Оправдали ли солнечные панели надежду на новую энергетику

«После нескольких лет стремительного роста в солнечной энергетике предложение намного превышает спрос, из-за чего новые технологии внедряются медленно», — писали в 2009 году аналитики консалтинговой компании Gartner. «Инновации в солнечной энергетике продолжают тянуть цены вниз», — говорилось в отчете 2011 года. «Несмотря на тяжелые условия и банкротства стартапов, инновации и сильная конкуренция еще дальше снижают цены в солнечной энергетике», — резюмировали аналитики в последней отраслевой сводке спустя еще три года и переключились на другие перспективные технологии.

Gartner известна благодаря ежегодному докладу «Цикл хайпа», где говорится о состоянии самых многообещающих разработок вроде нейронных сетей, блокчейна, интерфейсов между мозгом и компьютером. Солнечные панели выпали из отчетов компании: шумиха вокруг них давно стихла, а главным источником энергии остается ископаемое топливо, которое тоже дешевеет.

Одной только нефти человечеству нужно почти 100 млн баррелей в день. Если налить всю эту нефть в олимпийские бассейны, их общая длина составит примерно 320 км, почти как расстояние от Москвы до Костромы. От года к году спрос на нефть только растет, а солнечные панели на первый взгляд не в состоянии этому помешать.

Откуда в солнечной энергетике деньги

Возобновляемые источники энергии, среди которых солнце — главный, но не единственный, пока приносят не так уж много пользы. По данным ООН и Bloomberg New Energy Finance, в 2017 году из них получили только 12,1% всего электричества, а ведь еще энергия нужна для транспорта и обогрева. Оптимисты напоминают, что за год «зеленая» энергетика предотвратила выброс в атмосферу почти 2 млрд тонн углекислого газа, пессимисты — что с $3 трлн инвестиций за 13 лет можно добиться более впечатляющих результатов.

С 2004 года инвестиции в солнечную энергетику выросли в 14 раз, а на пике в 2015-м достигли $179 млрд. Деньги потекли в эту отрасль по двум причинам. Во-первых, из-за государственной поддержки, когда перед строительством новой станции правительство обещало покупать электроэнергию по цене выше рыночной, делало налоговые вычеты или давало другие послабления. Во-вторых, солнечную энергетику сделали привлекательной чрезвычайно дешевые кредиты: после мирового финансового кризиса 2008–2009 годов процентные ставки упали почти до нуля.

Однако в развитых странах ситуация меняется. Проценты по кредитам растут, программы государственной поддержки постепенно сворачиваются — в результате большая часть инвестиций в 2017 году пришлась на Китай. Компаниям остается надеяться на выгодные долгосрочные контракты, удачу — и инженеров.

Как совершенствуются технологии

Большинство солнечных панелей состоят из отдельных ячеек, покрытых тонким слоем кристаллического кремния. Лучи света передают энергию электронам в этой полупроводниковой пластине, электроны вылетают с привычных орбит, и возникает ток. Чтобы снизить затраты, инженеры совершенствуют каждый этап производства. Большие печи, где плавят кремний, сократили расход электричества вдвое, а алмазные пилы оставляют меньше отходов и позволяют сделать больше кремниевых заготовок из кусков одинакового размера. А в американской компании 1366 Technologies научились делать пластины прямо из расплавленного кремния, минуя промежуточные стадии.     

В российской компании «Хевел» улучшают конструкцию самой ячейки. Для этого пластину покрывают слоем аморфного, а не кристаллического кремния и пленкой из сплава индия и оксида олова. Как утверждает производитель, панели с такими ячейками мощнее обычных, лучше работают в пасмурную погоду, поглощают свет, отраженный от снега, воды, песка, земли, служат 25 лет и в жару, и на морозе.

Есть и другие способы повысить эффективность. В одних фирмах инженеры уменьшают зазоры между ячейками, в других используют новые материалы (впрочем, в девяти из десяти панелей применяется привычный кремний), в третьих — «умные» датчики, которые упрощают обслуживание панелей, где-то работой электростанций управляют алгоритмы. А себестоимость солнечных панелей снижается за счет автоматизации производства. 

Есть ли в России солнечная энергетика

В 2017 году цены на солнечные панели упали на 14%, в этом году ожидается такое же снижение. За счет этого падает и стоимость получаемой электроэнергии: если в 2009-м один киловатт-час обходился в среднем в 30 центов, то в 2017-м — всего в 8–9 центов. В некоторых странах солнечная энергия уже обходится дешевле той, что получена из ископаемого топлива.

Вопреки стереотипам о плохом климате, в России тоже возможна солнечная энергетика. Правда, пока она почти не развита: солнечные электростанции производят лишь 0,05% энергии.

«Мы сегодня находимся на развилке. С одной стороны, меры поддержки позволили создать саму отрасль. Появились производства полного цикла солнечных модулей, оборудования и компонентов, строятся новые станции, в отрасль пришли инвесторы. Но те цели, которые утверждены на текущий момент, не позволяют российским производителям снижать себестоимость производства за счет эффекта масштаба, их нужно увеличивать хотя бы в пять раз. Даже в этом случае доля солнца в национальном энергобалансе не превысит 3–5%. То есть не придется заново настраивать всю систему, зато инвесторы получат сигнал, что новая энергетика в нашей стране — это надолго», — объяснил директор Ассоциации предприятий солнечной энергетики России Антон Усачев.

По мнению Усачева, нужный масштаб производства может быть достигнут только благодаря крупным сетевым проектам — внутренний рынок автономного энергообеспечения слишком мал. Это сделает российские технологии более конкурентоспособными, а компании из традиционной энергетики получат компетенции, которых у них пока нет. Если Россия хочет оставаться важной энергетической державой, ей нельзя полагаться только на нефть и газ.

Мир движется в сторону возобновляемых источников. С годами их доля в производстве энергии будет расти. Пускай пока человечество по-прежнему полагается в основном на ископаемое топливо, в 2017 году более половины введенных мощностей пришлось на солнечные и ветряные электростанции. О «зеленой» энергетике пишут все реже, но это говорит о том, что из многообещающей диковины эти технологии постепенно превращаются в обыденные вещи.

Марат Кузаев