Сколько АЭС у ЕС: сможет ли мирный атом заменить Европе энергию из РФ
Европейский союз все громче заявляет о своем стремлении избавиться от российского газа, нефти и угля. Для выполнения этой задачи хотя бы в области производства электроэнергии потребуется наращивание альтернативных мощностей. Однако, как показал 2021 год, возобновляемые источники энергии в роли ведущих недостаточно надежны, а кроме того, при кратном увеличении мощностей потребуют гораздо больше сырья (металлов, композитов, пластика, а значит, и того же газа). Таким образом, остается, как говорят американцы, «ядерная опция» (nuclear option), и на этот раз это образное выражение нужно понимать буквально. Атомные электростанции действительно могут являться выходом из ситуации, пусть и долгосрочным, но сейчас во многих странах ЕС направление движения скорее обратное — за закрытие АЭС.
По итогам 2021 года доля атомных станций в общем производстве электроэнергии в Европе составляла около 25%, находясь на втором месте после ископаемого топлива. По этому показателю атомная энергетика все еще заметно опережает возобновляемые источники за вычетом гидроэнергетики (около 18%). В абсолютных цифрах атомная электрогенерация в Европе составила 683 тыс. гигаватт-часов, из которых более половины (350 тыс.) приходится всего на одну страну — Францию (отметим, не потребляющую и 15% всей энергии в Европейском союзе). На первый взгляд цифры общего производства довольно солидные, однако все познается в сравнении. В 2005 году страны Евросоюза производили без малого миллион гигаватт-часов электроэнергии, в полтора раза больше, чем сейчас. Это при том, что за последние 17 лет и потребности Европы в электричестве выросли на несколько процентов.
В конце XX века картина была принципиально иной. Триггером для развития атомной энергетики на континенте стал нефтяной кризис 1973 года. Если до него все страны континента на немногочисленных АЭС производили всего около 50 тыс. гигаватт-часов, то к 1980 году это число достигло 200 тыс. гигаватт-часов, а к 1985 году — 800 тыс. Рост в геометрической прогрессии закончился в 1990-е годы, не в последнюю очередь под влиянием Чернобыльской катастрофы. Однако после этого было достигнуто «плато», с которого европейские атомщики начали сползать во второй половине 2000-х годов.
Блок 4-го ядерного реактора на Чернобыльской АЭС, где в 1986 году произошла авария, Украина
А дальше начался обвал: атомофобия, резко возросшая активность «зеленых» и, наконец, авария на японской АЭС «Фукусима» подорвали доверие европейцев к атомной энергетике. Настроения населения подогревались в том числе и лоббистами конкурирующих энергоотраслей: от углеводородной до быстрорастущей возобновляемой. В итоге падение объемов генерации на 30% чуть более чем за десятилетие. Большая часть этих потерь так и не была компенсирована за счет внутренних источников, в результате чего зависимость ЕС от внешних поставок (как газа, нефти и угля, так и металлов и солнечных батарей) существенно увеличилась.
Новый шанс у атомщиков появился в последние годы. Сначала проблему изменения климата и увеличения выбросов CO2 стало сложно игнорировать, как минимум из-за повышенного общественного внимания. Выступления активистов и всеобщая заряженность на борьбу с этим явлением в конце 2010-х начали приносить плоды, и европейские страны стали принимать программы строительства электростанций с минимумом выбросов. После долгих дебатов к этой категории отнесли и атомную энергетику, хотя это понравилось не всем странам союза. Затем началась спецоперация России на Украине, которая вызвала к жизни воинственную риторику о необходимости отказа ЕС от российских нефти и газа, заменить которые аналогами из США и Ближнего Востока в обозримом будущем практически невозможно. По сути, как и в 1973 году, создался необходимый для атомного ренессанса общественно-политический ландшафт.
На самом деле вероятность реализации этих шансов спустя полвека выглядит небольшой. Мало того что атомные станции требуют колоссальных инвестиций и долгое время работают в убыток (зато после окупаемости капитальных вложений через 15–20 лет атомная энергия становится самой дешевой), так еще и по-прежнему идет процесс закрытия работающих станций. Впрочем, в разных странах складывается разная ситуация.
Германия
Пожалуй, наиболее яркий пример атомного кризиса в Евросоюзе. В ФРГ «зеленые», как представленные отдельной партией, так и представители других политических организаций, набрали в последние десятилетия огромную силу и влияние. В первую очередь их давлением можно объяснить быстрое эмоциональное решение о сворачивании в Германии мирного атома после аварии на Фукусиме.
АЭС Неккарвестхайм, Германия
На данный момент в стране осталось всего три станции общей мощностью 4,3 гигаватта. Объем их производства не превышает 30 тыс. гигаватт-часов в год. Это около 5% потребностей страны в электроэнергии. Еще недавно эти объемы были намного больше, но в декабре прошлого года были остановлены еще три реактора. С оставшимися тоже есть проблемы: запаса урановых стержней для продолжения работы в следующем году там просто нет, а выпуск новых может занять больше года. При этом Россия является основным поставщиком ядерного топлива в Германию.
Компании, управляющие станциями, объясняют, что для значительной пролонгации их работы требуются дополнительные технические решения, а также подробная документация, включающая оценку всех рисков и издержек. Фирмы готовы пойти на все это при условии стопроцентных гарантий возрождения германской программы мирного атома, защиты их от любых претензий со стороны экологов — одним словом, полным пересмотром всей политики в этой сфере, которая проводилась в последнее десятилетие или полтора.
Следует учитывать, что «зеленые» в ФРГ сейчас представлены в правительстве, и не просто в правительстве, а в министерстве экономики (министр Роберт Хабек), которое является для отрасли профильным. Невозможно представить, что эта партия, находившаяся многие декады в авангарде борьбы против АЭС, вдруг признает свою неправоту (политически это будет самоубийство). Поэтому другие политические силы могут сколько угодно заявлять канцлеру Олафу Шольцу о том, что сохранение АЭС в рабочем состоянии помогло бы снизить зависимость от российского газа на треть, как это сделал представитель «Альтернативы для Германии» Марк Бернхард на прошлой неделе, ситуацию это не поменяет никак.
Италия
Итальянская атомная энергетика встала на ноги одной из первых в Западной Европе. В конце 1980-х годов четыре АЭС страны имели довольно высокий уровень выработки, но они были практически в один момент закрыты в 1990 году под влиянием трагедии в Чернобыле. Решение было принято на национальном референдуме в 1987-м. С тех пор определенные попытки возродить сектор предпринимались, особенно в нулевые, однако авария на Фукусиме поставила на этих планах крест.
АЭС Гарильяно, Италия
Что интересно, Италия могла бы быть одной из самых заинтересованных в развитии отрасли страной. Никаких горючих полезных ископаемых у этого государства нет, возобновляемые источники развиваются очень слабо в сравнении с североевропейскими странами, потенциал гидроэнергетики также весьма ограничен. Но пока все выглядит так, что смерть итальянского мирного атома окончательна.
Франция
К настоящему моменту удельный вес атомной энергетики в общем производстве электроэнергии в стране составляет около 70%, и это значительно больше, чем где бы то ни было в мире. Реакция Франции на события в Фукусиме была полностью обратной германской. Тогдашний президент Николя Саркози лишь постановил усилить меры безопасности, что привело к некоторому подорожанию электроэнергии с АЭС. Новый глава государства Франсуа Олланд, впрочем, распорядился снизить эту долю до 50% к 2025 году, а Национальная ассамблея вотировала этот законопроект в 2014 году. Однако уже в 2018-м Эммануэль Макрон заявил о переносе этих сроков до 2035 года, а крупнейшая энергокомпания страны EDF заявила о разворачивании масштабной инвестиционной программы. В 2020 году Макрон уточнил задачу, объявив о расширении строительства малых атомных реакторов. Впрочем, единственной компанией, которая имеет подобные работающие образцы, на данный момент является «Росатом». EDF же придется провести еще несколько лет подготовительной работы.
АЭС Фессенхайм, Франция
В феврале на фоне стремительного роста цен на нефть и газ стало известно о планах Франции построить еще 14 больших ядерных реакторов, а срок эксплуатации ныне действующих продлить до 50 лет при условии, что экспертиза сочтет их безопасными. Тема снижения доли атома в энергобалансе, кажется, закрыта на долгие годы. Сейчас Франция занимает второе место по дешевизне электроэнергии для промышленных потребителей во всей Европе.
Малые страны ЕС
В Бельгии долгое время вели политику, схожую с немецкой. Планировалось закрыть все АЭС (сейчас осталось две — Тианж и Дул) до 2025 года. Ситуация изменилась в феврале, когда в кратчайшие сроки было принято решение пересмотреть все планы на остановку реакторов. Сейчас срок их работы установлен как неопределенный. Впрочем, разговоров о строительстве дополнительных мощностей не ведется.
В Венгрии в дополнение к существующим четырем ядерным реакторам на станции Пакс планируется построить еще два, причем работа будет проводиться «Росатомом». Новые водо-водяные реакторы по мощности примерно в 2,5 раза превзойдут старые. Это позволит нарастить суммарную мощность АЭС до 4 мегаватт и закрыть большую часть потребностей страны в электроэнергии (сейчас она достигает 50%).
Строительство АЭС Ханхикиви-1 в Финляндии
Программа АЭС развивается и в Финляндии, которая благодаря возведению новых реакторов собирается полностью отказаться от импорта российской электроэнергии в 2030-е годы. Успехи достигаются благодаря общественному мнению: 48% финнов позитивно оценивают атомную энергетику и лишь 17% — негативно. Такое соотношение является совсем нечастым для Европы.
Во многих других государствах настрой скорее антиатомный. Скажем, Австрию и Люксембург возмутило стремление ЕС внести АЭС в список производителей «зеленой» энергии. Изменится ли их позиция в связи с совершенно другой геополитической ситуацией, пока не ясно, но, как и во многих других случаях, вряд ли стоит ждать поворота на 180 градусов.
В целом говорить о серьезном пересмотре позиций по атомной энергетике в Европе не приходится. В континентальном масштабе значимое увеличение генерации произойдет только во Франции. При этом крайне сомнительно, что она сможет полностью обеспечить электроэнергией даже ближайших соседей: хотя в целом республика является энергоизбыточной, но в определенные периоды она, наоборот, закупает электричество у сопредельных государств.
Откуда электричество в европейской розетке?
Впервые производство электроэнергии от возобновляемых источников энергии обошло ископаемое топливо
Статистическое управление Европейского Союза (Евростат) опубликовало сводные данные по видам генерации за 2020 год. Для информации. Евростат собирает всю европейскую статистику в партнёрстве с национальными статистическими агентствами и ведомствами. Эта структура является составной частью Еврокомиссии, и её цифры являются официальными данными.
Сегодня Евростат опубликовал пресс-релиз со статистикой по генерации в Евросоюзе за 2020 год. По словам аналитиков Евростата, 2020 год, сопровождавшийся волной локдаунов, показал, что возобновляемая генерация является более устойчивой не только в экологическом смысле, но так же и чисто в технологическом.
Впервые за всё время сбора статистики и развития различных видов возобновляемой генерации в Европе «зелёная» энергия обошла по своему объёму «традиционную» ископаемотопливную.
Сначала несколько цифр по ископаемому топливу.
В 2020 году потребление нефти и нефтепродуктов снизилось на 12,9% по сравнению с 2019 годом. И тут мы с вами возвращаемся к предыдущей новости про падение объёма экспорта российской нефти в Европу .
Энергия в ЕС — суровая правда
Из этого:
— нефтепродукты (включая сырую нефть) — 35%
— природный газ — 23%
— твердое топливо (уголь, торф дрова ) — 15%
— атомная энергия — 13%
— возобновляемая энергия — 13%
2.2 Что производит ЕС? (То есть что он может поставлять сам себе, чтобы не импортировать)
— атомная энергия — 29 %. Как мы помним, Франция, Бельгия. Судя по сми, в оба места упертый гринписовец проникает на раз, а йодовые таблетки в соседних странах уже раздали в преддверии биг бума.
— возобновляемая энергия — 28%
— твердое топливо — 17%
— натуральный газ — 14″ и сырая нефть — 10%
Любой первоклассник, сравнив оба расклада, скажет, что уголь и дрова в ЕС еще остались, а, вот, нефть и газ они должны где-то доставать. Так что возобновляемые источники — не от любви к природе, а от отсутствия присутствия невозобновляемых в виде нефти и газа, без которых. учитывая потребление, экономика ЕС загнется в течение недели..
— возобновляемая 90% производства энергии на Мальте, в Латвии, Португалии, Кипре и Литве. Да, старушка Германия впарила всем именно это, хотя сама питается разнообразными продуктами. Ну, как говорится. с каждого — по способностям. Учитывая, что Мальта импортирует энергию примерно на 99%, то 90% производства этой энергии от 1% потребляемой не делает из мальты гиганта-производителя)
— твердое топливо — 78% энергопроизводства Польши, 67% — Эстонии, 59% — Греции и 59% Чехии.
— природный газ — 83% производства энергии Нидерландов. Было. Просто они настолько надобывались, что Гронинген стал местом не газа, а землетрясений, так что с 2018го было объявлено. что добыча газа в этом регионе запрещается и сворачивается. Что означает закрытие около 100 компаний.
— сырая нефть добывается в Дании (47%) и Англии (41%). Так что, если кто не понял, почему сценарий в Дании сильно смахивает на ситуацию со Скрипалями, вот вам связь. Бритиш ли это Петролем или Ройал Датч Шелл — науке неизвестно. Но, скорее всего, интересно:
В 2015м датская нефтяная компания (пардон, на тот момент самая большая в Дании) Донг энерджи — именно та, что «производила 47% всей энергии», имела дефицит в 12 миллиардов датских крон.
И, вот, в 2017м году Донг решила сократить свои усилия только до. твердого топлива, то есть угля.
А весь свой нефтяной и газоприродный бизнес продать за миллиард . да-да, БРИТАНСКОЙ частной компании .. по производству химикатов.
. так британка не только нагадила, сколько влезла в самого крупного донора датской экономики.
Итак,
в 2016м ЕС импортировал больше всего. нефти.
Нефть во всей доле импорта составляла около 2/3 всего импорта энергию Природный газ — 24% и твердое топливо — 9%
Догадайтесь на счет 3, кто был основным поставшиком ВСЕХ этих видов энергии.
Теперь стало понятно, зачем бомбили Ирак? Он же в 3,5 раза более интересный и нуждающийся в защите, чем добрый старый и исхудавший Алжир!
И газ-газом, труба-трубой, но в 2016 2/3 поставок нефти в ЕС осуществлялось из России.
А газа — всего 40%. А твердого топлива — 30% (23% закупали в Колумбии и 15% — в Австралии)
Итак, Кипр, Мальта, Греция и швеция импортируют российскую (уж из 66% она точно наша) нефть.
Газ — Австрия, Венгрия и Италия (все так удивились, конечно, наложив на это последним политическим событиям)
Ну и, рейтинг борзости, то есть зависимости от импорта:
Из «независимых» выделяются Эстония, из всех энергоресурсов которой 66% приходится на . твердое топливо.
Восхищает богатство, особенно учитывая, что имеются в виду. те самые путинские дрова.
Конечно, можно наплести про невиданные горизонты и финансовый ум эстонцев, ежели бы не наличие сланцев на территории Эстонии, ПОКА приносящих аж 4% ее ВВП, объясняющее интерес западных инвесторов в эту страну.
Но как и все хорошее, этому тоже приходит конец, поскольку «вода, откачиваемая из шахт и используемая на сланцевых электростанциях, превышает 90 % всей воды, используемой в Эстонии.» Поэтому «В июне 2018 года на заседании Рийгикогу комиссия по окружающей среде обсуждала вопросы, связанные с будущим сланцевой энергетики Эстонии. Комиссия посчитала, что необходимо определить сроки выхода Эстонии из сланцевой энергетики и принять для этого конкретные меры.»
Ну, а независимость Дании уже закончилась. Потому что «Дания — страна экспортёр нефти и газа, впервые начнёт импортировать эту продукцию,» — с заявлением на эту тему выступило «Датское агентство по энергии» 31.08.2018.
Так что к статьям уважаемых камрадов на АШ, указывающих на мировую борьбу за энергоресурсы, нужно все же прислушаться.
Неустойчивая замена: может ли Европа обойтись возобновляемыми источниками энергии
Любовь европейских политиков к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) подогревается не только заботой об экологии и климате, но и стремлением к независимости от российских энергоносителей. Украинский кризис многократно усилил это желание, особенно после требования России платить за газ рублями. Однако отказаться от голубого топлива —задача на десятилетия.
Жать на газ
Идея полностью заменить российский газ возобновляемыми источниками энергии сейчас не выглядит реалистичной. В 2020 году ЕС потребил около 16 млн тераджоулей (ТДж) газа в пересчете на энергию сжигания, а добыл при этом менее 2 млн ТДж. Около 23% всего импорта газа в ЕС обеспечила Россия — это второй результат после Норвегии с ее 25%. Четверку главных поставщиков замыкают Украина (13%) и Беларусь (10%), поставки из которых — это по сути перепроданный российский газ.
Альтернативные источники энергии — это в основном солнце, ветер и биотопливо. Но производство биотоплива требует посевных площадей. Вряд ли при растущих ценах на продовольствие кто-то решится сажать рапс вместо пшеницы. Поэтому сосредоточимся на альтернативой электроэнергетике.
В 2019 году валовое производство электроэнергии в ЕС составило 2900 ТВт∙ч, из них 22% было получено из возобновляемых источников (включая гидрогенерацию). Чтобы заменить «альтернативным» электричеством энергию, получаемую из российского газа, европейцам пришлось бы увеличить возобновляемую генерацию в 2,4 раза. Это вряд ли возможно в ближайшие годы.
При этом получить нужную энергию мало — нужно довести ее до потребителя. Газ используется не только на газовых электростанциях (21% всей электрогенерации в ЕС), но и для отопления, работы промышленных предприятий и т. д. Чтобы заменить всю «газовую» инфраструктуру на «электрическую», потребовались бы колоссальные затраты.
Таким образом, в ближайшие годы возобновляемые источники могут несколько потеснить российский газ на рынке, но никак не заменить его.
А что в долгосрочной перспективе? Могут ли альтернативные источники энергии заменить собой ископаемое топливо хотя бы в производстве электроэнергии?
Не касаясь экологии, углеродного следа и экономической рентабельности, обсудим более простой вопрос: могут ли возобновляемые источники бесперебойно обеспечивать нужное количество энергии?
К солнцу на крыльях ветра
Среди энергоскептиков циркулирует миф, что время энергетической окупаемости (energy payback time) солнечных и ветровых генераторов превышает срок их службы. Другими словами, за всю «карьеру» они вырабатывают меньше энергии, чем требуется для их изготовления. А значит, альтернативный генератор всего лишь аккумулирует в себе энергию традиционных источников, да еще и с существенными потерями.
Возможно, на заре отрасли так и было, но с тех пор картина изменилась. Так, по данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США, солнечные батареи окупаются по энергии за три-четыре года при сроке службы 20-30 лет.
Схожие цифры относятся и к ветроэнергетике. Еще в 2010 году был опубликован метаанализ 50 исследований, проведенных в период с 1977 по 2007 год и охвативших 119 моделей ветрогенераторов. Несмотря на большой разброс данных, получилось, что за время работы ветряк вырабатывает в среднем в 20–25 раз больше энергии, чем требуется для его изготовления. В 2014-м вышла работа, в которой время энергетической окупаемости двух моделей ветрогенераторов оценивалось в пять–шесть месяцев.
Таким образом, солнце и ветер действительно дают новую энергию. Другой вопрос, хватит ли этой энергии на всех, или кто-то уйдет обиженным.
Полтора года назад ученые из США и Китая попытались дать ответ на страницах журнала Nature Communications. Они проанализировали солнечные и ветровые ресурсы 42 стран со всех континентов по наблюдениям за 39 лет (с 1980 по 2018 год). Далее исследователи вычислили, сколько энергии можно было бы получить из этих ресурсов, и сравнили с потребностями упомянутых стран в электричестве. Авторы особо подчеркнули, что их интересовали принципиальные геофизические ограничения, а вовсе не экономика или геополитика.
Спрос и выработку электроэнергии эксперты учитывали не в среднем за год, а вразбивку по времени года и суток. Они учитывали, что солнечные батареи работают только днем, зато ночью сильнее ветер, что зимой меньше солнца, но больше ветра, и т. д.
Специалисты рассмотрели несколько моделей солнечно-ветровой энергетики. В простейшей из них энергия не запасалась и вырабатывалась без избытка. Тогда солнце и ветер могли обеспечить только 72–91% (в среднем 83%) спроса на электроэнергию. То есть обойтись совсем без традиционных источников энергии все-таки не получилось.
Самые надежные (в смысле вероятности перебоев) схемы генерации, достижимые в этой модели, всегда требовали больше ветра, чем солнца. Доля ветровых генераторов в общей солнечно-ветровой мощности колебалась от 65% для залитых солнцем Алжира и Египта до 85% для северных России и Канады, а в среднем составила 73%.
Во вторую модель была добавлена возможность запасать энергию, выработанную в течение трех или 12 часов. Естественно, это улучшило показатели. Система с 12-часовым хранением могла бы удовлетворить 83–94% (в среднем 90%) спроса на электроэнергию. При этом оптимальная доля солнечной энергетики сильно менялась от страны к стране — от 10 до 70%.
Другим способом удовлетворить спрос оказалась избыточная генерация. Если вырабатывать в год в 1,5 раза больше энергии, чем нужно, то даже в самые плохие часы ее, скорее всего, хватит для потребителей. Неудивительно, что такие системы удовлетворяли 83–99% (в среднем 94%) спроса. А добавление к этой избыточной генерации еще и 12-часового хранения позволило бы удовлетворить спрос на 89–100%, в среднем на 98%.
Еще лучших результатов можно добиться, если интегрировать солнечно-ветровые системы в масштабах континентов. Тогда энергия могла бы перетекать оттуда, где ее слишком много, туда, где ее не хватает. Впрочем, в эпоху геополитических бурь о единой континентальной энергосистеме остается только мечтать.
Однако лететь на крыльях ветра в солнечные дали рановато. Надежность в 98% хороша только на первый взгляд. Два процента неудовлетворенного спроса — это 175 часов без электричества в год. Между тем стандарты надежности электросети в развитых странах допускают отключения не более чем на два-три часа в год. Чтобы залатать эту дыру, понадобятся резервные мощности, которые большую часть времени будут простаивать.
Кроме того, вырабатывать в 1,5 раза больше энергии, чем нужно (и, значит, треть ее тратить «в молоко») — тоже не слишком экономично. Наконец, где запасти энергию на 12 часов потребления? Как отмечают авторы, для одной только Германии это 0,7 ТВт∙ч, что более чем втрое превышает емкость всех произведенных литиево-ионных аккумуляторов.
Резюмируем. Доля солнечной и ветровой генерации в энергетическом балансе Европы и планеты в целом, вполне вероятно, будет нарастать. Но даже если уставить всю Землю ветряками и солнечными панелями, совсем отказаться от традиционной электрогенерации не получится. Или получится, но с серьезными потерями. Чтобы сделать солнечно-ветровую энергетику хотя бы минимально надежной, нужны новые технологии хранения энергии, которых сейчас нет, и неизвестно, когда они появятся. Не исключено, что термоядерная революция случится раньше, чем будет остановлена последняя газовая электростанция.