США грозит дефицит энергии: ВИЭ не справятся с ростом спроса от ИИ

До XIX века основная часть сельскохозяйственных работ, транспортировка, отопление и домашние дела выполнялись за счет мышечной силы и сжигания древесины. С переходом на уголь, нефть, природный газ, а позднее и атомную энергию, Соединенные Штаты пережили стремительный рост промышленного производства, производства продуктов питания, объемов перевозок, путешествий и общего экономического подъема. Это также принесло комфорт и удобства в быт и на рабочие места, включая кондиционирование воздуха, холодильное оборудование, современные способы приготовления пищи, посудомоечные и стиральные машины.

Период с 1850 по 1955 год, охватывающий 105 лет, ознаменовался невероятным увеличением как промышленного производства, так и экономическим ростом, что способствовало укреплению и расширению влияния США, превратив их в ведущую мировую державу с крупнейшей экономикой.

Многочисленные организации, включая Североамериканскую корпорацию по надежности электроснабжения (NERC), прогнозируют, что для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию Соединенным Штатам потребуется около 125 000 МВт новых генерирующих мощностей к 2030 году и примерно 600 000 МВт к 2050 году.

Планы по строительству новых электростанций, существовавшие в период с 2007 по 2009 год, в случае их полной реализации, могли бы предотвратить кризис в электроэнергетике, с которым США, по оценкам, столкнутся к 2025 году.

Атомная энергетика рассматривается как перспективное направление, однако восстановление цепочки поставок для нее потребует значительного времени. Существует мнение, что количество электростанций, работающих на природном газе, избыточно, при этом почти все они не имеют собственных хранилищ топлива и постоянно уязвимы для перебоев в поставках по трубопроводам.

Существует шесть основных способов производства электроэнергии. Четыре из них — угольные, газовые, атомные и гидроэлектростанции — обеспечивают непрерывную и бесперебойную подачу энергии. Два других — ветряные турбины и солнечные панели — характеризуются прерывистым характером выработки, зависящей от погодных условий, и считаются менее надежными источниками.

Растущий спрос на постоянную и бесперебойную электроэнергию усугубляется развитием искусственного интеллекта и дата-центров, являющихся колоссальными потребителями энергии. Их потребности могут быть удовлетворены за счет угольной, газовой, атомной и гидроэнергетики. Однако ожидания, что этот новый спрос на непрерывное энергоснабжение удастся покрыть за счет зависящих от погоды ветряных и солнечных установок, представляются нереалистичными.

Тем временем, текущая политика правительства США, характеризуемая приверженностью «зеленому» курсу, политике возобновляемой энергетики и жестким регуляторным мерам, направлена на всеобщую электрификацию, включая транспортную сферу.

Спрос на электроэнергию возрастает из-за увеличения ее потребления системами искусственного интеллекта, дата-центрами, зарядкой электромобилей, а также вследствие естественного органического роста потребления по мере улучшения уровня жизни населения в мире и преодоления бедности.

Отмечается, что современные разработчики политики «чистого нуля», продвигающие «зеленые» инициативы, по-видимому, не учитывают тот факт, что так называемые «возобновляемые источники» способны лишь генерировать электроэнергию, но не могут производить товары или транспортное топливо, необходимые для современных обществ потребления. Более того, все устройства, нуждающиеся в электроэнергии, такие как смартфоны и компьютеры, производятся с использованием нефтехимических продуктов, получаемых из сырой нефти, угля или природного газа.

Электроэнергетика возникла позже нефтяной промышленности, и все методы производства электроэнергии — гидроэнергетика, угольная, газовая, атомная, ветровая и солнечная генерация — создаются с использованием продуктов, компонентов и оборудования, произведенных из производных сырой нефти.

Электромобили, солнечные панели и ветряные турбины также производятся с применением продуктов, компонентов и оборудования, изготовленных из производных сырой нефти.

Высказываются обвинения в адрес Агентства по охране окружающей среды США (EPA) времен администраций Обамы и Байдена в целенаправленных действиях по закрытию угольных электростанций, обеспечивающих непрерывное электроснабжение, невзирая на потенциальный ущерб для экономики. Утверждается, что ведомство, якобы укомплектованное сторонниками радикальных взглядов и связанное с определенными неправительственными организациями (НПО), использовало регуляторные механизмы вразрез с национальными интересами и интересами граждан. Отмечается, что ключевые фигуры в EPA в эти периоды ранее работали в таких НПО, как NRDC, и их действия, по мнению критиков, способствовали ослаблению позиций Америки и усилению Китая.

Представление о том, что прерывистая электроэнергия от зависящих от погоды ветряных и солнечных установок способна обеспечить энергетические потребности экономик развитых стран, расценивается как крайне нереалистичное.

Представители обеспеченных слоев общества приобретают электромобили, и эта тенденция сохранится, однако настоящий всплеск спроса на них еще не ощущается, поскольку электромобили пока составляют небольшую долю автопарка США и доступны в основном состоятельным гражданам. Между тем, около 80% восьмимиллиардного населения планеты проживает в менее развитых странах, включая многие государства Африки, Юго-Восточной Азии, а также островные государства Тихого океана.

Жители бедных развивающихся стран, существующие зачастую менее чем на 10 долларов в день, сталкиваются с более серьезной проблемой: отсутствием или ограниченным доступом к надежному электроснабжению и множеству товаров, производимых с использованием ископаемого топлива и его производных. Существует опасение, что «зеленые» повестки развитых стран могут навсегда лишить их этого доступа.

Несмотря на это, немногие богатые развитые страны продолжают делать ставку на ветровую и солнечную энергетику, характеризующуюся низким коэффициентом использования установленной мощности, высокой стоимостью и ненадежностью, даже после десятилетий многомиллиардных инвестиций.

Для обеспечения первичной энергией, необходимой для производства электроэнергии в ближайшие двадцать пять лет, предлагается строительство большего количества управляемых генерирующих мощностей на базе новых газовых, атомных и угольных электростанций. Подчеркивается необходимость возведения значительного числа таких объектов, что, однако, является сложной задачей на практике.

Строительство всего одной новой угольной электростанции мощностью 1600 МВт, такой как недавно возведенный Prairie States Energy Center на юге Иллинойса, демонстрирует масштабность задачи. По данным компаний Bechtel и Prairie States, для такого объекта потребовалось 42 000 тонн стали, 165 000 кубических ярдов бетона, привлечение 2700 строителей, прокладка 120 миль трубопроводов и 1200 миль электрического кабеля.

Для выполнения этой масштабной задачи потребуется подготовка и трудоустройство тысяч новых инженеров, техников, квалифицированных рабочих и других заводских специалистов. Перед следующим поколением стоит огромная работа по восстановлению цепочки поставок для обеспечения непрерывного и бесперебойного электроснабжения, отвечающего потребностям растущей экономики.

Общая потребность оценивается в 600 000 МВт новых надежных, доступных по цене и управляемых генерирующих мощностей. Удовлетворение этого спроса потребует строительства дополнительных новых газовых, угольных и атомных электростанций для обеспечения непрерывного, бесперебойного и, в перспективе, экологически чистого производства электроэнергии.

В настоящее время атомная энергетика обеспечивает около 100 000 МВт генерирующих мощностей. Большинство действующих атомных электростанций были построены более 40 лет назад. На создание первых 100 000 МВт атомных мощностей ушло более 30 лет, что указывает на необходимость ускоренных действий для повторения и наращивания этих объемов.

Для обеспечения непрерывного и бесперебойного электроснабжения, требуемого системами искусственного интеллекта и дата-центрами, предлагается незамедлительно начать строительство новых угольных электростанций. Несмотря на сложности с наращиванием производственных цепочек, эту работу следует начинать как можно скорее. Строительство станций, подобных Prairie States, занимает годы: в лучшем случае около четырех лет от начала проектирования до первого подключения к сети, после чего обычно требуются месяцы отладки и настройки для достижения полной проектной мощности.

Необходимость действовать немедленно обусловлена реальным, а не воображаемым кризисом в электроэнергетике. В 2008 году планировалось строительство более 150 новых угольных электростанций, однако большинство этих проектов было отменено. Такой шаг расценивается как преднамеренный подрыв надежного, доступного и управляемого электроснабжения, жизненно важного для страны. Отмена строительства 150 угольных электростанций, необходимых для национальной мощи и производственного потенциала, называется ошибкой, последствия которой станут очевидны в периоды пикового спроса на электроэнергию в предстоящие жаркие летние и холодные зимние месяцы.