Солнечная энергия, теоретически, обладает самой высокой генерируемой мощностью среди всех возобновляемых источников энергии[56]. В принципе, она ограничена только сроком жизни солнца. На протяжении всей истории человечества этот тип энергии приковывал к себе внимание. В 1931 г., незадолго до смерти, Томас Эдисон сказал своим друзьям Генри Форду и Харви Файрстоуну: «Я бы поставил деньги на солнце и солнечную энергию. Какой источник энергии! Надеюсь, нам не придется ждать, пока нефть и уголь закончатся, прежде чем мы займемся этим»[57]. Несмотря на столь ранний энтузиазм, современные технологии использования солнечной энергии все еще сталкиваются с рядом проблем, которые затрудняют ее эффективное использование. Существует два основных типа технологий солнечной энергии: технологии концентрированной солнечной энергетики (concentrating solar thermal power, CSP) и фотоэлектрические технологии (photovoltaic, PV)[58]. Хотя и те и другие остаются относительно дорогостоящими методами получения энергии по сравнению с ископаемым топливом и другими возобновляемыми источниками, стоимость оборудования для PV в последние годы значительно снизилась. Цены на солнечные батареи снизились более чем в два раза (от примерно $4 за 1 Вт в 2007 г. до примерно $1,8 за 1 Вт в 2015 г.)[59]. В Средиземноморье и других климатических зонах с высоким уровнем солнечной радиации фотоэлектрические технологии быстро приближаются к сетевому паритету – это означает, что стоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями, почти такая же, как стоимость электроэнергии, получаемой от традиционных видов топлива. Ожидается дальнейшее снижение стоимости по мере внедрения новых технологий, таких как перовскитовые солнечные элементы (элементы, включающие перовскитовые кристаллические структуры, которые просты в производстве и относительно недороги)[60]. Несмотря на популярность солнечных батарей, технология концентрации солнечной энергии имеет свои преимущества: возможность выработки и поставки энергии тогда, когда это необходимо, вне зависимости от времени захода солнца. Значительные мощности CSP находятся в США и Испании. Израиль, Марокко и Южная Африка также предпринимают шаги по применению этой технологии. Китай ввел в эксплуатацию первую установку CSP, Shouhang Dunhuang, в 2016 г.[61]. Несмотря на постоянное повышение эффективности фотоэлементов солнечных батарей, которая недавно достигла отметки в 46 %, ключом к быстрому повышению эффективности солнечной энергии может стать фотовольтаика с концентратором (concentrated photovoltaics, CPV)[62]. Преимущество метода CPV – простота его интеграции в существующие электросети.
В случае более широкого использования солнечной энергии политическая география электроэнергии может прямо и косвенно влиять на геоэкономическую и геополитическую динамику отношений между государствами. Солнечная энергия может стать ценным ресурсом для менее развитых стран. Технологии использования солнечной энергии широко распространены и могут обеспечить геополитические преимущества странам с более высокими показателями солнечного облучения. Однако, для того чтобы страны могли использовать солнечную энергию в качестве геополитического инструмента, им потребуются значительные инвестиции. Страны с развитой экономикой имеют больше шансов достичь технологического прогресса в солнечной энергетике из-за бо́льших финансовых возможностей.
Энергия биомассы связана с живыми и неживыми биологическими материалами, такими как растительная масса, абиотические деревья и сучья, скошенная трава и древесная щепа. Все это может быть использовано в качестве топлива для промышленного производства или для выработки электроэнергии[63].
Биотопливо давно рассматривается как реальный источник энергии[64]. В 1893 г. Рудольф Дизель, изобретатель дизельного двигателя, заметил: «Использование растительного масла в качестве топлива сегодня может показаться пустяком. Но со временем такие продукты могут стать столь же важными, как керосин и сегодняшние продукты перегонки каменноугольного дегтя»[65].
Сама по себе технология далеко не нова и может использоваться в качестве прямой замены ископаемому топливу. Хотя в целом производство неуклонно растет, колебания климата стран-производителей, условий сбора урожая и внешних экономических факторов, таких как цены на продовольствие и ископаемое топливо, могут препятствовать росту сектора. Доля биоэнергетики в общем мировом потреблении первичных энергоресурсов оставалась относительно стабильной с 2005 по 2017 г. и составляла около 10,5 %, несмотря на 21 %-й рост общего мирового спроса на энергию за последние 10 лет[66].
57
Илон Маск утверждал, что если бы «единственное, чем мы располагаем, была солнечная энергия, то, взяв небольшой участок территории Испании, мы обеспечили бы энергией всю Европу».
58
James Newton, Uncommon Friends: Life with Thomas Edison, Henry Ford, Harvey Firestone, Alexis Carrel & Charles Lindbergh (New York: Harcourt Brace Jovanovich, 1987), 31.
59
Фотоэлектрическая технология преобразует солнечную энергию напрямую в электричество посредством фотоэлемента из полупроводникового материала. Технология концентрации солнечной энергии (CVP) позволяет концентрировать энергию солнечных лучей и таким образом нагревать приемник солнечного излучения до высоких температур. Сначала полученное тепло преобразуется в механическую энергию (с помощью турбин или других двигателей), а затем – в электричество. International Energy Agency, http://www.iea.org/topics/solarpvandcsp/ (дата обращения: 13.05.2014). В конце 2012 г. мировая мощность фотоэлектрических установок превысила 100 ГВт. REN21, Renewables 2013 Global Status Report (Paris: REN21, 2013), 40.
60
World Energy Council, World Energy Resources Report 2016; https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2016/10/World-Energy-Resources-Full-report-2016.10.03.pdf.
63
CPV – это тип фотоэлектрической технологии, в которой используются линзы или изогнутые зеркала для фокусировки солнечного света на маленькие и высокоэффективные солнечные элементы.
64
Промышленная биомасса производится из таких растений, как мискантус, коммутационная трава, конопля, кукуруза, тополь, ива, сорго, сахарный тростник и различные виды деревьев от эвкалипта до пальмового дерева. Вид растения имеет большее значение для технологии переработки, чем для конечного продукта. Биотопливо на основе водорослей и этанол второго поколения (целлюлозный) должны открыть новые возможности, как только пройдут стадию пилотных проектов. Nancy Stauffer, Research Spotlight: Algae System Transforms Greenhouse Emissions into Fuel, The MIT Energy Research Council, 2006; http://web.mit.edu/erc/spotlights/alg-all.html (дата обращения: 05.12.2013).
65
К концу 2012 г. введено почти 83 ГВт энергетических мощностей на основе биомассы. REN21, Renewables 2013 Global Status Report, 27.
66
Rudolf Diesel, The Theory and Construction of a Rational Heat Engine (London: E & F. N. Spon, 1894), 9.