Сохраняющееся доминирование ТЭС вполне объяснимо. Теплоэлектростанции отличаются сравнительной простотой и дешевизной возведения, их работа не зависит от погодных условий, географические факторы также не играют особой роли при размещении генераций, главный критерий – доступность топливных ресурсов и стоимости доставки электроэнергии до конечного потребителя. Наконец, по себестоимости кВт·ч ТЭС намного экономичнее генераций, использующих нВИЭ.
Для ЮАР, Индонезии, Казахстана и многих других стран, имеющих собственную богатую ресурсную базу, тепловая энергетика играет практически исключительную роль. Для большинства остальных – формирует значительную часть энергобаланса. Таким образом, все крупнейшие производители электроэнергии в мире также являются лидерами по выработке энергии на ТЭС (табл. 8).
Рис. 7
Белхатувская ТЭС (5420 МВт) (Польша). Крупнейшая ТЭС Европы
Фото: © PGEGiEK
В структуре мировой тепловой генерации лидирующие позиции за собой оставляет уголь, на долю которого приходится 58 % первичного топлива. Интересно, что в числе наиболее карбонизированных оказываются наиболее крупные и инновационные экономики мира: Китай, Индия, США и Япония.
На газ приходится 37,5 %. Лидеры по его использованию – США, Россия, Япония и Иран.
Нефть (продукты нефтепереработки, мазут и дизель) как первичный источник электроэнергии не очень востребована. Этот вид топлива применяется как резервный или в малых автономных ТЭС. Поэтому лишь около 4 % мировой тепловой энергетики можно считать нефтезависимыми. Хотя в ряде стран мазут или дизель как энергоносители используются намного активнее: Саудовская Аравия (32,7 %), Бразилия (14,9 %), Аргентина (11,1 %), Мексика (10 %), Иран (9 %), Египет (8,4 %). В скобках указана доля мазутных или дизельных генераций от суммарной выработки ТЭС данной страны.
Развитие тепловой энергетики в среднесрочной перспективе будет неоднородным и во многом противоречивым, определяясь в значительной степени макрорегиональными различиями и спецификой. О чем мы подробнее поговорим ниже.
Энергию текущей (падающей) воды человек начал использовать более 2000 лет назад – именно тогда появились прообразы водяных мельниц в античных цивилизациях Средиземноморья и Древнего Китая. На протяжении двух тысячелетий силой падающей воды приводились в движение мельничные жернова, насосы, кузнечные молоты. Почти одновременно с началом использования электричества для его производства стала применяться энергия падающей воды. Первые ГЭС в США и Европе заработали на рубеже 1870–1880-х гг. Гидроэнергетика России ведет свою историю с 1892 г. – момента запуска Берёзовской ГЭС на реке Берёзовке, притоке Бухтармы, на Алтае.
Таблица 8
Страны-лидеры по выработке электроэнергии на ТЭС
По формальным критериям гидроэнергетика вполне может считаться «чистой», или углеродно-нейтральной, то есть отвечающей требованиям зеленой повестки. Гидроэнергетику, которая используется уже почти полтора века, нельзя назвать генерацией на основе нВИЭ.
Гидроэнергетический потенциал рассчитывается по формуле E = mgh, где m – это масса воды (часть объема стока), а h – высота падения воды (перепад высот от истока до устья). Таким образом, при проектировании ГЭС можно максимизировать выработку либо за счет использования большого объема стока, либо значительного перепада высот.
Эффективность ГЭС определяется показателем модуля стока (объем воды, поступающий в водоток с единицы площади бассейна в единицу времени), а также частотой повторений маловодных лет, не позволяющих заполнить резервуар водохранилища до отметки нормального подпорного уровня (НПУ). При недостаточных запасах воды уменьшается и прогнозное значение выработки электрической энергии.
Гидроэнергетика обладает рядом существенных технико-экономических и экологических преимуществ:
1. Низкая себестоимость производства кВт·ч, что способствует повышению привлекательности региона, где базируется ГЭС.
2. Возможность оперативного реагирования на изменение уровня потребления в сети, что позволяет использовать ГЭС для покрытия полупиковой и пиковой зон суточного потребления, а также в качестве резервной мощности в экстренных ситуациях.
3. Создание водохранилищ, позволяющее регулировать водный баланс страны и своевременно обеспечивать гидроресурсами промышленность, АПК, ЖКХ и туристический сектор.
4. Использование плотин для защиты от подтопления нижележащих территорий, что особенно актуально для семиаридных и аридных областей.
5. Использование сооружений ГЭС для сохранения уровня гарантированных глубин речного фарватера, обеспечивающего бесперебойную работу водного транспорта.
6. Отсутствие прямых выбросов в атмосферу.
Главными недостатками в основном крупных напорных ГЭС являются:
● высокая стоимость и длительные сроки строительства, значительные капиталовложения, длительный инвестиционный цикл ГЭС, отталкивающий частных инвесторов;
● затопление и вывод из оборота земель;