В Цюрихе ограничат масштабы установки солнечных панелей

На солнечную энергию в Швейцарии приходятся чуть менее 4% производства собственной электроэнергии. © Keystone / Christian Beutler

Государственная компания по страхованию зданий кантона Цюрих (Gebäudeversicherung Kanton Zürich GVZ) ограничила масштабы установки солнечных панелей на фасадах крупных зданий исходя из соображений пожарной безопасности. Сторонники «защиты климата» возмущаются, мол, это решение наносит удар по перспективам достижения страной «климатических целей». 

В соответствии с новыми нормами застройщик, планирующий в кантоне Цюрих построить многоэтажное здание высотой более 11 метров и оборудовать его фасад солнечными панелями, теперь должен будет доказывать, что действующие в этом здании противопожарные нормы и технологии не дадут, случись что, распространиться пожару сразу по всему зданию.

Об этом сообщила газета Tages-Anzeiger. Такое решение было принято в связи с тем, что с недавних пор энергетические солнечные панели лишились права претендовать на звание «негорючих» материалов в категорию «трудновоспламеняемые». Причина – пластиковые разъемы и фольга, применяемая в фотоэлектрических элементах. А это означает, что риск возникновения пожара хотя и небольшой, но есть.

Давид Галеш (David Galeuchet), кантональный парламентарий от «Партии зеленых» и вице-президент лоббистской ассоциации Swissolar, сообщил газете Tages-Anzeiger, что ему известно по меньшей мере о двух дюжинах проектов по установке панелей, заблокированных по причине их несоответствия новым противопожарным нормам.

«Все это затормозит процесс перехода на солнечную энергию как раз в то время, когда она так необходима для достижения климатических целей Швейцарии», — утверждает Давид Галеш. Напомним, что в глобальном масштабе Швейцария ответственна за менее чем 1% всех выбросов парниковых газов (водяной пар, метан, углекислый газ). Энергетическая стратегия страны предусматривает полный отказ к 2050 году от ископаемого минерального и атомного топлива.

Но для этого стране потребуется производить по меньшей мере в десять раз больше солнечной электроэнергии, чем сегодня. Швейцария получает 60% собственной энергии за счет ГЭС. На долю атомных электростанций приходится чуть более 30%, на солнечную энергию приходятся чуть менее 4% производства собственной электроэнергии. Швейцарский парламент сейчас обсуждает норму, которая предписывала бы в будущем в обязательном порядке монтировать солнечные панели на всех новых зданиях. В связи с этим обращает на себя внимание исследование, проведенное Андреасом Цюттелем (Andreas Züttel) из ВТШ Лозанны. 

Как указывает А. Цюттель, экономические показатели развития всегда связаны с доступностью энергии. Для целей экономического роста стоимость первичной энергии не должна превышать 0,40 франка за 1 кВт·ч, иначе промышленность будет работать себе в убыток. Поэтому мы должны избавиться от идеи, что однажды нам удастся покрыть все наши потребности за счет исключительно внутреннего производства возобновляемой энергии. Следует взглянуть на ситуацию глобально: в таких регионах мира как Сахара или Австралия солнца так много, что там синтетичное топливо можно было бы производить на треть дешевле. Так что в будущем нам не обойтись без глобальной энергетической логистики.

А что будет, если Швейцария окажется в ситуации полной энергетической автаркии? Тогда страну и в самом деле ожидает более чем двукратное увеличение стоимости энергии: каждый швейцарец будет вынужден платить до 9 600 франков в год вместо нынешних 3 000 франков, а вся страна в три слоя будет покрыта солнечными панелями. Но поскольку сейчас Швейцария уже импортирует более половины своей энергии, то такой вариант фактически маловероятен. Подробнее об исследовании А. Цюттеля ниже в инфобоксе. При этом сейчас существуют и другие исследованияВнешняя ссылка, например, выполненное Объединением швейцарских предприятий сферы электроснабжения (Verband Schweizer Elektrizitätsunternehmen VSE).

BfS Ведомcтво статистики Швейцарии

Оно приходит к выводу о том, что экологически нейтральная энергосистема может быть за счет своей технической эффективности столь же дорогой, а может быть даже более дешевой, чем нынешняя, и, может быть, даже приведет к относительному снижению степени зависимости Швейцарии от поставок энергии из-за рубежа. Модель от VSE также исходит из того, что в ближайшие 20 лет в случае закрытия существующих в стране АЭС возникнет большой дефицит энергии. Но при этом она построена на принципе «технической открытости», иначе говоря, данная модель подчеркивает, что эффективность будущей системы энергоснабжения может быть достигнута только в случае комбинации всех возможных способов получения электричества, включая свет и ветер, и при условии полной интегрированности Швейцарии в европейский энергорынок. Данная модель не опирается на экстремальный случай полной энергетической автаркии страны, просто потому что это нереально.

Сценарии перехода Швейцарии к «углеродной нейтральности» при условии энергетической автаркии

Что это означало бы на практике? Как можно было бы в такой ситуации достичь поставленных целей, что для этого потребовалось бы и сколько бы это стоило? В этой связи обращает на себя внимание исследование, проведенное Андреасом Цюттелем (Andreas Züttel), руководителем Единой лаборатории материалов для возобновляемых источников энергии (Laboratory of Materials for Renewable Energy LMERВнешняя ссылка) в г. Сьон (кантон Вале) при Высшей технической школе Лозанны EPFL и Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий EMPA. Исследование он провел совместно с бывшим директором Empa Луи Шлапбахом. Итоги были опубликованыВнешняя ссылка в журнале Frontiers in Energy Research.

Ученые рассмотрели три различных сценария и сравнили их итоги с сегодняшними средними затратами на энергию, составляющими около 3 000 швейцарских франков на одного жителя страны в год. Самая, наверное, сложная задача, которая стоит на пути достижения «углеродной нейтральности», состоит, по их мнению, в поиске способа заменить все атомные электростанции Швейцарии, которые должны быть закрыты к 2050 году. Для этого потребовалось бы покрыть солнечными панелями площадь в 16 кв. метров на душу населения. Для ночного хранения солнечной энергии каждому жителю пришлось бы поставить себе аккумуляторную батарею емкостью 9 кВт·ч. Для зимнего хранения летней электроэнергии необходимо было бы построить дополнительно четыре насосно-аккумулирующие электростанции размером с электростанцию Grande Dixence в кантоне Вале. Все эти условия применимы к каждому сценарию.

А что будет, если вообще все легковые и грузовые автомобили станут электрическими, а все здания будут отапливаться электрическими тепловыми насосами? Тогда необходимое для этого количество электроэнергии увеличится дополнительно на 1 000 ватт в пересчете на душу населения. Для выработки уже такого количества энергии Швейцарии потребуются 48 кв. метров солнечных батарей на каждого жителя страны (что соответствует трехкратной площади всех нынешних крыш в Швейцарии), дополнительные аккумуляторные батареи емкостью 26 кВт·ч на душу населения, а для хранения энергии в летне-зимний период понадобятся дополнительно 13 насосно-аккумулирующих электростанций масштаба Grande Dixence. А. Цюттель убежден, что если мы начнем немедленно реализовывать этот проект, то нам придется строить одну новую плотину ГЭС каждый год вплоть до 2035 года. Но для этого у нас просто у нас просто нет достаточного количества подходящих мест.

Вторым вариантом была бы так называемая водородная экономика. Но климатически нейтральный водород производится из солнечной энергии, при этом часть энергии теряется в процессе преобразования. Поэтому для реализации сценария номер 2 потребуется 116 квадратных метров солнечных панелей на душу населения и аккумуляторная батарея емкостью 57 кВт·ч на душу населения. Водород можно было бы использовать для питания легковых и грузовых автомобилей и автобусов, а так называемые каталитические горелки — для отопления зданий.

Для этого варианта не потребуются дополнительные водохранилища для ГЭС, но водород, производимый летом, придется хранить под давлением 200 бар в подземных кавернах. Как говорит А. Цюттель, для этого нам потребовалось бы хранилище объемом в 57 миллионов кубических метров — а это примерно в 25 раз больше объема базового железнодорожного Сен-Готардского тоннеля. Расходы на энергию в этом варианте увеличились бы примерно на 50%, т. е. с нынешних 3 000 франков на душу населения до примерно 4 400 франков на душу населения в год.

Третий вариант — обеспечить всю страну синтетическим топливом (так называемым «солнечным топливом»), получаемым за счет «зеленой» электроэнергии. Домовладельцам было бы тогда разрешено продолжать эксплуатировать нефтяные и газовые системы отопления, владельцы автомобилей будут продолжать заправляться дизельным топливом, бензином или газом, учтен даже керосин для гражданской авиации (в сценариях 1 и 2 для замены авиационного топлива потребуется еще 33 квадратных метра дополнительных солнечных панелей на душу населения). Не потребуются и новые водохранилища и подземные каверны для закачки водорода.

Но тогда придется покрыть солнечными панелями 4,5% площади Швейцарии, что в 12 раз больше, чем площадь всех крыш всех домов, имеющихся в Швейцарии. Каждому жителю страны потребуется аккумуляторная батарея емкостью 109 кВт·ч, с тем чтобы хранить солнечную электроэнергию и предоставлять ее потом в распоряжение химической промышленности, которая будет уже производить из нее сначала водород, а затем синтетическое топливо. Затраты на энергию увеличатся более чем в три раза — с 3 000 франков на душу населения сегодня до 9 600 франков на душу населения в год.

Как указывает А. Цюттель, экономические показатели развития всегда связаны с доступностью энергии. Для целей экономического роста стоимость первичной энергии не должна превышать 0,40 франка за 1 кВт·ч, иначе промышленность будет работать себе в убыток. Поэтому мы должны избавиться от идеи, что однажды нам удастся покрыть все наши потребности за счет исключительно внутреннего производства возобновляемой энергии. Следует взглянуть на ситуацию глобально: в таких регионах мира как Сахара или Австралия солнца так много, что там синтетичное топливо можно было бы производить на треть дешевле. Так что в будущем нам не обойтись без глобальной энергетической логистики.