ВСЕ БОЛЬШЕ СОМНЕНИЙ ВЫЗЫВАЕТ ИДЕЯ О ТОМ, ЧТО ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ МОЖНО ЧЕРПАТЬ СКОЛЬКО УГОДНО ЭНЕРГИИ

АКСЕЛЬ КЛАЙДЕН из Института биогеохимии Макса Планка в городе Йене (Германия) пришел к выводу, что ошибочно полагать, будто такие источники энергии, как ветер и волны, можно рассматривать как по-настоящему возобновляемые. Если построить столько ветровых электростанций, сколько требуется, чтобы заменить ископаемые энергоносители, то это лишит атмосферу значительного количества энергии. По масштабам это сопоставимо с серьезными климатическими изменениями.

Этот физик утверждает, что удовлетворение значительной части энергетических потребностей человека за счет ветра или волн приведет к тому, что на Земле появится дефицит энергии, получаемой от Солнца. По сути, говорит он, мы будем опустошать «зеленые» источники энергии. Его выводы основываются на законах термодинамики, которые со всей очевидностью показывают, что только незначительная часть солнечной энергии, достигающая Земли, может быть использована для нужд человека.

Когда солнечные лучи достигают атмосферы нашей планеты, какая-то их часть создает ветры и океанские течения, испаряет воду с поверхности и возносит ее в небо. Значительная часть энергии рассеивается как тепло, которое мы не можем использовать.

В настоящее время люди поставили себе на службу не более одной десятитысячной всей энергии, поступающей от Солнца. Однако эта величина обманчива, считает Клайден. Вместо нее мы должны учитывать, сколько полезной энергии, называемой на языке термодинамики «свободной», можно взять из глобальной системы и какое воздействие это окажет (речь идет о той энергии, которая может совершать работу, например крутить ветряки, турбины волновых станций или, если речь идет о свете, превращаться в электричество солнечными батареями).

На сегодняшний день мощность энергосистемы мира составляет примерно 47 триллионов ватт, если считать вместе с «лошадиными силами» всех автомобилей. Приведенная величина соответствует примерно 5—10% свободной энергии, доступной на Земле!

«Долю потребляемой энергии трудно подсчитать точно, — объясняет он, — но с уверенностью можно сказать, что мы используем больше свободной энергии, чем идет на все геологические процессы». Другими словами, мы оказываем большее влияние на энергию Земли, чем все землетрясения, вулканы и движения тектонических плит, вместе взятые.

Как бы радикально ни звучало вышеприведенное утверждение, оно воспринимается совершенно серьезно. «Клайден находится на переднем крае новой волны исследований, — говорит Питер Кокс, исследующий динамику климатической системы Земли в Эксетерском университете (Великобритания). — Теория, раскрывающая термодинамику систем Земли, поможет понять, какими параметрами ограничено человечество в потреблении ресурсов, необходимых для устойчивого развития». Действительно, расчеты Клайдена имеют большое значение для реформ энергоснабжения.

«Широкомасштабное применение ветровой энергетики не может не оставить своего отпечатка на атмосфере, — считает Клайден. — Используя с каждым годом все больше свободной энергии, мы "осушаем" энергетический резервуар». По его мнению, это сначала проявится в ветровой энергетике, преимущества которой не смогут окупиться из-за отрицательного воздействия на энергетический потенциал Земли.

Используя модель глобальной циркуляции, Клайден обнаружил, что количество энергии ветра, которую мы можем поставить себе на службу, нужно делить как минимум на 100, если учитывать уменьшение свободной энергии из-за воздействия ветровых генераторов. Теоретически нет ничего невозможного в том, чтобы получать до 70 ТВт в глобальном масштабе, но это обязательно приведет к серьезным последствиям.

Ветры не стихнут, но если извлекать столь много энергии из атмосферы, то это может изменить климат в масштабах, сопоставимых с эффектом от удвоения концентрации диоксида углерода (Earth System Dynamics, DOI: 10,5184/esd-2-l-2011).

«Это очень интересная точка зрения, потенциально имеющая большое значение, — считает метеоролог Мартен Амбаум из Университета Ридинга (Великобритания). — Количество энергии, потребляемое человечеством, весьма значительно — если сравнивать его с общим количеством свободной энергии в системе Земли. Если же мы не будем оперировать понятием "свободная энергия", то придем к совершенно неверным выводам относительно доступного нам потенциала природных энергоресурсов».

Солнечная энергия превращается в полезную, свободную энергию воздушных и океанских потоков, а также в химическую энергию, запасаемую при фотосинтезе. Ветряки забирают эту свободную энергию, превращая в электричество. При использовании человеком оно более чем на 90% рассеивается в виде тепла, «бесполезной» энергии.



Подобные выводы можно сделать не только в отношении ветровых или волновых электростанций.

Солнечные батареи напрямую забирают и преобразуют в электричество свет, который в ином случае нагревает землю и вносит свои вклад в климатическии баланс планеты, включая направление и силу ветров, испарение влаги и т.д. Конечно же, влияние солнечных батарей на климат сможет проявиться, только если их станет слишком много. С другой стороны, в тех местностях, которые сейчас получают избыточное количество солнечного тепла и мало влаги, эффект от фотоэлементов может быть, напротив, положительный — избавление от перегрева, и перенаправление потоков энергии, уже в виде электричества, в другие места.

В любом случае, заключает Клайден, необходимо яснее, чем прежде, представлять себе последствия использования возобновляемых источников энергии: «Нам трудно убеждать инженеров, работающих над ветровыми генераторами энергии, в том, что важны не только КПД отдельного ветряка или ветровой фермы, но и то, сколько полезной энергии может генерировать природа, и что всю ее забирать нельзя». Клайден уверен: представление о том, что мы можем брать неограниченное количество возобновляемой энергии из окружающей среды, — это такая же фантазия, как и рассуждения о вечном двигателе.

Удовлетворение значительной части энергетических потребностей человека за счет возобновляемых источников приведет к тому, что на Земле появится дефицит энергии, получаемой от Солнца.