Фатальный недостаток чистого нулевого уровеня выбросов: EROI

Ник Хаббл
Редактор The Daily Reckoning Australia
Суббота 11 Марта 2023

Краткое резюме:  Энергозатраты на строительство, реконструкцию и переработку означают, что возобновляемые источники энергии часто не обеспечивают достаточного количества электроэнергии для поддержания себя, не говоря уже о питании цивилизации.

Австралийское правительство присоединилось к глобальному стремлению к достижению нулевому уровню выбросов к 2050 году. Ну как говорят, вроде глобального. Что это на самом деле означает на практике? И возможно ли вообще достичь этой цели?

Сегодня мы сосредоточимся на конкретной части уравнения нулевого уровня выбросов, известной как EROI. Окупаемость вложенной энергии берется из финансового мира, который использует денежный эквивалент ROI, что означает возврат на инвестицию. Если ваша солнечная панель стоит вам 10 000 долларов и обеспечивает экономию энергии на 1000 долларов в год, ваш ROI составляет 10%.

EROI рассматривает ту же идею, но использует для счета энергию, а не деньги. Он сравнивает, сколько энергии потребовалось, чтобы построить что-то, что создает энергию, и сколько энергии эта вещь затем производит. Цель игры состоит в том, чтобы включить всю энергию, которая потребовалась, от добычи ресурсов, необходимых для строительства электростанции, до ее эксплуатации.
Проблема с производством возобновляемой энергии заключается в том, сколько энергии требуется для создания инфраструктуры в первую очередь по сравнению с тем, что мы можем ожидать, что она будет производить в течение своего срока службы.
Вот как ученый Майкл Келли объяснил эту идею в своем выступлении перед Фондом политики глобального потепления в 2019 году:

 «Если гепард отправляется в погоню за кроликом и в конечном итоге потребляет больше собственной энергии, чем получает, съедая пойманного кролика, его долгосрочное будущее не гарантировано. Если этот гепард содержит семью, то соотношение энергии [потребляемой к вырабатываемой] лучше не 1 к 1, а 5 или 6 к 1.
«Если мы хотим, чтобы общество развивалось, мы должны убедиться, что количество энергии, которое мы используем для производства барреля нефти, составляет 1/14 количества энергии в этом барреле нефти. Это называется окупаемостью вложенной энергии».

Ведутся большие споры о том, какой EROI нужен обществу от его источников энергии, чтобы нормально функционировать. К сожалению, существующие проекты в области возобновляемых источников энергии могут в несколько раз отставать от порога, в том числе те, которые могут использовать столько же энергии для создания, сколько они производят, в зависимости от того, как вы считаете.
Саймон Мишо, написавший серию отчетов, в которых анализируются ресурсы, необходимые для достижения глобального нуля выбросов, считает, что ветряные турбины иногда являются примером этого отрицательного EROI, если учесть энергию, затрачиваемую на весь процесс строительства ветряных турбин:

«Энергия для создания материалов, а затем изготовления ветряной турбины и установки ее на место на самом деле больше, чем та, которую эта ветряная турбина будет генерировать в течение своего жизненного цикла».

Конечно, расчеты сильно зависят от предположений о том, как производятся компоненты энергии ветра и где они размещаются. Но дело в том, что не совсем понятно, как работают подсчеты, особенно для крупномасштабной сети возобновляемой энергии. Например, такой сети нужно много свободных мощностей, которые простаивают, портя всю математику.

«Итак, мы находимся в таком моменте, когда истинная стоимость всего, что мы делаем, не полностью понята. И есть нежелание это понимать, потому что у нас сейчас все просто. Мы зависим от ископаемого топлива — этого дешевого изобилующего источника энергии, который позволяет нам делать все, что угодно».

Энергия, которую создают так называемые возобновляемые источники энергии, действительно является возобновляемой, фактическая инфраструктура, которая создает эту энергию, не является возобновляемой, ее можно только построить.

Переработка отработанной инфраструктуры возобновляемой энергетики, только ухудшает расчет EROI, потому что она является энергоемкой.
Нам конечно удобней надеяться, что переработка отработанной инфраструктуры сработает, потому что большая часть инфраструктуры возобновляемых источников энергии, созданной до сих пор, столкнется с окончанием срока службы примерно тогда, когда мы достигнем нашей цели в 2050 году.

Я не говорю, что все проекты в области возобновляемых источников энергии имеют отрицательную рентабельность инвестиций. Я говорю, что типичный проект по возобновляемым источникам энергии может не иметь достаточно высокой рентабельности, чтобы позволить нам питать цивилизацию.

Нам понадобится так много возобновляемой энергии только для поддержания самой системы возобновляемой энергии, что ее не останется достаточно для того, чтобы поддерживать наш уровень жизни.

Аккумулятор электромобиля, водородный элемент, солнечная панель, ветряная турбина, нежизнеспособны в качестве окончательного решения и основы следующей эры промышленной экосистемы», — резюмирует Мишо.

И будет только хуже. Переход на возобновляемые источники энергии потребует значительного увеличения добычи полезных ископаемых. Математика возобновляемых источников энергии, которая, по мнению некоторых, прискорбно недооценивает проблему, шокирует:

Однако согласованные усилия по достижению целей Парижского соглашения (стабилизация климата при «повышении глобальной температуры значительно ниже 2°C» […] будут означать четырехкратное увеличение потребности в минералах для экологически чистых энергетических технологий к 2040 году. Еще более быстрый переход к к 2050 г. достижения  нуля выбросов в глобальном масштабе, в 2040 г. потребуется в шесть раз больше полезных ископаемых, чем сегодня.

«Из каких секторов происходит это увеличение? В сценариях, обусловленных климатом, спрос на минералы для использования в электромобилях и аккумуляторных батареях является основной силой, которая вырастет как минимум в 30 раз к 2040 году. Быстрее всего растет спрос на литий: к 2040 году спрос вырастет более чем в 40 раз, за ​​ним следует графит, кобальт и никель (примерно в 20-25 раз). Расширение электрических сетей означает, что спрос на медь для развития сетей увеличился более чем вдвое за тот же период».

Можем ли мы так сильно увеличить добычу? В зависимости от эксперта, которого вы спрашиваете, это либо невозможно, либо неправдоподобно.

Однако подумайте, что произойдет с расчетами EROI в этом сценарии, даже если ресурсы будут найдены, проинвестированы, разработаны, добыты и очищены.

Добыча полезных ископаемых — это энергоемкий бизнес. Но руды с высоким содержанием минералов в значительной степени израсходованы. Шахтам приходится использовать более энергоемкие методы для добычи все меньшего количества металла на тонну породы.

Великобритания в настоящее время испытывает на себе последствия этой расплывчатой , теоретической идеи. Нехватка газа вызвала скачки цен на газ, что привело к задержке посадки овощей в теплицах. Итак, сегодня супермаркеты нормируют  овощи.

Я подозреваю, что довольно длинный список товаров и услуг придется нормировать таким образом до тех пор, пока мы будем стремиться к нулевому выбросу СО2. Энергии будет не хватать. Я могу только надеяться, что, как в Германии и Великобритании в последнее время, Австралия будет иметь резервную инфраструктуру угольной энергетики и будет готова вернуться к ней.