Потенциальная выгода от мегатренда альтернативной энергетики возрастает благодаря перспективе создания действительно «альтернативных» или даже фантастических источников энергии. Технологии, которые в настоящее время кажутся невероятными, такие как энергия приливов, волн, водорода, магнитного поля Земли и солнечная энергия с орбиты, которые могут быть разработаны в ходе развития мегатренда, способны изменить баланс глобальной энергетической безопасности. Для того чтобы эти технологии способствовали энергетической безопасности, их теоретические возможности следует поставить на рельсы практического применения.
Приливы и отливы возникают благодаря изменениям положения Луны относительно Земли и Земли внутри Солнечной системы. Приливы более предсказуемы, чем переменчивый ветер или энергия Солнца, которая зависит от уровня солнечного излучения и погодных условий. Самые первые случаи применения энергии приливов известны в Средние века, а согласно некоторым источникам, ее использовали еще в Древнем Риме. По словам писателя, изобретателя и футуриста Артура Чарльза Кларка, «довольно неуместно называть нашу планету “Земля”, когда очевидно, что она – “Океан”»[73]. Энергия приливов может вырабатываться тремя способами: с помощью приливного течения, с помощью запруд (низких плотин) и приливных лагун[74]. Энергия, вырабатываемая при помощи генераторов приливных потоков, в целом экологичнее и меньше воздействует на экосистему. Подобно ветряным турбинам, многие генераторы приливных потоков вращаются под водой благодаря движению глубинных вод.
Число сторонников энергии приливов растет. Разрабатываются многочисленные проекты ее включения в национальные электросети, что способствует распространению и коммерческому применению этих технологий. В настоящее время в мире реализуется несколько пилотных и демонстрационных проектов, в том числе в Испании, Швеции, США, Республике Корея и Китае[75]. При этом пока технология энергии приливов была протестирована в ограниченном объеме, и многие вопросы, связанные с ее использованием, остаются без ответа. Ее проблемы главным образом связаны с особенно высокими начальными затратами и потребностью в технологиях хранения энергии, которые соответствуют времени приливов и отливов. Кроме того, существует неопределенность в отношении эффективности и экологического воздействия широкомасштабного внедрения приливной энергетики.
Технологии волновой генерации улавливают и транспортируют энергию, вырабатываемую поверхностными волнами океана. Эта энергия используется для производства электроэнергии, опреснения воды и ее закачки в резервуары. Энергию волн трудно использовать, поскольку океан непредсказуем. Поэтому энергия волн редко генерируется в производственных масштабах, поскольку соответствующие технологии и инфраструктура находятся на очень ранней стадии развития и стоимость технологий высока[76]. Тем не менее в рамках ряда проектов изучается возможность создания жизнеспособных и пригодных к эксплуатации систем, таких как крупный строящийся коммерческий объект волновой энергетики в Швеции[77].
Сложно определить преимущества, которые могут дать технологии приливов и волн конкретным заинтересованным сторонам. Очевидно, что, так как они доступны не всем странам и субъектам, эти технологии могут привести к конфронтации за право доступа, особенно на спорных морских границах.
На первый взгляд, водород – это энергетическая панацея, ведь он содержит много энергии и практически не загрязняет окружающую среду[78]. Однако это нетипичный возобновляемый ресурс. Водород не первичный источник энергии, а скорее энергетический вектор, поскольку энергию получают за счет другого источника. Свободного водорода нет ни в атмосфере Земли, ни где-либо еще на планете – его нужно добывать, обычно из воды или углеводородов. Хотя сложно прогнозировать долгосрочное развитие этой отрасли, водородные топливные элементы считаются перспективной технологией. Они могут обеспечивать теплом и электричеством здания и приводить в действие электродвигатели транспортных средств[79]. Хотя водород остается дорогостоящей и трудно реализуемой технологией, реальное его применение может изменить текущий геополитический баланс.
75
В настоящее время существуют три различных способа получения приливной энергии: приливные потоки, запруды и приливные лагуны. В большинстве генераторов приливной энергии турбины устанавливаются в приливных потоках. Приливной поток – это быстро текущий водоем, созданный приливами и отливами. Турбина – машина, которая получает энергию из потока. Этот поток может быть воздушным (ветер) или жидким (вода). Поскольку вода намного плотнее воздуха, энергия приливов и отливов мощнее энергии ветра. В отличие от ветра, приливы и отливы предсказуемы и стабильны. Там, где используются приливные генераторы, они производят устойчивый, надежный поток электроэнергии. См. National Geographic Education. Источник: http://education.nationalgeographic.com/education/encyclopedia/tidal-energy/?ar_a=1 (дата обращения: 29.03.2014).
77
World Energy Council, World Energy Resources 2016. Для более детальной информации об энергии волн см., например, K. Gunn и C. Stock-Williams, Quantifying the Potential Global Market for Wave Power, доклад представлен на 4-й Международной конференции по океанотехнике в Дублине 17 октября 2012 г.
79
Топливные элементы объединяют водород и кислород для производства электроэнергии, и их часто сравнивают с батареями. Однако топливный элемент будет вырабатывать электричество до тех пор, пока поступает топливо (водород), никогда не теряя свой заряд. NASA использует жидкий водород с 1970-х гг. для выведения на орбиту космических челноков и других ракет. Водородные топливные элементы питают электрические системы шаттла, производя чистый побочный продукт (чистую воду), которую пьет экипаж. Топливные элементы лучше всего работают на чистом водороде, но природный газ, метанол или даже бензин могут производить необходимый водород. О применении технологий топливных элементов см. Sandra Curtin и Jennifer Gangi, Fuel Cell Technologies Market Report 2016 (Washington, D.C.: U. S. Department of Energy, 2017). Источник: https://energy.gov/sites/prod/files/2017/10/f37/fcto_2016_market_report.pdf.