Возобновляемые источники энергии и охрана окружающей среды

В 21 веке человечество столкнулось с угрозой экологических катастроф планетарного масштаба. Разговоры об изменении климата и загрязнении окружающей среды разнообразными отходами постоянно возникают в средствах массовой информации. Научное сообщество, несмотря на жаркие споры пришло к заключению, что причиной нынешних экологических проблем является человеческая деятельность.

Особое внимание уделяется проблеме изменения климата, так как она угрожает аномальной жарой, засухами и наводнениями. По разным оценкам средняя температура земли и океана менее чем за 100 лет увеличилась на 0.6 – 0.85 градусов [Füssel, 2009; Smith и др., 2009]. В качестве основных причин повышения температуры принято считать накопление парниковых газов в атмосфере, а именно углекислого газа и метана. Их основными источниками являются промышленные предприятия, электростанции, массовое строительство, а также животноводство [IPCC, 2007]. Разуметься что после того как проблема была озвучена появились разнообразные варианты ее решения. В 1992 году состоялась рамочная конвенция ООН об изменении климата. Результатом ее деятельности стало международное климатическое соглашение о совместной борьбе с последствиями опасного вмешательства человека в естественные природные системы, ставшие причиной глобального изменения климата [Scarpelli и др., 2020]. Затем в 2005 году было заключено новое международное соглашение – Киотский протокол. Его основной целью было сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу Земли для противодействия глобальному потеплению [Prins, Rayner, 2008].

Одним из способов сокращения эмиссии парниковых газов было введение альтернативных источников энергии. Их использование подразумевает использование энергии из возобновляемых источников, таких как ветер, течение воды и солнечная энергия. Массовое внедрение альтернативных источников энергии сейчас продвигается практически повсеместно, от самых низовых организаций до государственных структур.

Возобновляемую энергетику сейчас преподносят как зеленую альтернативу традиционной энергии. Однако тут же возникает вопрос насколько эта зеленая энергетика в действительности способна защитить окружающую среду и насколько она эффективнее по сравнению с традиционной энергией.

Для того что бы разобраться в этом вопросе предлагаю внимательно рассмотреть два самых распространенных источника возобновляемой энергии, а именно солнечные панели и ветрогенераторы.

Проблемы солнечных панелей

Начнем с того, что производство источников возобновляемой энергии, само по себе не является безвредным для окружающей среды. Производство генераторов электроэнергии требует развитого уровня промышленности. А учитывая их децентрализацию и низкую эффективность нам потребуется гораздо больше мощностей чем при традиционной энергетике [Tawalbeh и др., 2021].

Наиболее ярко это раскрывается при производстве солнечных панелей. Для их создания необходимо добывать от 9 до 15 различных редкоземельных металлов. Многие, из которых являются токсичными, способными отравлять не только людей на производстве, но и окружающую среду. Особого внимания заслуживают кадмий, свинец и хром, способные выделяться из панелей при неправильном обращении с ней [Alami и др., 2020; Stamford, Azapagic, 2019].

При этом жизненный цикл фотоэлементов составляет примерно от 20 до 30 лет, после чего они превращаться в опасные отходы, наносящие чудовищный ущерб окружающей среде. Ситуация становиться еще более угрожающей если учесть, что на каждый МВт приходиться примерно 70–80 тоннам отходов, в ближайшем будущем количество фотоэлектрических отходов может быть значительно увеличено [Xu и др., 2018]. Еще для накопления энергии от фотоэлементов требуется огромное количество аккумуляторов, для которых также актуальны все перечисленные проблемы. Таким образом становиться понятно, что массовое использование солнечной энергии также несет в себе огромную угрозу окружающей среде, что вряд ли можно назвать зеленой альтернативой. Конечно, технология производства и утилизации фотопластин совершенствуется и становится менее токсичной, однако учитывая большую площадь занимаемой ими территории, непостоянную работу и низкую эффективность можно утверждать, что такой энергопереход не будет «экологически чистым». Помимо этого, уже значительное количество отработанных солнечных панелей скопилось на свалках, постепенно отравляя окружающую среду [Tawalbeh и др., 2021].

Проблема ветрогенераторов

Большая часть проблем, перечисленных для солнечных панелей актуальна и для ветряков. Для производства ветрогенераторов требуется огромное количество редкоземельных металлов. Для магнитных колец используется неодим, диспрозий и празеодим, три редкоземельных элемента способных становиться токсичными при контакте с кислородом. При этом не стоит забывать, что процесс производства ветряных генераторов предполагает массового использования, стали, бетона и промышленных материалов [Jin, Rong, Zhong, 2014].

Генераторы ветроэнергии имеют ту же проблему, что и солнечные панели после окончания своего срока службы они превращаться в токсичные отходы [Rathore, Panwar, 2023]. Помимо этого, из-за огромного размера утилизация ветряков сильно осложняется, что несет дополнительные издержки. Несмотря на то, что ветрогенераторы обладают достаточно высокой рентабельностью и стоимость их электроэнергии сопоставима со стоимостью энергии ископаемого топлива, для эффективности им требуется огромное количество пространства, которые накладывают ограничения на разнообразие биоценозов. Урон также получают перелетные птицы, погибающие от лопастей и почвенные организмы, избегающие вибраций [Drewitt, Langston, 2006].

Таким образом становиться ясно что использование возобновляемых источников энергии далеко не всегда способствует сохранению нашей биосферы. Более того если мы на полном серьезе рассчитываем совершить энергопереход, то есть полный отказ от традиционной энергетики в пользу возобновляемой, мы получим еще больше экологических катастроф, чем те что уже имеются. Конечно же технологии не стоят на месте и уже сейчас появляются более эффективные методы переработки солнечных панелей и ветряков, а технологии имеют перспективу становиться чище.

Однако не стоит забывать, что в капиталистическом в приоритете всегда стоит извлечение, прибыли тем или иным путем. Поэтому использование возобновляемой энергии помогает не столько защитить нашу планету, сколько создать благоприятную репутацию в глазах общественности. К сожалению, нынешняя политико-экономическая система не способна преодолеть экологический кризис, вставший перед человечеством. Попытки решить проблему охраны окружающей среды всегда будут упираться в кризисы, издержки и прибыль капиталистов. Поэтому не стоит очаровываться обещаниями по сокращению выбросов парниковых и зеленой повесткой, транслируемой в СМИ. Трезвый расчет позволяет увидеть реальные перспективы подобных инициатив, а также интересы тех или иных групп, стоящих за ними.

Список литературы

1. Alami A. H. и др. Investigating various permutations of copper iodide/FeCu tandem materials as electrodes for dye-sensitized solar cells with a natural dye // Nanomaterials. 2020. Т. 10. № 4.

2. Drewitt A. L., Langston R. H. W. Assessing the impacts of wind farms on birds // Ibis (Lond. 1859). 2006. Т. 148. № SUPPL. 1. С. 29–42.

3. Füssel H. M. An updated assessment of the risks from climate change based on research published since the IPCC fourth assessment report // Clim. Change. 2009. Т. 97. № 3. С. 469–482.

4. IPCC. Climate Change 2007:The Fourth Assessment Report of Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University // 2007.

5. Jin X., Rong Y., Zhong X. Wind turbine manufacturing industry in China: Current situation and problems // Renew. Sustain. Energy Rev. 2014. Т. 33. С.729–735.

6. Prins G., Rayner S. The Kyoto Protocol // Bull. At. Sci. 2008. Т. 64. № 1. С.45–48.

7. Rathore N., Panwar N. L. Environmental impact and waste recycling technologies for modern wind turbines: An overview // Waste Manag. Res. 2023. Т. 41. № 4. С. 744–759.

8. Scarpelli T. R. и др. A global gridded (0.1° × 0.1°) inventory of methane emissions from oil, gas, and coal exploitation based on national reports to the United Nations Framework Convention on Climate Change // Earth Syst. Sci. Data. 2020. Т. 12. № 1. С. 563–575.

9. Smith J. B. и др. Assessing dangerous climate change through an update of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) «„reasons for concern“» // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009. Т. 106. № 11. С. 4133–4137.

10. Stamford L., Azapagic A. Environmental impacts of copper-indium-gallium- selenide (CIGS) photovoltaics and the elimination of cadmium through atomic layer deposition // Sci. Total Environ. 2019. Т. 688. С. 1092–1101.

11. Tawalbeh M. и др. Environmental impacts of solar photovoltaic systems: A critical review of recent progress and future outlook // Sci. Total Environ. 2021. Т. 759.

12. Xu Y. и др. Global status of recycling waste solar panels: A review // Waste Manag. 2018. Т. 75. С. 450–458.