В октябре 2021 года группа ученых во главе с профессорами Питером Эдвардсом и Питером Добсоном из Оксфордского университета опубликовала простой расчет того, сколько аккумуляторов нужно Британии в случае десятидневного зимнего штиля. Подобные затишья в Западной Европе периодически случаются. И, как показывают последствия сентябрьского штиля – скачки цен на газ, они весьма опасны с точки зрения стабильности энергосистемы.
Выяснилось: если Великобритания будет получать 50% электроэнергии от солнечных и ветряных электростанций, затишье продолжительностью всего десять дней потребует накопителей емкостью 5 млрд киловатт-часов. Самый дешевый промышленный аккумулятор на сегодня – Tesla Megapack емкостью 3 тыс. киловатт-часов и стоимостью от миллиона долларов. Выходит, один киловатт-час в таких системах стоит от 333 долларов. Урежем цифру до 300 – со временем литиевые накопители слегка подешевеют. Таким образом, нужно закупить тесловских батарей на 1,5 трлн долларов.
Причем трата эта – не разовая, а регулярная: через десятки лет службы даже Tesla Megapack (они используют очень «живучие» батареи) придется заменить.
Великобритания – не самая большая страна мира. Вдобавок она ставит своей целью доведение возобновляемой генерации до 100% от всей выработки электроэнергии, то есть 1,5 трлн в перспективе надо умножить на два.
Чтобы сделать «запас батареек» во всех западных государствах, понадобится много десятков триллионов долларов. И вот здесь всплывает наружу слово «биотопливо». Оно многим кажется панацеей.
В той же Британии уже есть вроде бы удачный пример превращения крупнейшей угольной ТЭС страны в ТЭС на древесных пеллетах – универсальных и удобных «дровах» современности. Биотопливную ТЭС можно включить на полную мощность вне зависимости от того, дует ли ветер и светит ли солнце.
А ключевой довод за биотопливо во всем мире один: выбросы СО2 при горении древесины будут полностью компенсированы при выращивании новой. Тем более что основные страны – потребители такого топлива еще и его главные производители. Хорошо, что климат в Европе относительно теплый, деревья растут быстро.
Но стоит еще раз перепроверить цифры – и все уже совсем не так гладко.
Как обмануть природу с прибылью
Начнем с главного: использование биотоплива неизбежно увеличивает количество углекислого газа в атмосфере Земли, причем не только краткосрочно, но и долгосрочно – после того, как на месте срубленных на дрова деревьев вырастут новые.
Представим себе лес, куда никогда не добирались компании – заготовители биотоплива. Дерево упало и начало гнить. Однако оно почти никогда не догнивает до конца: часть уходит в осадочный слой, где грибы и микроорганизмы уже не в состоянии его эффективно разложить. Там дерево превращается либо в бурый уголь, либо в нефть, либо в природный газ. Общая масса только разведанных запасов этих ископаемых – многие сотни миллиардов тонн. И все они возникли из тех останков древесины, которые не успели разложиться в ходе естественного цикла.
Когда до леса доберутся компании, заготавливающие биотопливо, они срубят деревья полностью – каждую ветку пустят на пеллеты. То есть то, что раньше хоронилось в почве, теперь пойдет в топки электростанций, а углекислый газ, соответственно, в атмосферу.
Больше всего биотоплива жаждут развитые страны, которые находятся далеко не в тропиках. Меж тем, чем дальше от тропиков, тем большая часть древесины успевает уйти в землю, недоразложившись. В Амазонии термиты полностью перерабатывают всю древесину, но уже в Германии или Англии никаких термитов нет, а грибы куда менее активны.
Таким образом, страны, которые будут потреблять больше зеленого топлива, быстрее остальных будут увеличивать количество СО2 в атмосфере. Углерод, который прежде сохранялся как будущее ископаемое топливо миллионы лет, станет дымом из трубы.
Иллюзия «биотопливо выбросит столько же углекислого газа, сколько взяло из атмосферы» жива лишь за счет того, что оберегающие ее компании «забывают» сообщить публике: если бы биотопливо не выбросило в атмосферу свой СО2, в значительной части он был бы захоронен в земле и не «разогревал» бы планету.
По данным Международной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), в среднем в живой биомассе деревьев содержится всего 31% углерода, поглощаемого лесом за его естественный жизненный цикл, а 69% осаждается в почве.
Согревающий лес
Часто утверждается, что высаживание лесов позволяет связывать углекислый газ из воздуха. Это правда. Но, как и в описанной выше ситуации, только часть правды.
Лес отражает в космос в разы меньше солнечного света, чем степь, саванна, тундра или пустыня. В тропиках это не очень значимо: там над лесами более полугода висят облака (сезон дождей), поэтому прямой солнечный свет влияет на энергобаланс местности ограниченно. А вот выше 35-го градуса широты (то есть во всей зоне умеренного климата) облаков в светлое время суток существенно меньше, ведь они образуются из воды, а чем холоднее, тем меньше водяных паров в воздухе.
В итоге получается уже давно известный ученым парадокс: леса поглощают СО2, но сильнее влияют на климат не этим. Куда важнее, что они повышают температуру приземного слоя воздуха. Исследование показало: если бы все леса Северной Америки севернее 35-го градуса широты вырубили, средняя температура на планете упала бы.
Таким образом, если заместить биотопливом действительно большую часть электрогенерации, то площадь лесных плантаций придется существенно расширить. Древесина плохо подходит для дальней перевозки. У нее меньше энерговыделение на килограмм массы, чем у нефти и угля, она содержит много «паразитной нагрузки» – воды, от которой трудно избавиться полностью без дорогой сушки. Это значит, что древесное биотопливо нельзя возить из Амазонии – его придется вырастить все в тех же странах с умеренным климатом, а почти все их территории лежат севернее 35-го градуса широты. Это еще сильнее подстегнет глобальное потепление.
Конечно, можно сказать, что это не такое уж и зло. Ряд крупных ученых – от Михаила Будыко, первым предсказавшего неизбежность глобального потепления в 1971 году, до физика Фримена Дайсона – считали, что потепление скорее благо. Будыко даже называл его «билетом в потерянный рай».
Но биотопливные компании навязывают свою продукцию с совсем другим посылом – как раз для борьбы с изменением климата. А это уже называется намеренным введением покупателей в заблуждение.
И главное: ускоренное насыщение атмосферы углекислым газом – это только начало проблем с биотопливом.
Смертельная опасность пеллет
Абсолютно сухая древесина при горении выбрасывает на 7% больше СО2, чем обычный уголь, и почти вдвое больше, чем природный газ. В реальной жизни дерево после заготовки имеет влажность 45–50%. Если его сушить естественным образом, оставив под навесом на месяцы, это увеличит стоимость заготовки топлива. Если подсушивать специально, нужно тратить топливо, что дополнительно повышает углеродный след.
Как правило, сушку применяют естественную, но не многолетнюю, поэтому у пеллетов и иной биомассы влажность не нулевая. Когда топливо с ненулевой влажностью попадает в топку, оно расходует часть тепла на то, чтобы испарить воду, что снижает КПД использования древесины. Поэтому котельные на биомассе в США имеют средний КПД 24% при 33% на угольных (на газовых еще выше).
Это означает, что при получении одного и того же количества тепла от древесины и угля реальные выбросы СО2 различаются уже не на 7%, а почти в полтора раза. Разница с природным газом – в шесть раз (официальные данные Агентства по охране окружающей среды США).
Идем дальше. Древесина, как и уголь с газом, при горении образует углеродосодержащие микрочастицы. Особенно опасны частицы диаметром менее 2,5 микрометров – их не задерживают наши бронхи, они попадают в легкие, а оттуда в кровь. В крови эти микрочастицы становятся центрами образования тромбов, а те провоцируют инсульты и инфаркты. Чем больше микрочастиц в той или иной местности, тем больше там смертность от инфарктов и инсультов.
Сравнивая между собой смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в местности, где есть ТЭС и котельные, и там, где их рядом с жильем нет, исследователи еще много лет назад подсчитали: в США только из-за ТЭС умирает на 50 тысяч человек в год больше. ВОЗ говорит о потере около четырех миллионов жизней ежегодно в мировом масштабе.
Биотопливо в этом смысле опаснее газа и даже угля из-за сложного химического состава. Уголь, газ и даже нефть содержат сходные по строению молекулы, древесина – длинные молекулярные цепочки лигнина и целлюлозы, которым очень тяжело получать полное сгорание. Поэтому существуют оценки, по которым на триллион киловатт-часов выработки от биотоплива гибнет 24 тысячи человек, от угля – десять тысяч человек, а от газа – четыре тысячи человек.
Иными словами, биотопливные компании не просто обманывают «зеленое» население и ускоряют глобальное потепление. Они это население убивают.
«Зеленое отмывание»
Подведем итоги. Биотопливо увеличивает общее количество СО2 в атмосфере за счет «обнуления» захоронений углерода в почве. При масштабном внедрении оно будет дополнительно подогревать Землю лесными плантациями, вбирающими больше солнечных лучей, чем поля. Попутно это будет увеличивать число неизбежных жертв среди людей.
Почему, несмотря на все это, биотопливо громко хвалят и всячески продвигают? На Западе этот феномен уже давно описан и называется greenwashing.
Солидная компания или ТЭС жгла, например, уголь. Пришли новые времена, все начинают бороться с изменением климата, но бизнесмены, владеющие угольным бизнесом, по-прежнему хотят денег.
Что делать? Можно снести угольную ТЭС, построив солнечные и ветровые электростанции, а потом докупить к ним аккумуляторы. Но инвестиций тут нужно много, не факт, что у бизнеса на них хватит средств.
Есть другой выход, его и выбрали хозяева британской угольной ТЭС Drax (почти четыре гигаватта мощности) – перевели свою станцию на биомассу. Гениальное в своей простоте решение сразу сделало компанию модно «зеленой». Да, выбросы твердых микрочастиц выросли, но хозяева Drax не такие дураки, чтобы жить рядом со станцией. Да, потом это ускорит глобальное потепление за счет меньшего связывания углерода в лесных почвах, но прибыли просаживаются прямо сейчас.
Сейчас Drax – крупнейший источник углеродных выбросов в Великобритании и четвертый в Европе. Но «зеленое отмывание» сработало, общество реально верит, что рост выбросов СО2 от перехода на дерево – это «углероднейтральность».
Само собой, успешный бизнес-кейс привлек внимание массы бизнесменов по всему миру. Именно поэтому у биотоплива большое будущее – как и у гробовщиков в районах поблизости от биотопливных ТЭС.