Возобновляемые источники энергии являются экологически чистыми».

Если рассуждения по поводу двух предыду­щих тезисов не вызывают протеста, то утверждение о том, что нельзя получить экологиче­ски чистую энергию, для многих оказывается неожиданным. Тем не менее, это действитель­но так. Все, конечно, согласны с тем, что ис­пользование энергии горючих ископаемых сопряжено с интенсивным загрязнением при­родной среды. Каменный уголь — экологиче­ски грязное топливо, нефть несколько чище, но тоже при сгорании даёт множество непри­ятных продуктов, ещё чище природный газ, но и он не без греха. Но какими загрязне­ниями чревато использование солнечной энергии, энергии ветра, морских приливов или земных недр?

Рассматривая возобновляемые источники энергии, следует начать с гидроэнергетики. Сегодня доля электроэнергии, генерируемой гидроэлектростанциями, составляет около 10% от всей добываемой человечеством энер­гии. Развитие этого вида энергетики сдержи­вают не столько дороговизна строительства ГЭС, сколько неблагоприятные экологические последствия этого. Строительство крупных гидростанций на равнинных реках привело к возникновению громадных мелководных водохранилищ. Оказались затопленными огромные пространства сельскохозяйствен­ных угодий, сенокосных лугов, лесов. Сильно замедлилось течение воды, она прогрелась и зацвела. Почти прекратилась миграция проходных рыб. Все эти печальные последствия можно видеть на примере Волги, гидроэнер­гетические ресурсы которой практически ис­черпаны. Великая река стала цепью слабопро­точных водохранилищ.

Немногим лучше обстоит дело с возведе­нием ГЭС в горах. Здесь площадь зеркала во­дохранилищ меньше, глубина больше, но воз­действие большой массы воды на тектонику прилегающих горных массивов непредска­зуемо. К тому же эти водоёмы довольно бы­стро мелеют из-за интенсивного накопления донных осадков.

Прежде чем рассматривать нетрадицион­ные источники энергии, примем к сведению очень важное обстоятельство: нас интересует возможность использования энергии Солнца, ветра,приливов и т. п. в больших масштабах, мы пытаемся оценить перспективы замены традиционных энергоносителей — в первую очередь нефти — в связи с их грядущим ис­черпанием. Если в наши дни суммарная доля альтернативных энергоносителей в мировом производстве энергии составляет около 1%, то в ближайшем будущем можно ожидать ситуации, когда примерно четверть всей вы­рабатываемой энергии будет получаться за счёт возобновляемых источников. Итак, мы хотим выяснить экологические последствия расширенного применения нетрадиционных видов энергии.

Энергия ветра.Понятно, что одна ветроэлектроустановка безобидна. Но как толь­ко мы захотим с помощью энергии ветра выработать, скажем, 20% необходимой на­шей стране электроэнергии (это примерно 1 трлн. кВт • ч), окажется, что для строитель­ства ветроэлектростанций потребуются весь­ма значительные площади земли; для изго­товления десятков тысяч ветряков придётся организовать новую отрасль промышлен­ности (а любое производство сопряжено с экологическими проблемами). Придётся резко увеличить выпуск алюминия или сте­клопластика, а это весьма грязные производ­ства. Будут проблемы и при эксплуатации ветроустановок: ветряк мощностью 250 кВт создаёт шум силой 50-80 дБ; ветряные колё­са генерируют опасные инфразвуковые ко­лебания и создают помехи приёму телеви­зионных передач.

Но, по-видимому, главная неприятность состоит в том, что из-за крупномасштабного использования энергии ветра он будет рас­сеиваться и ослабевать, изменится роза ве­тров, и, следовательно, нарушатся климатическое равновесие, перенос влаги и тепла.

Замечу, что эти соображения нельзя счи­тать умозрительными. Известно, что в некото­рых странах Западной Европы правительства, желая уменьшить зависимость экономики от поставок нефти и газа, принимают решения об увеличении доли ветроэнергии в топливно-энергетическом балансе. Так происходит, в частности, в Дании. Однако датские власти натолкнулись на сопротивление «зелёных»: дело в том, что строить пятьсот ветроустановок планировалось на морском мелководье – свободных территорий в Дании нет. А эта акватория — место традиционного обитания птиц. Кроме того, «зелёные» ссылаются на невыносимый шум и помехи для распростра­нения радиоволн.

Энергия Солнца.Различные схемы пре­образования солнечной энергии в электри­ческую или тепловую также сопряжены со значительным воздействием на природу (на­помню, что речь идёт о широкомасштабном производстве). Для строительства солнечных станций потребуется отчуждение огромных площадей, гораздо больших, нежели для те­пловых электростанций той же мощности. Но проблема не только в этом. Любой способ преобразования солнечной энергии отлича­ется высокой материалоёмкостью, причём для изготовления оборудования требуется либо уже упомянутый экологически опасный в производстве алюминий (башни, баки, кон­струкции светоотражателей), либо ещё более опасный кремний (материал для солнечных батарей). Так, технология производства высокочистого кремния включает стадии его восстановления магнием из диоксида крем­ния и дальнейший синтез через трихлорсилан. Эти и иные способы получения кремния «солнечной» чистоты при крупнотоннажном производстве серьёзно загрязнят окружаю­щую среду. Ещё большую экологическую опасность представляет производство арсенида галлия, который может прийти на смену кремнию.

Как и ветроэнергетика, солнечная энер­гетика несёт в себе неустранимую опасность. Она заключается в том, что при отборе сол­нечного тепла будет происходить локальное похолодание, пропорциональное количеству преобразованной солнечной энергии. Этим эффектом вполне можно пренебречь при строительстве маломощных устройств. Но при проектировании крупных солнечных станций, которые должны вносить заметный вклад в энергетический баланс страны и за­нимать сотни квадратных километров, не учитывать этого нельзя. Как отметил академик П. Л. Капица, применение фотопреобразователей с высоким КПД (лишь такие выгодны экономически) может привести к понижению температуры, из-за которого начнётся конденсация водяного пара в атмосфере и, соответственно, прекратят работу фотоприёмники. Если ограничить КПД 15% (уровень луч­ших современных преобразователей), то туман не будет появляться, но тогда под солнсчныестанции придётся отчуждать ещё более гигантские территории. Можно предположить, что климат на этих территориях станет прохладнее.

Тепло Земли. Не меньшие, а возможно, и большие трудности экологического харак­тера возникают при проектировании круп­ных геотермальных электростанций. Работа геотермальных ТЭС сопряжена с необходи­мостью сбрасывать горячую и более или ме­нее минерализованную воду. Сброс такой воды в реки представляет значительную опас­ность для гидробионтов. Из-за повышенной температуры уменьшается концентрация рас­творённого в воде кислорода — его уже недо­статочно для многих рыб (форель, например, живёт только в холодной воде), а минераль­ные примеси угнетают водные организмы. Отбор из скважин пароводяной смеси сопро­вождается выбросом в атмосферу пара, а за­частую и токсичных газов; расширяющийся при выходе на поверхность пар создаёт силь­ный шум.

Из перечисленных фактов наиболее не­приятна необходимость сбрасывать горячую воду. Её полагается закачивать через специ­ально пробуренные скважины обратно в зем­ные недра. Но последствия этого при крупно­масштабном производстве прогнозировать очень трудно.

Влияние ГеоТЭС на природу можно на­блюдать на примере Паужетской станции на Южной Камчатке: в радиусе двух-трёх кило­метров вокруг станции торчат голые, без ко­ры и листьев, стволы камчатской каменной берёзы, далеко слышен неумолчный рёв вы­ходящего на поверхность пара. А мощность станции всего 11 МВт. Для сравнения отме­тим, что мощность главных турбин атомного ледокола «Арктика» 55 МВт.

Энергия морских приливов. Использование этой энергии также вызывает неблагоприятные экологические последствия: крупная приливно-отливная гидростанция представляет собой внушительных размеров плотину, затрудняющую водообмен между морем и морским заливом. Плотина препятствует естественной миграции гидробионтов, нарушает установившиеся за миллионы лет связи. Это, конечно, неприятно, но не катастрофично. Однако есть и более серьёзные опасения: физики рассчитали, что строительство группы приливно-отливных электростанций большой мощности (сотни гига-ватт) - а именно такие нужны для компенсации дефицита горючих ископаемых - на доли секунды замедлит вращение Земли! Последствия этого трудно даже представить.

Аналогичным образом можно рассмотреть любые другие альтернативные источ­ники энергии, существующие или только намечаемые: термоядерный синтез, энергию малых рек, биомассы, низкопотенциального тепла и т. д. Энергетика, основанная на лю­бых источниках, не может быть экологиче­ски чистой, если масштаб производства энергии велик. Разумеется, экологическая опасность разных видов энергоносителей различна, но она есть всегда. Это не означа­ет, что у возобновляемых источников энер­гии нет перспективы и их не следует разви­вать. Напротив, в связи с исчерпанием запасов дешёвой нефти роль альтернативной энергетики и её доля в топливно-энерге­тическом балансе будут постоянно возрас­тать, и сегодня необходимо вкладывать день­ги в её развитие. Главное достоинство возобновляемых энергоносителей — практическое отсутствие эмиссии углекислого газа при их использовании. Несомненно и то, что альтернативная энергетика загрязняет природу меньше, чем углеводородная. Однако терми­ны «возобновляемые источники энергии» и «экологически чистые источники энергии» отнюдь не синонимы.

Есть ещё одно крайне важное обстоятель­ство, которое обычно не принимают во вни­мание авторы учебных изданий и журналисты. Для оценки экологического ущерба, на­носимого конкретным видом энергетики, совершенно недостаточно учитывать только чистоту энергоносителя. Необходимо брать в расчёт воздействие на среду сооружений, ма­шин и устройств для отбора и передачи энер­гии, а также технологий производства соот­ветствующих материалов и аппаратуры. Ши­рокое использование любого нового вида энергии требует создания новой подотрасли промышленности, включающей добычу сы­рья, его переработку, изготовление оборудо­вания, а затем утилизацию морально или физически устаревшего оборудования. Ясно, что новая подотрасль станет дополнительным источником загрязнения среды. Получается, что использование нового, пусть даже почти чистого энергоносителя влечёт за собой шлейф заведомо нечистых технологий. Назовём это положение для краткости правилом шлейфа.