OFW: Четыре желудка и солнечные панели

Предлагаем читателям АШ перевод статьи Гейл "Старушки" Тверберг (OurFiniteWorld), известной своим системным подходом, финансовым бекграундом и уважением к физической экономике.  Хороший автор, если кратко :-)

Почему модели использования ВИЭ могут врать?

Энергетические потребности мировой экономики моделировать вроде бы легко.  Подсчитаем потребление: хоть в киловатт-часах, хоть в баррелях нефтяного эквивалента, хоть в британских тепловых единицах, килокалориях или джоулях. Два типа энергии эквивалентны, если они производят одинаковое количество полезной работы, не правда ли?

Вот, например, экономист Рэндалл Манро объясняет преимущества ВИЭ в своём видеобложике. Согласно его модели, солнечные панели (если понастроить их по самое нихочу), могут обеспечить достаточно электричества и для вас самих, и для полдюжины ваших соседей. Ветерогенераторы (тоже понастроенные до уровня абсурда, а как же), обеспечат энергию и вам, и ещё десятку соседей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однако в этом анализе зияет логическая дыра. Энергия, производимая ветром и солнечными панелями, - это не совсем то, что нужно экономике (по крайней мере, сейчас). Ветер и солнце производят прерывистое электричество, доступное зачастую не в то время и не в там, где требуется. Мировая экономика нуждается в разнообразных типах энергии, эти типы обязаны соответствовать инженерным спецификациям разнообразнейших систем современного мира. Энергию необходимо доставить в нужное место и передать пользователям в нужное время суток или в нужное время года. Может даже возникнуть необходимость хранить полученную из солнца и ветра энергию несколько лет (к примеру, вы используете ГАЭС, а в регионе засуха).

Думаю, что ситуация аналогична гипотетическим учёным, решившим, для повышения эффективности хозяйства, перевести за 20 лет 100% населения с традиционного продовольствия на траву и силос. Коровы, козы, овцы ведь едят? Почему люди не могут? Трава, без сомнения, содержит массу полезной энергии. Большинство видов травы вроде бы не токсично для человека - по крайней мере, в небольших количествах. Кажется, трава растёт довольно хорошо. Траву можно запасать впрок. Переход на использование травы для производства продуктов питания представляется целесообразным с точки зрения выбросов CO2. К сожалению, трава и силос - эта не та энергия, которую обычно потребляют люди. Тот факт, что высшие приматы почему-то не эволюционировали как травоядные, похож на тот факт, что материальное производство и транспорт в современной экономике почему-то плохо приспособлены к прерывистой энергии от ветра и солнца.

Ввод травы в человеческий рацион вполне может «сработать», но для этого вам нужен другой организм

Если поглядеть вокруг, легко обнаруживаются травоядные виды. Животные с четырёхкамерными желудками отлично живут на диете из травы. У этих организмов часто есть непрерывно растущие зубы, потому что кремнезём в травке имеет тенденцию зубы истирать. Наверно можно, путём генной инженерии, вырастить людям лишние желудки и добавить постоянно обновляемые зубы. Могут потребоваться и другие полезные, но не очень-то привлекательные корректировки нашего тела, например, сделать мозг поменьше (а челюсть побольше). Для поддержания высокой активности мозга требуется слишком много калорий, столько силоса вам не прожевать.

Проблема почти всех теперешних моделей ВИЭ состоит в том, что система рассматривается в «узких рамках». Рассматривают только небольшую часть проблемы - как правило, только падающие ценники панелей и ветряков (или «себестоимость энергии») - и предполагают, что это единственная стоимость, связанная с изменением всей структуры потребления. По факту же, экономисты должны признать, что для перевода экономики на 100% ВИЭ потребуются кардинальные изменения в обществе, аналогичные многокамерным желудкам и постоянно растущим зубам для перехода на 100-процентную травяную диету. Вашему анализу требуются «рамки пошире».

Если бы Рэндалл Манро учитывал косвенные энергетические затраты системы, включая энергию, необходимую для перестройки существующих энергосистем, то результаты его анализа, вероятно, поменялись бы. Способность ветра и солнечной энергии питать как ваш собственный дом, так и жилища дюжины-другой соседей, вероятно, исчезнет. Слишком много энергии будет использоваться для того, чтобы система функционировала как эквивалент многокамерных желудков и постоянно растущих зубов. Мировая энергетика на ВИЭ работать будет, но не так, как ранее. Говоря грубо, уменьшенный мозг будет думать совсем другие мысли.

Является ли «энергия, используемая дюжиной ваших соседей» правильной метрикой?

Прежде чем я продолжу о том, что в модели Манро пошло наперекосяк, надо остановиться бегло на его методике счёта. Манро говорит об «энергии, потребляемой домохозяйством и дюжиной соседних». Мы часто слышим новости о том, сколько домохозяйств может обслуживать новая электростанция или сколько домохозяйств были временно отключены из-за шторма. Используемая Манро метрика очень похожа. Но всё ли он учёл?

Помимо домохозяйств, экономика требует разнообразных энергоносителей ещё во многих местах, в том числе: в органах управления для обороны и поддержания правопорядка, на строительстве дорог или школ, в фермерских хозяйствах для выращивания вкусной еды и на заводах для изготовления полезных ништяков. Ограничивать расчёт только потреблением в жилищах граждан не имеет большого смысла. (На самом деле, Манро настолько обтекаем в своих выкладках, что разобраться, что конкретно у него в анализ включено, не представляется возможным. Похоже, он считает только ту энергию, что в электрических розетках.) Мой независимый анализ показывает, что непосредственно в домохозяйствах потребляется лишь около трети от общего объёма всех видов энергии США. Остальное потребляется частным бизнесом и правительственными органами...

Примечание Г.Тверберг:
Моя оценка «около трети» основана на данных EIA и ВР. Что касается электричества, данные EIA показывают, что в США на бытовые нужды уходит около 38% общей выработки электроэнергии. Что касается топлива, которое не используется для транспорта и выработки электричества, - это около 19%. Объединяя эти две категории, получаем, что американские домохозяйства используют около 31% не-транспортного топлива. Что касается топлива для транспорта, то самые лучшие доступные данные - это статистика ВР по нефтепродуктам. По данным BP, в мировом масштабе 26% нефти сжигается в виде автомобильного бензина. В Соединённых Штатах - около 46%. Конечно, часть этого бензина используется не на бытовые нужды: например, легковые автомобили полиции, как правило, бензиновые, как и малые грузовики, используемые предприятиями. Кроме того, США являются крупным импортёром промышленных товаров из Китая и других стран. Полезная энергия ископаемого топлива, овеществлённая в этих импортных товарах, никогда не попадает в статистику потребления энергии в США.

Стоит лишь скорректировать расчёты Манро, включив энергию, потребляемую предприятиями и учреждениями, и нам придётся сразу поделить указанную дюжину жилых домов примерно на три. Таким образом, вместо «энергия, достаточная для вас и дюжины ваших соседей», придётся сказать: «энергия для вас и трёх-четырёх соседей». Дюжина («один порядок величины» как сказали бы инженеры) - куда-то испарится. Притом, включение общественной энергии в расчёты - лишь начало пути. Как будет показано чуть ниже, для полной корректировки делить надо не на три, а на куда большую величину.

Каковы косвенные затраты от ветровых и солнечных ВИЭ?

Существует ряд косвенных затрат:
(1) Затраты на доставку энергии от ВИЭ намного выше, чем у других видов электроэнергии, но в большинстве исследований они либо считаются равными, либо усредняются в целом по экономике.

Исследование, проведённое Международным энергетическим агентством (IEA) в 2014 году, показывает, что затраты на передачу мощности ветрогенераторов примерно в три раза превышают затраты у мощностей, работающих на угле или ядерной энергии. По мере роста доли ветровых и солнечных генерирующих мощностей в общих установленных, избыточные затраты показывают тенденцию к увеличению. Вот лишь некоторые из причин:

(a) Необходимость строить больше ЛЭП, просто оттого, что линии должны быть рассчитаны на существенно большую пиковую нагрузку. Мощность от ветра обычно доступна (смотрим ссылку про игры с КИУМ) от 25% до 35% времени; солнце доступно от 10% до 25% времени. {М.Я.: По данным ВР, в 2018 году заявленные установленные ветровые мощности использованы на 25.7%, солнечные - на 13.7%. Чудес не бывает.}. Следовательно, когда эти ВИЭ работают с полной нагрузкой - например, запасают энергию в ГАЭС в солнечный и ветреный день - надо в 3-4 раза больше пропускной способности ЛЭП по сравнению с непрерывно генерирующими мощностями.
(б) У ВИЭ в среднем больше расстояние между точкой выработки энергии и потребителем. В качестве примера сравните морские ветрогенераторы, расположенные на расстоянии 20-30 миль от ближайшего населённого пункта, - с типичной городской ТЭС.

(в) По сравнению с мощностями на ископаемом топливе, выработку энергии ветровых и солнечных станций предсказать куда труднее - вспомним пословицы про невероятную точность современных прогнозов погоды. Следовательно, возрастают затраты на диспечеризацию энергии.

(2) В связи с увеличением общей протяжённости ЛЭП, возрастают трудозатраты на поддержание этих линий в годном и безопасном состоянии. Особенно печально обстоит дело в районах засушливых и ветреных, где задержка с технический обслуживанием таких линий может доводить до пожара.

В Калифорнии неадекватное техническое обслуживание линий электропередач привело к банкротству энергосистемы PG&E. Вспомним, как PG&E инициировала два «профилактических» блекоута, один из которых затронул порядка двух миллионов человек. Энергетики Техаса сообщают: «За последние три с половиной года линии электропередач нашего штата вызвали более 4000 пожаров». Дело не ограничивается ветряками. В Венесуэле лесные пожары вдоль трассы 600-километровой ЛЭП между гидроэлектростанцией Гури и Каракасом вызвали одно из массовых отключений.

Конечно, технические возможности есть. Самый надёжный способ - подземные ЛЭП. Даже использование изолированного провода (hydroline) вместо обычного голого может улучшить безопасность. Однако любое техническое решение имеет свой ценник. Эти затраты необходимо учитывать при моделировании развития ВИЭ до уровня на «по самые нихочу».

(3) Для перевода на ВИЭ наземного транспорта потребуются гигантские инвестиции в инфраструктуру. Конечно, если пользоваться электромобилями будет только самая верхняя прослойка «самого верхнего среднего класса», то проблем нет. Понятно, что богатые могут позволить себе и электромобили, и (отапливаемые) гаражи/стоянки с выделенным подключением к электросети. Понятно, что богатые всегда найдут какой-то способ заряжать свой батарейный автомобиль без особого геморроя, притом многое из этих удобств уже в наличии.

Загвоздка в том, что менее богатые не имеют аналогичных возможностей. Кстати, эти «не самые бедные» - тоже очень занятые люди, и также не могут позволить себе тратить часы на ожидание, пока зарядится автомобиль. Этому контингенту потребителей позарез нужны недорогие станции быстрой зарядки, расположенные во многих местах. В стоимость инфраструктуры быстрой зарядки, вероятно, потребуется включить налоги на содержание дорог, поскольку это одна из тех затрат, которые сегодня включены в США и многих других странах в цены на моторное топливо.

{Про бедные и беднейшие слои общества даже речь не идёт. Их электротранспорт - это в лучшем случае самокат на батарейках. - М.Я.}

(4) В условиях недостатка резервных мощностей, прерывистая подача энергии удорожает материальное производство. Распространено мнение, будто с прерывистой генерацией можно сравнительно легко справиться простыми организационными мерами, например «плавающими» дневными/недельными/сезонными тарифами, «умными энергосистемами» с отключением бытовых холодильников и водонагревателей в условиях пиковых нагрузок и т.п. Эти модели более или менее обоснованы, если система в основном состоит из ТЭС и АЭС, а доля ВИЭ в генерации измеряется первыми процентами.

Ситуация в корне меняется, если доля ВИЭ эти первые проценты начинает превышать. Нужны химические батареи, способные сгладить суточные пиковые нагрузки, особенно вечером, когда народ вернулся с работы домой и хочет поужинать, а солнце - ах-беда - уже закатилось. С ветряками ещё хуже: там выработка энергии может просесть в любое время, причём не только из-за безветрия, но и из-за шторма.

Батареи могут помочь с суточным циклом и краткосрочными перерывами, но у ВИЭ бывают и более длительные простои. Например, сильный шторм с осадками может одновременно нарушить и солнечные, и ветровые мощности на несколько дней в любое время года. Поэтому, если система должна работать только на возобновляемых источниках энергии, желательно иметь резерв энергии хотя бы на три дня. В коротком видео ниже Билл Гейтс пессимистично рассуждает о размерах такой «батарейки» для мегаполиса, например Токио.

 

 

 

 

 

 

 

Даже сейчас, при сравнительно низкой доле ВИЭ в генерации, у нас нет устройств, способных обеспечить полное трёхдневное резервирование. Если мировая экономика перейдёт исключительно на ВИЭ, а потребление электроэнергии на душу населения ещё вырастет по сравнению с теперешним (электромобили и т.п.), отчего вы полагаете, будто создавать трёхдневные источники бесперебойного питания станет проще?

Но запасать энергию на три дня - это мелочи по сравнению с сезонным циклом. На рисунке 1 показана сезонная структура потребления энергии в Соединённых Штатах.

Рисунок 1. Потребление энергии в США по месяцам года на основе данных Министерства энергетики США. «Остальное» - это общая энергия, за вычетом электроэнергии и транспортной энергии. Включены: природный газ для отопления, нефтепродукты для сельского хозяйства и ископаемое топливо всех видов, использованное в промышленном производстве (нефтехимия, полимеры и т.п.)

Максимум выработки солнечной энергии в США происходит в июне, а минимум - с декабря по февраль. ГЭС выдают наибольшую мощность во время весеннего паводка, но выработка варьирует от года к году. Энергия ветра меняется непредсказуемо.

Современная экономика не может справиться с перерывами электроснабжения. Например, для выплавки металлов температура должна оставаться постоянно высокой. Лифты не должны останавливаться между этажами, просто оттого, что на ветровую ферму налетел шторм. Холодильники обязаны холодить, чтобы свежее мясо не протухло.

Есть два подхода, которые можно использовать для решения сезонных энергетических проблем:

(а) Перестроить промышленность так, чтобы зимой меньше энергии потреблялось на промышленное производство, и больше оставалось на бытовые нужды. Плавить алюминий и обжигать цемент только летом!

(б) Построить громадные объёмы хранилищ, например ГАЭС, запасать энергию на несколько месяцев или даже лет.

Любой из этих подходов чрезвычайно дорог. Примерно как методами генной инженерии устроить человеку по второму желудку. Насколько я знаю, эти затраты не были включены ни в одну модель на сегодняшний день {Гейл ошибается. Дэйвид Мак-Кей такую модель сделал: https://github.com/myak555/LIMITS_TO_LIMITS/blob/master/PDF/Ch_12.pdf  }

Рисунок 2 иллюстрирует высокую стоимость энергии, которая может возникнуть при добавлении значительной доли резервирования мощности. В этом примере «чистая энергия», которую обеспечивает система, по существу уходит на поддержание резерва в рабочем состоянии. Параметр ERоEI сравнивает выход полезной энергии с энергозатратами.

Рисунок 2. График ERоEI Грэма Палмера, по данным «Australia Energy».

Пример на рисунке 2 вычислен для Мельбурна, где климат относительно мягкий, и не бывает ни крепких морозов, ни сильной жары. В примере используется комбинация солнечных панелей и химических батарей с «холодным резервом» в виде дизель-генераторов. Солнечные панели и химические батареи обеспечивают 95% электроэнергии в системе. Дизельная генерация используется при долгосрочных перерывах и авариях и покрывает оставшиеся 5% потребления. Если же аварийные дизель-генераторы из модели вообще убрать, то понадобится и больше солнечных панелей, и больше батарей. Эти дополнительные батареи и панели будут использоваться крайне редко, но в результате ERоEI системы снизится ещё сильнее.

На сегодняшний день основной причиной того, что электроэнергетическая система не замечает издержек прерывистой генерации, является низкая доля ветровой и солнечной генерации. По данным ВР, в 2018 году в мире выработано 26614.8 ТВтч электроэнергии (398 ватт мгновенной мощности на душу). Вклад ветра составил 1270.0 ТВтч (4.8%), вклад солнечных панелей - 584.6 (2.2%). Общий энергопоток составил 13864.4 млн тонн нефтяного эквивалента (1816 кг условной нефти на тушку в год), в том числе 611.3 млн тнэ - из ядерного топлива. Доля ветра в этом громадном объёме - 287.4 млн тнэ (2.1%), доля солнечной электроэнергии - 132.2 (1.0%). Ветер и солнечные панели вместе выдали на каждого землянина эквивалент 1.5 автомобильного бензобака: чуть менее 56 кг условной нефти.

Вторая причина, по которой электроэнергетическая система пока не замечает издержек ВИЭ, заключается в том, что эти дополнительные издержки размазываются по себестоимости всего пакета энергопотребления, в том числе по услугам эшелонированного резервирования традиционными источникам генерации (уголь, природный газ и АЭС). Последние вынуждены предоставлять резервные мощности, в том числе «горячий» резерв, без адекватной компенсации затрат. Эта практика создаёт для генерирующих компаний большие проблемы, а резервные мощности не получают достойного финансирования. Традиционные энергетики вынуждены жечь газ бесплатно, не продавая ни киловатт-часа, только для того, чтобы мутновато-зелёные коллеги могли продавать ветровые и солнечные киловатт-часы за разумную цену и при приемлемой общей надёжности энергосистемы.

Если, согласно амбициозным планам «Зелёных», вдруг прекратится использование ископаемого топлива, все эти резервные и базовые мощности, в том числе АЭС, исчезнут. (Добыча ядерного топлива, как ни странно, тоже зависит от ископаемого.) ВИЭ должны будут вдруг придумать, как резервировать мощность за собственные деньги. Вот тогда-то проблема прерывистости и станет непреодолимой. Стратегические запасы нефти, нефтепродуктов, угля, урана могут храниться годами, притом с незначительными потерями и относительно недорого; подземные газовые хранилища несколько дороже в эксплуатации; затраты на хранение выработанной электроэнергии - что в ГАЭС, что в химических батареях - невероятно огромны. Последние включают в себя не только стоимость самой системы, но и неизбежные потери электроэнергии при закачке ГАЭС и зарядке батарей.

Фактически, связанная с прерогативой ВИЭ на инвестирование недостаточность финансирования традиционных мощностей уже становится непреодолимой проблемой в некоторых местах. Штат Огайо недавно решил урезать финансирование ВИЭ и предоставить субсидии АЭС и угольным ТЭС.

 

(5) Стоимость утилизации ветрогенераторов, солнечных панелей и химических батарей практически никогда не отражается в расходных сметах проектов.

Похоже, в энергетических моделях бытует поверье, что в конце срока службы ветряки, панельки и многотонные батарейки сами собой рассосутся в природе. Даже если затраты на утилизацию включают в сметы, часто полагают, что стоимость разборки будет ниже, чем цена металлолома. Уже сейчас мы обнаруживаем, что грамотная утилизация старья - дорогое удовольствие, а затраты энергии на переработку (особенно металлов и полупроводников) зачастую выше, чем вся энергия, проданная потребителям в процессе эксплуатации установки.

(6) ВИЭ не являются прямой заменой многим устройствам и процессам, которыми мы активно пользуемся сегодня. Длинен список вещей, необходимых для эксплуатации ВИЭ, и многое из этого списка производится, по крайней мере сейчас, исключительно с использованием ископаемого топлива. Обслуживание ветротурбин с вертолётов - неплохой пример. Только не пытайтесь убедить нас, что большегрузные вертолёты могут летать и на батарейках! Многие из этих процессов или устройств не изменятся по крайней мере в следующие 20 лет, а значит ископаемое топливо понадобится, чтобы поддерживать системы ВИЭ в рабочем состоянии.

Помимо обслуживания ВИЭ, есть масса других процессов, где ископаемому топливу замены пока нет и в перспективе не видно. Сталь, удобрения, цемент и пластик - вот четыре примера, которые Билл Гейтс упоминает в своём видео. А мы ещё упомянем асфальт и большинство современных лекарств. Придётся многое изменить и научиться обходиться без многих привычных ништяков. Ни дорогу замостить, - ну разве что булыжником, - ни современного многоэтажного здания построить с использованием одних только ВИЭ невозможно. Вероятно, кое-что из материалов можно заменить на древесину, но хватит ли древесины на всех и не столкнётся ли мир с проблемой массового уничтожения лесов?

(7) Вероятно, что переход на ВИЭ займёт не 20 лет как в радужных прогнозах «Зелёных», а 50 лет или более. В течение этого времени ветер и солнечная энергия будут действовать как полезное подспорье экономике на ископаемом топливе, но заменить ископаемое топливо ВИЭ не смогут. Это также увеличивает расходы.

Для того чтобы в обозримом будущем добыча ископаемого топлива продолжалась, ресурсы и деньги придётся тратить примерно тем же темпом, как сегодня. Для доставки ископаемого топлива всё так же нужна инфраструктура: трубопроводы, нефтеперерабатывающие заводы - и обученные специалисты. Шахтёры, нефтяники, газовики, операторы ТЭС и АЭС, и многие другие работники «традиционно ориентированной» энергетики отчего-то желают получать зарплату круглый год, а не только тогда, когда внезапно снегопад, и солнечные панельки временно того... Добывающие компании должны выплатить кредиты, полученные ранее для строительства уже существующих объектов. Если в качестве зимнего резерва использовать природный газ, понадобятся новые подземные хранилища. Даже если использование природного газа уменьшится, скажем, на категорические 90%, то затраты на персонал и инфраструктуру - в основном фиксированные и от объёмов перекачки мало зависящие - сократятся на гораздо меньший процент, скажем, на 30%.

Одна из причин, отчего переход к ВИЭ будет долгим и болезненным, заключается в том, что во многих случаях нет даже намёка, как слезать с «нефтяной иглы». Надо внести изменения в технологии, а для этого - изобрести новое. Когда изобрели, технические инновации необходимо опробовать на реальных устройствах. Когда попробовали, если всё в порядке, надо построить и наладить технологические линии для массового производства новых устройств. Вполне вероятно, что далее потребуется как-то компенсировать владельцам работающих на ископаемом топливе существующих устройств и технологий потерю доходов или стоимость преждевременной замены оборудования. Например, простить фермерам кредиты, потраченные на покупку тракторов и комбайнов с ДВС. Если этого не сделать, то экономика схлопнется под тяжестью неоплатных долгов. Только после того, как все эти шаги успешно осуществлены, можно говорить о реальном переходе на новую технологию. И так - по каждой конкретной технологической цепочке!

Эти косвенные затраты заставляют задуматься, есть ли вообще смысл поощрять широкое использование ветра и солнца в энергетике. ВИЭ могут сократить выбросы CO₂ лишь тогда, когда они в самом деле заменяют ископаемое топливо при производстве электроэнергии. А если ВИЭ - просто политически корректная надстройка для системы, продолжающей пожирать ископаемое топливо, то стоит ли овчинка выделки?

Действительно ли будущее с ветровой и солнечной энергий лучше, чем будущее с ископаемым топливом?

В конце видео Рэндалл Манро говорит, что ветер и солнечная энергия доступны бесконечно, а запасы ископаемого топлива весьма ограничены.

В последнем утверждении я вполне согласна с Манро. Запасы ископаемого топлива весьма ограничены. Это оттого, что нам доступны лишь природные энергоносители с относительно низкой стоимостью извлечения.

Цены на готовую продукцию, изготовленную с использованием ископаемого топлива, должны оставаться достаточно низкими, чтобы массовый потребитель мог их себе позволить. Когда мы пробуем ввести в оборот ресурсы с повышенной ценой извлечения, то массовый спрос переключается с дискреционных товаров (таких как автомобили или смартфоны) на товары повседневного спроса (таких как еда, обогрев помещений или одежда). Снижение спроса на дискреционные товары вызывает затоваривание и снижение их производства. Поскольку автомобили и смартфоны производятся с использованием других товаров, включая ископаемое топливо, пониженный спрос на эти товары приводит к {М.Я.: скрытой} дефляции, включая снижение спроса на энергоресурсы (и их цены). Поэтому цена ресурса балансирует на пятачке «уже так дорого, что мало кто может себе позволить» и «уже так дёшево, что добываешь себе в убыток», а управляется всё наличием (точнее отсутствием) новых месторождений энергоресурсов с приемлемой стоимостью извлечения. Похоже, что с 2008 года большую часть времени мы находились в этом состоянии, испытывая падение реальных цен на нефть и другие ресурсы.

{(М.Я.: скрытая дефляция маскируется денежной эмиссией, типа «Экономика замедляется, скорей подкинем Куйцов!»)}

Рисунок 3. Среднедельная цена на нефть сорта Brent, скорректированная на инфляцию, на основе спотовых цен на нефть EIA и индекса потребительских цен в городах США.

Учитывая эту логику, трудно понять, почему ВИЭ должны работать лучше или дольше, чем ископаемое топливо. Если стоимость ВИЭ без субсидий выше, чем у ископаемого топлива, ВИЭ развиваться не будут. «Уже так дорого, что мало кто может себе позволить». Если же субсидировать ВИЭ, отрывая от традиционной энергетики, то традиционная энергетика развиваться перестанет: «уже так дёшево, что добываешь себе в убыток». Как показано выше, ВИЭ в обозримой перспективе не могут развиваться без использования ископаемого топлива (например для изготовления запасных частей к ветрякам или строительства/ремонта ЛЭП). Отсюда вывод: развитие ВИЭ неизбежно начнёт замедляться, как с субсидиями, так и без.

Не слишком ли мы верим в модели?

Идея использования возобновляемых источников энергии звучит привлекательно, но название обманчиво. Большинство ВИЭ - за исключением дров, вторичного биотоплива (соломы, жмыха) и кизяка-навоза - сами по себе не возобновляются. На самом деле ВИЭ сильно зависят от ископаемого топлива.

{М.Я.: солнышко и ветер, они, конечно, практически вечные, а вот панельки, батарейки, вертушки и даже ГЭС/ГАЭС вечными ни в коем случае не являются. Двадцать, тридцать, ну, сто лет - ПРЕВЕД! Читаем у Капицы-старшего: http://vivovoco.astronet.ru/VV/PAPERS/KAPITZA/KAP_10.HTM .}

Интересно, что климатические моделисты IPCC и прочие изменением климата пугатели, похоже, полностью убеждены в том, что извлекаемые ресурсы ископаемого топлива на Земле если не неисчерпаемы, то очень велики. На самом деле, какое количество ископаемого топлива можно реально считать «извлекаемым», является одной из главных проблем моделирования, и эту проблему надо тщательно изучать. Объёмы будущей добычи, вероятно, сильно зависят от того, насколько устойчива существующая экономическая система, в том числе, насколько устойчива модель глобализации мировой экономики. Развал глобальной системы, вероятно, приведёт к быстрому сокращению добычи ископаемого топлива.

В заключение подчеркну, что общественная стоимость ВИЭ требует тщательного анализа. Отличительной чертой традиционной энергетики (особенно нефтедобычи) всегда были огромные нормы прибыли. С этих заоблачных норм, путём налогообложения, правительства получали достаточно средств, чтобы спонсировать жизненно необходимые, но убыточные отрасли экономики. Это одно из физических проявлений ERoEI.

{М.Я. ERoEI социальный против ERoEI стандартного, читаем тут: https://github.com/myak555/LIMITS_TO_LIMITS/blob/master/PDF/Ch_15.pdf }

Если бы ветер и солнечная энергия действительно имели такой высокий ERoEI, как некоторые пропоненты насчитали, то этим ВИЭ не требовались бы субсидии: не только денежные, но и организационные, в виде государственных преференций. Пока же, насколько нам известно, реальный ERoEI у ВИЭ таков, что речь о налогообложении ВИЭ в пользу планово-убыточных отраслей экономики даже не идёт. Возможно, исследователи слишком верят в свои упрощённые модели.

Справочка про КИУМ:

В комментах проскочило, что вместо фразы "мощность доступна" (power input available) надо использовать сокращение КИУМ (Коэффициент использования установленной мощности). Поясним, что сокращение КИУМ использовать НЕЛЬЗЯ. В мире существует по крайней мере три методики подсчёта параметра "номинальная установленная мощность" для солнечных панелей и ветряков:

Условно "китайская". На панели сзади написано "1кВт" (максимальная мощность)? Установили 1000 панелей, значит номинальная установленная мощность 1МВт. Можно даже к сети не присоединять. Стоят панели (на столбиках)? Значит, они "установлены"! Правда, если не присоединять, то КИУМ получится 0, но китайцев такие мелочи не колышат.

Условно "Евросоюз". 1000 панелей по 1кВт присоединили по проекту к преобразователю 550 кВт. Значит номинальная установленная мощность 0.55МВт. Выше головы - пардоньте, самого узкого места системы - не прыгнешь. Это самая правильная методика счёта, но ею пользуются не везде. Ну и отводящая ЛЭП должна быть на 0.55МВт, при том, что в среднем в сутки преобразователь выдаст в отличную солнечную погоду около 0.22 МВт, а в снегопад - ноль.

Условно "США". 1000 панелей по 1кВт в Северной Калифорнии присоединили к преобразователю 950 кВт. Коэффициент среднегодовой инсоляции для этого конкретного места 0.24. Значит номинальная установленная мощность 0.24МВт. В очень удачный год, если снегопадов не будет, можно и 2.3 ГВтч наработать, а КИУМ=108%!