|
Почему солнечные панели и ветряки нерентабельны. Разбираем все нюансы.
Многие утверждают, в частности в комментариях под статьей "Последний гвоздь в крышку гроба солнечных панелей и ветряков"[1], что солнечные панели и ветряки рентабельны и даже имеют EROEI от 10 до 15, что означает, что за всё время своей эксплуатации они дают в 10-15 раз больше энергии, чем тратится на их производство, а значит и углеродный след от них в 10-15 раз меньше, чем от тепловой генерации.
И даже приводят вот такой график стоимости энергии от различных источников [2]:
Себестоимость электрогенерации разными способами
Забегая вперед, можно сказать, что любой торговец рынка, глядя на этот график, сказал бы, что торговать электроэнергией, полученной с тепловых угольных и газовых станций, а так же АЭС не выгодно и кто ими торгует - разорятся.
Тем не менее почему-то именно торговцы самой дешевой энергией получают дотации, а торговцы дорогой энергией вынуждены эти дотации оплачивать.
Давайте максимально подробно разбираться как обстоят дела в реальности, и где "собака порылась"!
Такие разные Джоули
Энергия может измеряться в разных физических единицах.
В физике в Джоулях (СИ).
В энергетике и в жизни, исторически так сложилось, в кВтч, калориях, килограммах и даже объемных единицах - литрах и баррелях.
Казалось бы, ничего страшного - можно легко пересчитать.
Например, 1 кВтч равен 3 600 000 Дж.
Но не всё так просто. Пересчёт зависит от того, какую энергию считают!
Например, если надо отопить дом, то, включив, например, утюг и получив 1кВтч получится столько же тепла, сколько от сгорания 73 грамм природного газа [3].
Но если надо сделать механическую энергию (работу), то пересчет резко меняется.
1 кВтч электричества практически без потерь перейдёт в механическую энергию, а вот тепловой энергии надо в 2,5 раза на больших электростанциях (КПД 40%) и в 3 раза в домашних условиях (бензогенератор, КПД 33%), то есть уже около 200 граммов природного газа.
Это физика и её не "перепрыгнешь".
Такая же разница наблюдается, например, в хлебе. Если посчитать сколько в хлебе содержится калорий, то выяснится, что их значительно меньше чем затрачено на его производство человеком. А если еще учесть энергию Солнца, которую получает пшеница, так вообще.
Это следствие того, что это не просто энергия, а энергия в определенном виде, которая может быть потреблена человеком. Обратите на это внимание. Этот факт еще потребуется в дальнейшем.
Есть ещё разница, но она относится уже к экономике и про неё будет чуть позже.
Как считается физический EROEI
Чтобы корректно подсчитать всю затраченную на производство энергию, надо, грубо говоря, поставить на заводе счётчики энергоресурсов и посмотреть сколько нефти, газа, угля и электроэнергии потребил завод и сколько продукции он выпустил.
Смежники
И вот здесь наступает 1-й пробел в расчетах.
Энергетические затраты несёт не только конечный завод, но и поставщики комплектующих. Крупных смежников, например, поставщиков основного сырья, учитывают, а вот "мелочь", которой очень много - нет!
Если используется шуруп, то от поставщика шурупа нужно так же получить сколько он затратил энергии на производство этого шурупа и приплюсовать к затратам энергии на производство.
И так по всем цепочкам. Начиная с добычи руды и других полезных ископаемых, в том числе углеводородов, не для целей получения энергии, а для целей производства, какого-либо продукта, например, пластмассы.
И авторы расчётов не утруждают себя подсчётом всех "копеек", по крайней мере, я нигде не видел позицию "энергические затраты на производство шурупов, которые используются для сборки". А в сумме эти копейки могут давать какой угодно большой вклад.
Пока не посчитаешь не узнаешь.
Оборудование
В тех же оценках энергетических затрат, что мне попадались, авторы даже не пытаются оценивать основные фонды (сами станки для производства) и энергию затраченную на их производство. Но без них невозможен выпуск продукции. Фактически, это "одноразовые" смежники из предыдущего пункта.
Труд
И уж совсем никак не учитываются энергетические затраты на труд.
Можно конечно рассуждать, что дорогой людской труд со временем заменят роботы, "скорость которых ограничивается только сопротивлением воздуха" (© Илон Маск), но, как минимум, тогда надо учесть энергию, на производства этих роботов и энергию, которую они будут потреблять для своей работы.
И не факт, что энергетически это окажется выгоднее ручного труда! Опять таки, Илон Маск с его палаткой, где мексиканцы вместо роботов собирали электромобили Тесла, не даст соврать!))
Но как учитывать труд с точки зрения затраченной энергии?
- По той энергии, которую человек "оставляет" на заводе? А если это оператор, который только на кнопки нажимает или просто контролёр, который следит за показания приборов?
- По всей (или доле) энергии, которую человек получает для своего существования? Условно говоря, по дневной пайке хлеба?
- По энергии, которую надо затратить, чтобы вырастить и приготовить эту пайку хлеба?
- (см. выше про энергетику хлеба)
Но это только еда. Как и в случае с оборудованием для завода, для жизни человека нужна не только еда, но жилье, транспорт, продолжение рода и энергетические затраты, не только на сам процесс, но и на выращивание потомства.
Есть и совсем непонятные энергетические статьи. Некоторые даже рассматривают их как "паразитные".
Например, отпуск на море или поход в кино или казино. Или стрижка любимой собаки у собачьего парикмахера. Должны ли эти энергетические затраты включаться в энергетическую стоимость выпускаемой продукции?
Как видно, вопросов очень много. Пока оставим их без ответа и перейдем к следующей проблеме, которая как раз и связана с последним вопросом.
Прибыль
Или, если хотите, в терминах марксизма - прибавочная стоимость. Казалось бы при чем здесь энергия вообще, когда это финансовая и даже виртуальная категория, с учетом того, что сейчас это нолики на электронных счетах?
Но прибыль в итоге тратится на получение энергии - в виде новых станков, для расширения производства или даже новой секретарши, с пониженной социальной ответственностью.
Можно сказать что, как минимум, часть "паразитных" категорий, на которую идет прибыль, можно не учитывать. Но будет ли без этих паразитных категорий предприниматель строить завод, эксплуатировать его и так далее? Не предпочтет ли он тогда уехать в Таиланд, жить под пальмой, а есть падающие на него кокосы и бананы? Не останется ли мир тогда вообще без панелек и ветряков?
Да, в истории известны случаи когда люди работали реально за пайку хлеба и были рады. Но мы всё-таки рассматриваем более-менее свободный рынок, где и предприниматели и работники выполняют свои функции не по внешнему принуждению, а исходя из внутренних стимулов, даже если это "тупое" желание заработать.
Итоги
Поведем итоги - какие систематические ошибки допускают при подсчете энергетических затрат на производство панелей и ветряков:
- Не учитывается часть технологических процессов и комплектующих.
- Не учитываются энергетические затраты на труд.
- Не учитываются энергетические затраты на мотивацию предпринимателей и расширение производства.
И совершенно непонятно как эти затраты считать... опрашивать работников и предпринимателей какое у них потребление?
Относительный EROEI
Некоторые говорят, что хотя методика EROEI не без недостатков, но если по одинаковой методики считать, то относительно друг друга различные виды генерации будут занимать "правильное" положение с точки зрения себестоимости электричества. И ВИЭ имеет EROEI больше 1, около 10-15, как уже отмечалось в начале статьи, а их убыточность вызвана пока более высоким EROEI у нефти, газа и угля.
Но по мере исчерпания легкодоступной ископаемой энергии, когда её EROEI станет меньше EROEI ВИЭ, то экономически именно ВИЭ станет рентабельной, а ископаемое топливо наоборот начнёт терпеть убытки. А так как её никто не будет поддерживать различными дотациями, генерация на ископаемом топливе умрет и останется только чистая энергия панелек и ветряков.
Но это не так.
- Так как процессы имеют разную долю неученых технологических цепочек и труда (прибыль можно принять равной), то и их "не учёт" будет приводить к искаженной картинке. И может даже привести к перестановке их местами, с точки зрения себестоимости.
- Панельки и ветряки производятся с использованием классической генерации, на ископаемом топливе, так как в мире только около 4% (5,2% по провальному 2020 году, когда сократилась классическая генерация, а ВИЭ не трогали как священную корову).
И понятно, что по мере падения EROEI добычи ископаемой энергии, будет падать и EROEI панелей, без относительно того, больше он или меньше единицы!
Финансовый EROEI
Как видим, метод EROEI для оценки рентабельности добычи энергии хотя и методологически обеспечивает совершенно правильный подход, в конкретной реализации имеет существенные фундаментальные недостатки, которые не представляется возможным исправить более менее корректным способом.
Между тем человечество давно уже изобрело способ оценки затрат, в том числе энергетических. И название ему - деньги.
Да, этот метод тоже не лишен недостатков, особенно в условиях современной финансовой системы. Но зато в нем автоматически учитываются все энергетические потребности производства, его работников и владельцев.
Но если использовать данный метод внутри одной страны и не будет межстрановых перекосов по обменным курсам, то будут получаться очень точные результаты по соответствию возврата финансовых инвестиций / финансовые инвестиции и EROEI.
Примечание:
учитывая, что основное производство солнечных панелей находится в Китае, и что курс юаня недооценен в ~1,5 раза, то реальная стоимость китайских панелей ДО 1,5 раз выше, чем они стоят сейчас для Европы. Так как понятно, что не всё в Китае имеет внутрикитайские цены.
Нефть получается по мировым ценам,
а газ хоть и дешевле чем в Европе, но все же импортный.
Хотя есть и местный, дешевый китайский уголь.
То есть, из этих рассуждений становится понятно, что оценивать энергетическую эффективность исходя из финансовой значительно более правильно, чем пытаться посчитать энергетическую, так как последний подсчет будет с большими ошибками.
Пример использования
Но, может быть, это всё - общие рассуждения, не имеющие ничего общего с реальной жизнью? Давайте попробуем применить этот метод на практике.
Пусть вы находитесь в США и у вас имеется сумма Х долларов, например, миллион или миллиард. Рассмотрим несколько вариантов вложения этой суммы.
Вложение в месторождение нефти или газа
Вы выкладываетесь в месторождение. У вас есть изначальные затраты на покупку разрешения у правительства, покупку/аренду земли, геологоразведку, обустройство месторождения и текущие затраты на добычу и транспорт нефти. Вам не нужно просить специальные условия для реализации продукции. Вы подстраиваетесь под рынок.
Опыт нефтяных компаний говорит о том, что в таких условиях они останутся в прибыли, при том, что они не получают от государства никаких дотаций, а наоборот платят ему налоги и другие отчисления.
Вложение в электроэнергию
Альтернатива - купить на рынке топливо для электростанций и теперь вам она должна столько-то оптовой электроэнергии.
При этом электростанции так же не получают никаких дотаций, а наоборот платят государству налоги и платят отчисления в пользу ВИЭ.
Здесь, предположим, что у вас нулевая или незначительная прибыль. Так как вы никакую нефть, уголь и газ не добываете, а просто купили ресурсы на рынке и переработали в электричество.
Вложение в солнечные панели и ветряки
И тут вам приходит гениальная мысль, что неплохо бы приумножить свой капитал, используя бесплатную энергию Солнца и ветра!
И вы на всю сумму Х покупаете солнечные панели в Китае. Можно даже рассчитаться бартером - вы им электроэнергию в США, они вам панельки.
Привозите панельки в Штаты и монтируете.
И тут обнаруживаете, что за всё время, которое вы будете получать бесплатную электроэнергию с панелей, вы её получите меньше, чем если бы просто сразу купили кВтч на электростанциях на всю эту сумму. И, соответственно, у вас энергетические и финансовые убытки.
Тогда вы бежите к экоактивистам, рассказываеет им про научный консенсус о потеплении на земле.
Затем вы вместе с экоактивистами и брызжущей слюной Гретой Тумберг, идете в правительство и рассказываете, что вы спасаете планету и что без вас планета умрет - её затопят растаявшие ледники, из-за выбросов СО2 все поджарятся как у чертей на сковородки и все такое.
Правительство пугается и вы получаете дотации в том или ином виде... и у вас получается выйти в ноль или даже что-то заработать.
Вид дотаций может быть достаточно разный. О тех, с которыми я сталкивался, расскажу в отдельной статье.
Применение финансового EROEI
В заключение хочу привести пример из собственного опыта использования финансового EROEI.
Мы посчитали почём будет получаться стоимость кВтч при установке солнечных панелей у нас на даче [4]. Желающие могут ознакомиться с подробными расчётами. Сейчас только возьмем результаты:
- Автономная солнечная панель без сети и аккумуляторов:
4,9 рубля/кВтч.
И жизнь будет мало отличаться от жизни в 18 веке))
- Солнечная панель и аккумуляторы:
30 рублей/кВтч.
Не разумно, проще использовать бензогенератор с ценой около 12-15 рублей/кВтч.
- Солнечная панель и сетевое электричество:
4,9 рубля/кВтч.
В этом варианте имеется дотация со стороны сетей (если не понятно как и почему - будет отдельная статья), но жизнь имеет привычный вид с получением электричества по требованию, а не по приходи природы.
Как видно во всех вариантах стоимость получается дороже, чем мы получаем по сети (2,2 рубля/кВтч.)
Но давайте нивелируем курсовую разницу с Китаем, где изготавливают солнечные панели и аккумуляторы.
Для этого надо понизить курс доллара относительно рубля в 2 раза. Все рублевые цены внутри России при этом остаются неизменными, в том числе на электроэнергию.
Не важно, в данном контексте, как это можно сделать, хватит ли валютных резервов, и какими налогами, пошлинами и т.д. будет обеспечено неизменность внутренних цен.
Тогда цена кВтч становится 2,4 рубля. Для нас ещё дорого, но в некоторых регионах [5] уже становится выгодно устанавливать солнечные панели!
Уравняем курс не с Китаем, а с Европой. Китайский курс занижен в 1,5 раза относительно европейской валюты.
Тогда цена кВтч становится 1,6 рубля. Это уже выгодно и для нас!
Смотрите как интересно получается. Физический EROEI вообще никак не меняется от наших манипуляций обменным валютным курсом. При этом финансовый EROEI меняется и именно он позволяет узнать выгодно или нет использовать солнечные панели!!
Надеюсь, теперь, исходя из общих рассуждений и конкретных примеров, вам совершенно понятно, что текущие параметры ВИЭ убыточны и потребляют больше "грязной" энергии при своём производстве, чем дают чистой при своей работе. А значит и оставляют бОльший углеродный след. И производство панелек и ветряков не способствует снижению скорости нагревания планеты, а наоборот ускоряют этот процесс.
P.S.
Я вовсе не против развития ВИЭ. Но надо проводить исследования, искать новые способы экономного производства ВИЭ. И только когда эти способы будут найдены, начинать повсеместное и широкое их внедрение!
А текущее внедрение ветряков и панелей стоит на 2-м месте по дурости после сжигание электричества на майниг различных криптовалют.
Ссылки и источники:
Последний гвоздь в крышку гроба солнечных панелей и ветряков
Себестоимость электрогенерации разными способами
Калькулятор энергии
Что выгоднее: солнечные панели или подключение к электросетям
Тарифы на электроэнергию по регионам России
| |
