Почему солнечные панели и ветряки нерентабельны. Разбираем все нюансы

Многие утверждают, в частности в комментариях под статьей "Последний гвоздь в крышку гроба солнечных панелей и ветряков", что солнечные панели и ветряки рентабельны и даже имеют EROEI от 10 до 15, что означает, что за всё время своей эксплуатации они дают в 10-15 раз больше энергии, чем тратится на их производство, а значит и углеродный след от них в 10-15 раз меньше, чем от тепловой генерации.

И даже приводят вот такой график стоимости энергии от различных источников [2]:


Себестоимость электрогенерации разными способами

Забегая вперед, можно сказать, что любой торговец рынка, глядя на этот график, сказал бы, что торговать электроэнергией, полученной с тепловых угольных и газовых станций, а так же АЭС не выгодно и кто ими торгует - разорятся.

Тем не менее почему-то именно торговцы самой дешевой энергией получают дотации, а торговцы дорогой энергией вынуждены эти дотации оплачивать.

Давайте максимально подробно разбираться как обстоят дела в реальности, и где "собака порылась"!

Такие разные Джоули

Энергия может измеряться в разных физических единицах.
В физике в Джоулях (СИ).
В энергетике и в жизни, исторически так сложилось, в кВтч, калориях, килограммах и даже объемных единицах - литрах и баррелях.

Казалось бы, ничего страшного - можно легко пересчитать.
Например, 1 кВтч равен 3 600 000 Дж.

Но не всё так просто. Пересчёт зависит от того, какую энергию считают!

Например, если надо отопить дом, то, включив, например, утюг и получив 1кВтч получится столько же тепла, сколько от сгорания 73 грамм природного газа [3].

Но если надо сделать механическую энергию (работу), то пересчет резко меняется.

1 кВтч электричества практически без потерь перейдёт в механическую энергию, а вот тепловой энергии надо в 2,5 раза на больших электростанциях (КПД 40%) и в 3 раза в домашних условиях (бензогенератор, КПД 33%), то есть уже около 200 граммов природного газа.

Это физика и её не "перепрыгнешь".

Такая же разница наблюдается, например, в хлебе. Если посчитать сколько в хлебе содержится калорий, то выяснится, что их значительно меньше чем затрачено на его производство человеком. А если еще учесть энергию Солнца, которую получает пшеница, так вообще.

Это следствие того, что это не просто энергия, а энергия в определенном виде, которая может быть потреблена человеком. Обратите на это внимание. Этот факт еще потребуется в дальнейшем.

Есть ещё разница, но она относится уже к экономике и про неё будет чуть позже.

Как считается физический EROEI

Чтобы корректно подсчитать всю затраченную на производство энергию, надо, грубо говоря, поставить на заводе счётчики энергоресурсов и посмотреть сколько нефти, газа, угля и электроэнергии потребил завод и сколько продукции он выпустил.

Смежники

И вот здесь наступает 1-й пробел в расчетах.

Энергетические затраты несёт не только конечный завод, но и поставщики комплектующих. Крупных смежников, например, поставщиков основного сырья, учитывают, а вот "мелочь", которой очень много - нет!

Если используется шуруп, то от поставщика шурупа нужно так же получить сколько он затратил энергии на производство этого шурупа и приплюсовать к затратам энергии на производство.

И так по всем цепочкам. Начиная с добычи руды и других полезных ископаемых, в том числе углеводородов, не для целей получения энергии, а для целей производства, какого-либо продукта, например, пластмассы.

И авторы расчётов не утруждают себя подсчётом всех "копеек", по крайней мере, я нигде не видел позицию "энергические затраты на производство шурупов, которые используются для сборки". А в сумме эти копейки могут давать какой угодно большой вклад.

Пока не посчитаешь не узнаешь.

Оборудование

В тех же оценках энергетических затрат, что мне попадались, авторы даже не пытаются оценивать основные фонды (сами станки для производства) и энергию затраченную на их производство. Но без них невозможен выпуск продукции. Фактически, это "одноразовые" смежники из предыдущего пункта.

Труд

И уж совсем никак не учитываются энергетические затраты на труд.

Можно конечно рассуждать, что дорогой людской труд со временем заменят роботы, "скорость которых ограничивается только сопротивлением воздуха" (© Илон Маск), но, как минимум, тогда надо учесть энергию, на производства этих роботов и энергию, которую они будут потреблять для своей работы.

И не факт, что энергетически это окажется выгоднее ручного труда! Опять таки, Илон Маск с его палаткой, где мексиканцы вместо роботов собирали электромобили Тесла, не даст соврать!))

Но как учитывать труд с точки зрения затраченной энергии?

По той энергии, которую человек "оставляет" на заводе? А если это оператор, который только на кнопки нажимает или просто контролёр, который следит за показания приборов?

По всей (или доле) энергии, которую человек получает для своего существования? Условно говоря, по дневной пайке хлеба?

По энергии, которую надо затратить, чтобы вырастить и приготовить эту пайку хлеба?

(см. выше про энергетику хлеба)

Но это только еда. Как и в случае с оборудованием для завода, для жизни человека нужна не только еда, но жилье, транспорт, продолжение рода и энергетические затраты, не только на сам процесс, но и на выращивание потомства.

Есть и совсем непонятные энергетические статьи. Некоторые даже рассматривают их как "паразитные".

Например, отпуск на море или поход в кино или казино. Или стрижка любимой собаки у собачьего парикмахера. Должны ли эти энергетические затраты включаться в энергетическую стоимость выпускаемой продукции?

Как видно, вопросов очень много. Пока оставим их без ответа и перейдем к следующей проблеме, которая как раз и связана с последним вопросом.

Прибыль

Или, если хотите, в терминах марксизма - прибавочная стоимость. Казалось бы при чем здесь энергия вообще, когда это финансовая и даже виртуальная категория, с учетом того, что сейчас это нолики на электронных счетах?

Но прибыль в итоге тратится на получение энергии - в виде новых станков, для расширения производства или даже новой секретарши, с пониженной социальной ответственностью.

Можно сказать что, как минимум, часть "паразитных" категорий, на которую идет прибыль, можно не учитывать. Но будет ли без этих паразитных категорий предприниматель строить завод, эксплуатировать его и так далее? Не предпочтет ли он тогда уехать в Таиланд, жить под пальмой, а есть падающие на него кокосы и бананы? Не останется ли мир тогда вообще без панелек и ветряков?

Да, в истории известны случаи когда люди работали реально за пайку хлеба и были рады. Но мы всё-таки рассматриваем более-менее свободный рынок, где и предприниматели и работники выполняют свои функции не по внешнему принуждению, а исходя из внутренних стимулов, даже если это "тупое" желание заработать.

Итоги

Поведем итоги - какие систематические ошибки допускают при подсчете энергетических затрат на производство панелей и ветряков:

Не учитывается часть технологических процессов и комплектующих.

Не учитываются энергетические затраты на труд.

Не учитываются энергетические затраты на мотивацию предпринимателей и расширение производства.

И совершенн о непонятно как эти затраты считать... опрашивать работников и предпринимателей какое у них потребление?

Относительный EROEI

Некоторые говорят, что хотя методика EROEI не без недостатков, но если по одинаковой методики считать, то относительно друг друга различные виды генерации будут занимать "правильное" положение с точки зрения себестоимости электричества. И ВИЭ имеет EROEI больше 1, около 10-15, как уже отмечалось в начале статьи, а их убыточность вызвана пока более высоким EROEI у нефти, газа и угля.

Но по мере исчерпания легкодоступной ископаемой энергии, когда её EROEI станет меньше EROEI ВИЭ, то экономически именно ВИЭ станет рентабельной, а ископаемое топливо наоборот начнёт терпеть убытки. А так как её никто не будет поддерживать различными дотациями, генерация на ископаемом топливе умрет и останется только чистая энергия панелек и ветряков.

Но это не так.

Так как процессы имеют разную долю неученых технологических цепочек и труда (прибыль можно принять равной), то и их "не учёт" будет приводить к искаженной картинке. И может даже привести к перестановке их местами, с точки зрения себестоимости.

Панельки и ветряки производятся с использованием классической генерации, на ископаемом топливе, так как в мире только около 4% (5,2% по провальному 2020 году, когда сократилась классическая генерация, а ВИЭ не трогали как священную корову).

И понятно, что по мере падения EROEI добычи ископаемой энергии, будет падать и EROEI панелей, без относительно того, больше он или меньше единицы!

Финансовый EROEI

Как видим, метод EROEI для оценки рентабельности добычи энергии хотя и методологически обеспечивает совершенно правильный подход, в конкретной реализации имеет существенные фундаментальные недостатки, которые не представляется возможным исправить более менее корректным способом.

Между тем человечество давно уже изобрело способ оценки затрат, в том числе энергетических. И название ему - деньги.

Да, этот метод тоже не лишен недостатков, особенно в условиях современной финансовой системы. Но зато в нем автоматически учитываются все энергетические потребности производства, его работников и владельцев.

Но если использовать данный метод внутри одной страны и не будет межстрановых перекосов по обменным курсам, то будут получаться очень точные результаты по соответствию возврата финансовых инвестиций / финансовые инвестиции и EROEI.

Примечание:
учитывая, что основное производство солнечных панелей находится в Китае, и что курс юаня недооценен в ~1,5 раза, то реальная стоимость китайских панелей ДО 1,5 раз выше, чем они стоят сейчас для Европы. Так как понятно, что не всё в Китае имеет внутрикитайские цены.
Нефть получается по мировым ценам,
а газ хоть и дешевле чем в Европе, но все же импортный.
Хотя есть и местный, дешевый китайский уголь.

То есть, из этих рассуждений становится понятно, что оценивать энергетическую эффективность исходя из финансовой значительно более правильно, чем пытаться посчитать энергетическую, так как последний подсчет будет с большими ошибками.

Пример использования

Но, может быть, это всё - общие рассуждения, не имеющие ничего общего с реальной жизнью? Давайте попробуем применить этот метод на практике.

Пусть вы находитесь в США и у вас имеется сумма Х долларов, например, миллион или миллиард. Рассмотрим несколько вариантов вложения этой суммы.

Вложение в месторождение нефти или газа

Вы выкладываетесь в месторождение. У вас есть изначальные затраты на покупку разрешения у правительства, покупку/аренду земли, геологоразведку, обустройство месторождения и текущие затраты на добычу и транспорт нефти. Вам не нужно просить специальные условия для реализации продукции. Вы подстраиваетесь под рынок.

Опыт нефтяных компаний говорит о том, что в таких условиях они останутся в прибыли, при том, что они не получают от государства никаких дотаций, а наоборот платят ему налоги и другие отчисления.

Вложение в электроэнергию

Альтернатива - купить на рынке топливо для электростанций и теперь вам она должна столько-то оптовой электроэнергии.

При этом электростанции так же не получают никаких дотаций, а наоборот платят государству налоги и платят отчисления в пользу ВИЭ.

Здесь, предположим, что у вас нулевая или незначительная прибыль. Так как вы никакую нефть, уголь и газ не добываете, а просто купили ресурсы на рынке и переработали в электричество.

Вложение в солнечные панели и ветряки

И тут вам приходит гениальная мысль, что неплохо бы приумножить свой капитал, используя бесплатную энергию Солнца и ветра!

И вы на всю сумму Х покупаете солнечные панели в Китае. Можно даже рассчитаться бартером - вы им электроэнергию в США, они вам панельки.
Привозите панельки в Штаты и монтируете.

И тут обнаруживаете, что за всё время, которое вы будете получать бесплатную электроэнергию с панелей, вы её получите меньше, чем если бы просто сразу купили кВтч на электростанциях на всю эту сумму. И, соответственно, у вас энергетические и финансовые убытки.

Тогда вы бежите к экоактивистам, рассказываеет им про научный консенсус о потеплении на земле.

Затем вы вместе с экоактивистами и брызжущей слюной Гретой Тумберг, идете в правительство и рассказываете, что вы спасаете планету и что без вас планета умрет - её затопят растаявшие ледники, из-за выбросов СО2 все поджарятся как у чертей на сковородки и все такое.

Правительство пугается и вы получаете дотации в том или ином виде... и у вас получается выйти в ноль или даже что-то заработать.

Вид дотаций может быть достаточно разный. О тех, с которыми я сталкивался, расскажу в отдельной статье.

Применение финансового EROEI

В заключение хочу привести пример из собственного опыта использования финансового EROEI.

Мы посчитали почём будет получаться стоимость кВтч при установке солнечных панелей у нас на даче [4]. Желающие могут ознакомиться с подробными расчётами. Сейчас только возьмем результаты:

- Автономная солнечная панель без сети и аккумуляторов:
4,9 рубля/кВтч.
И жизнь будет мало отличаться от жизни в 18 веке))

- Солнечная панель и аккумуляторы:
30 рублей/кВтч.
Не разумно, проще использовать бензогенератор с ценой около 12-15 рублей/кВтч.

- Солнечная панель и сетевое электричество:
4,9 рубля/кВтч.

В этом варианте имеется дотация со стороны сетей (если не понятно как и почему - будет отдельная статья), но жизнь имеет привычный вид с получением электричества по требованию, а не по приходи природы.

Как видно во всех вариантах стоимость получается дороже, чем мы получаем по сети (2,2 рубля/кВтч.)

Но давайте нивелируем курсовую разницу с Китаем, где изготавливают солнечные панели и аккумуляторы.

Для этого надо понизить курс доллара относительно рубля в 2 раза. Все рублевые цены внутри России при этом остаются неизменными, в том числе на электроэнергию.

Не важно, в данном контексте, как это можно сделать, хватит ли валютных резервов, и какими налогами, пошлинами и т.д. будет обеспечено неизменность внутренних цен.

Тогда цена кВтч становится 2,4 рубля. Для нас ещё дорого, но в некоторых регионах [5] уже становится выгодно устанавливать солнечные панели!

Уравняем курс не с Китаем, а с Европой. Китайский курс занижен в 1,5 раза относительно европейской валюты.

Тогда цена кВтч становится 1,6 рубля. Это уже выгодно и для нас!

Смотрите как интересно получается. Физический EROEI вообще никак не меняется от наших манипуляций обменным валютным курсом. При этом финансовый EROEI меняется и именно он позволяет узнать выгодно или нет использовать солнечные панели!!

Надеюсь, теперь, исходя из общих рассуждений и конкретных примеров, вам совершенно понятно, что текущие параметры ВИЭ убыточны и потребляют больше "грязной" энергии при своём производстве, чем дают чистой при своей работе. А значит и оставляют бОльший углеродный след. И производство панелек и ветряков не способствует снижению скорости нагревания планеты, а наоборот ускоряют этот процесс.

P.S.
Я вовсе не против развития ВИЭ. Но надо проводить исследования, искать новые способы экономного производства ВИЭ. И только когда эти способы будут найдены, начинать повсеместное и широкое их внедрение!

А текущее внедрение ветряков и панелей стоит на 2-м месте по дурости после сжигание электричества на майниг различных криптовалют.

https://matveychev-oleg.livejo...