого вреда не приносит, но «кладбища турбин» практически навсегда изымаются из хозяйственного оборота.
Американцы с их бескрайними прериями могут себе позволить закапывать останки «электрических мельниц», чего нельзя сказать о тесной Европе. Однако делать нечего, и Евросоюз вынужден одобрять подобное.
Пока только Германия, Австрия, Нидерланды и Финляндия запретили на своей территории закапывать лопасти ветряков. Альтернативой может стать старое доброе сжигание лопастей, с последующей утилизацией угля в составе бетонных смесей. Токсичный газовый хвост и большие затраты такого способа заставляют искать новые подходы.
Частичным решением может стать механическое и очень энергоёмкое измельчение лопастей с последующим добавлением полученного продукта в пластмассы. Или, например, прессовать его и изготавливать напольные покрытия. Но этот процесс эффективен только на 40 % – остальное приходится выбрасывать.
Кроме этого, не решается вопрос с наполненной композитами пластмассой, которую позже так или иначе придется утилизировать. В поисках решения датчане из Vestas предлагают создавать лопасти из утилизируемого на 100 % материала. Пока, правда, нет готовых образцов, а серийной технология может стать только к 2040 году.
Экологически чистые источники энергии, как показывает практика, несут с собой ворох трудноразрешимых проблем.
С одной стороны, «зеленые» технологии действительно снижают зависимость от ископаемого топлива.
А, с другой – энергия, потраченная на утилизацию, может съедать немалую часть выгоды.
К этому добавляются риски, связанные с нестабильной ветреной погодой, способной остановить тысячи ветряков и поднять цены на традиционное топливо.
В любом случае чрезмерно быстрый «зеленый» переход не кажется таким уж спасительным для планеты, как в самом начале истории его анонсирования.