Пролог: Мегатренд альтернативной энергетики в эпоху соперничества великих держав - Александр Мирчев Страница 33

Беспорядочный характер технологического прогресса может привести к появлению ряда новых уязвимостей в сфере безопасности. Технологии четвертой промышленной революции играют важную роль в реализации интеллектуальных сетей и взаимосвязанных активов. В то же время эти технологии создают новые угрозы, такие как кибератаки. Растущая взаимосвязь и доступность энергетических систем означает, что конфликты могут оказать опосредованный эффект на энергетические рынки и цены. Развитие технологий, таких как, например, встроенная в сеть электрогенерация, делает энергосистемы более уязвимыми. Неопытность мирового сообщества в борьбе с крупномасштабными кибератаками в сочетании с более широкими возможностями государственных и негосударственных акторов повышает вероятность того, что будущие войны и атаки будут иметь более значительный киберкомпонент.

Непредвиденные технологические прорывы в сфере альтернативной энергетики могут радикально изменить существующие технико-экономические отрасли, такие как транспорт и строительство. Вдобавок технологическая революция создает новые и порой неожиданные факторы роста спроса на энергию, которые, в свою очередь, могут стимулировать развитие производства возобновляемой энергии. Например, в 2018 г. аналитики из финансового американского конгломерата Morgan Stanley отметили, что энергия, необходимая для майнинга криптовалют, способна соперничать со всем энергопотреблением Аргентины, способствуя росту мирового спроса на энергию на 0,6 %. Это может стимулировать новые усилия по использованию возобновляемых источников энергии, прежде всего в странах, наиболее вовлеченных в процесс майнинга криптовалюты[288]. Действительно, в мире глобализации технологическое развитие определяет мощь, но для развития технологий требуется мощность.

1.2. Жизнеспособность альтернативной энергетики: проблемы, которые необходимо решить, чтобы обеспечить актуальность мегатренда для безопасности в будущем

Являясь одновременно движущей силой и предпосылкой мегатренда альтернативной энергетики, технологическая революция задает тон его развитию и развитию лежащих в его основе технологий.

Однако сложной задачей является не только перевод технологии из разряда перспективных в разряд революционных. Само технологическое влияние на мегатренд может иметь неблагоприятные последствия для рынков и экономических отношений. Эти последствия сопряжены с различными формами экономических, технологических и социально-политических внешних эффектов, которые повлияют на будущее мегатренда.

Поскольку существующие технологии использования возобновляемых источников энергии пока не могут адекватно ответить на уровень энергетического спроса, существует ощущение неотложности их развития[289]. При этом не учитывается тот факт, что технологии альтернативной энергетики требуют более полного тестирования и оценки. Это сдерживает их более активную разработку и внедрение. Недостаточно изученными остаются, например, такие вопросы, как полный жизненный цикл возобновляемых источников энергии (от производства до утилизации) и возможность применения некоторых технологий в промышленных масштабах. Перспективы всестороннего тестирования технологий зависят в значительной степени от достижения и выполнения многосторонних соглашений, регулирующих международное применение альтернативной энергии, таких, например, какие были предусмотрены проектом Desertec[290] в пустыне Сахара.

Системы альтернативной энергетики сталкиваются со значительными технологическими ограничениями, которые препятствуют их развитию и возможности полноценно дополнять традиционное ископаемое топливо. К таким ограничениям относятся прерывистость, проблемы, связанные с передачей энергии и емкостью систем хранения, уязвимость инфраструктуры. Воздействие мегатренда альтернативной энергетики, вероятно, станет в значительной степени определяться тем, как будут преодолеваться недостатки существующих технологий. Ответом на технологические трудности могут стать достижения, которые повлекут за собой нелинейный прорыв. Проще говоря, негативные факторы превратятся в позитивные, препятствия на пути – в открытые ворота.

1.2.1. Прерывистость и ее преодоление: в поисках возможностей обеспечить своевременные поставки

Прерывистость – одна из наиболее серьезных проблем для широкой интеграции возобновляемых источников энергии. Поскольку солнечные и ветровые технологии являются прерывистыми, их использование сопряжено с колебаниями выработки электроэнергии и не может обеспечить базовую нагрузку (дневной минимум потребления) в периоды пикового спроса[291].

Устранение перебоев увеличивает затраты на внедрение и без того дорогостоящих альтернативных источников энергии. Даже сейчас для стабилизации энергоснабжения необходимо поддерживать большие запасы ископаемого топлива, что в значительной степени сводит на нет смысл инвестирования в альтернативную энергетику. Кроме того, могут возникнуть ситуации, когда избыточные мощности будут представлять собой опасность для энергосистемы. Для обеспечения стабильности поставок все равно необходима обычная инфраструктура. Это влечет за собой строительство резервных генераторов природного газа, поскольку атомные или угольные станции не могут быть запущены в мгновение ока. Помимо этого, для подключения регионов с меньшей прерывистостью – например, ветреных или солнечных пустынь или равнин – к основным сетям потребуется дорогостоящая инфраструктура.

Проблема прерывистости не является неразрешимой. Электрические сети способны адаптироваться к переменным нагрузкам от газовых, гидро-, атомных и угольных электростанций. В случае с ветром с прерывистостью можно справиться, если уровень его использования ниже 20–25 % от мощности сети. Сложнее, когда энергия ветра составляет бо́льшую часть общего энергоснабжения сети, поскольку переменная сила ветра может потребовать резервной генерации в периоды спада и привести к непроизводительным затратам энергии при сильном ветре. Решение этой проблемы требует комплексного подхода к разработке новых форм хранения и использования энергии. Отсюда также вытекает необходимость обеспечения сетей возможностью перенаправления энергии при необходимости[292].

1.2.2. Недостатки передачи: улучшение существующей сети

Отсутствие адекватной инфраструктуры передачи энергии представляет собой серьезную проблему для широкого применения альтернативной энергетики. Массовое внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии повлияет на электросети. Например, гибридные электромобили и прочий электротранспорт требуют нового подхода к управлению электросетями с соответствующими инвестициями и расходами на крупномасштабные ветровые и солнечно-тепловые электростанции[293]. Разнообразие источников энергии также поднимает вопрос об интеграции производимой энергии в региональные и международные системы электропередачи[294]. Тем не менее уже разрабатываются решения этих проблем, о чем свидетельствует последовательное снижение стоимости солнечной энергии[295].

По общему признанию, альтернативная энергетика требует сложной инфраструктуры, которая позволит интегрировать ее в глобальную систему передачи энергии – так называемую умную электросеть[296]. Инфраструктура умной электросети, наряду с расширенными возможностями хранения и передачи энергии, позволит снизить влияние нестабильности возобновляемых источников энергии. Развитие технологии умных электросетей, а также интеграции возобновляемой энергии в существующие сети играют ключевую роль в достижении целей энергетической политики и развитии технологий. Некоторые из этих целей включают повышение потребительской эффективности, расширение роли новых технологий и видов топлива в современных инфраструктурах, а также обеспечение большей безопасности поставок электроэнергии[297].

1.2.3. Ограничения емкости хранения: больше мощности… больше плотности

Ограничения по мощности накопителей – еще одно препятствие для внедрения альтернативной энергетики. Накопление энергии, вероятно, станет тем фактором, который определит целесообразность использования возобновляемых источников энергии и реальное влияние мегатренда альтернативной энергетики. Существуют различные технологии хранения энергии. Они позволяют накапливать энергию в периоды обильного электроснабжения и отдавать ее при высоком спросе. Эти технологии обеспечивают резервное питание, выравнивание нагрузки и стабилизацию частоты,