Мегаватт это миллион ватт, а ватт это мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. В этой книге мы не будем подробно рассматривать джоуль достаточно знать, что это единица измерения энергии. Следует лишь запомнить, что один ватт это определенное количество энергии в секунду. Допустим, вы хотите определить напор воды из кухонного крана. Для этого можно посчитать, сколько капель из него вытекает в секунду. Электроэнергию рассчитывают примерно так же, только речь идет о потоке энергии, а не воды. Иными словами, количество ватт эквивалентно количеству капель в секунду.
Ватт это немного. Уровень мощности небольшой лампы накаливания около 40 ватт. Фена для волос 1500 ватт. Электростанция производит сотни миллионов ватт. Мощность крупнейшей электростанции в мире «Три ущелья» в Китае 22 миллиарда ватт.
Поскольку цифры немаленькие, полезно иметь условные обозначения. Киловатт равен 1000 ватт, мегаватт миллиону, а гигаватт миллиарду. В новостях часто упоминают эти условные обозначения, так что я тоже буду их использовать.
Таблица, предложенная ниже, показывает примерные соотношения, которые помогают представить общую картину.
[37]
Конечно, по этим категориям наблюдается немало колебаний в течение дня и в течение года. Одни здания потребляют больше электроэнергии, чем другие. Нью-Йорк, например, 12 гигаватт в зависимости от сезона; Токио, где населения больше, чем в Нью-Йорке, нужно в среднем около 23 гигаватт, однако летом потребление электроэнергии превышает 50 гигаватт.
Итак, допустим, вы хотите обеспечить электричеством город средних масштабов, который потребляет один гигаватт электроэнергии. Можно ли построить электростанцию на один гигаватт и покрыть все нужды города? Ответ зависит от устойчивости источника электроэнергии. Атомная электростанция работает 24 часа в сутки и закрывается только на ремонт или заправку. А вот ветер дует (и солнце светит) не всегда, поэтому фактическая производительность ветряных электростанций и солнечных панелей составляет 30% или меньше. В среднем они дают 30% от гигаватта, который вам нужен. А значит, придется дополнить их другими источниками, чтобы стабильно получать один гигаватт электроэнергии.
Совет: когда вы слышите слово «киловатт», представьте себе дом, гигаватт это город, а сотня гигаватт и больше крупная страна.
4. Сколько места вам нужно?Некоторые источники электроэнергии занимают больше площади, некоторые меньше. Это важно по очевидным причинам: земли и воды в нашем распоряжении не так уж много. Место, конечно же, не единственная проблема, но и немаловажная, так что говорить о ней следует чаще, чем это происходит сейчас.
В данном случае нас интересует удельная мощность. Она показывает, сколько электроэнергии можно получить из разных источников в пересчете на конкретную площадь земли (или воды, если вы устанавливаете ветрогенераторы в океане). Удельная мощность измеряется в ваттах на квадратный метр. Ниже перечислены несколько примеров.
* [38]
Обратите внимание, что удельная мощность солнечной батареи значительно выше, чем у ветрогенератора. Если вы хотите использовать ветер вместо солнца, вам понадобится намного больше площади при прочих равных условиях. Это не значит, что ветер плохо, а солнце хорошо. Это просто значит, что у них разные требования, которые следует учесть.
Совет: если вы услышите утверждение, что некоторые источники (ветер, солнце, атомные электростанции и т. д.) могут обеспечить мир всей необходимой ему электроэнергией, выясните, какая площадь понадобится для выработки такого количества электричества.
5. Во сколько это обойдется?Причина, по которой мир производит столько парниковых газов, заключается в том, что современные энергетические технологии самые дешевые, если закрыть глаза на то, как они вредят окружающей среде. Именно поэтому перевод нынешней колоссальной, «грязной», углеродной энергетической отрасли на новые технологии с нулевыми выбросами потребует значительного финансирования.
О каких суммах идет речь? Если у нас есть грязный и чистый источники производства одной и той же продукции, можно сравнить их стоимость.
Большинство безуглеродных решений обойдется дороже, чем их эквиваленты на ископаемом топливе. Отчасти это вызвано тем, что цены на ископаемое топливо не отражают уровень наносимого им экологического ущерба, поэтому оно и кажется дешевле альтернативы. (Я вернусь к проблеме цен на углеродное производство в главе 10.) Эти дополнительные расходы я называю зелеными наценками[39].