Текст книги "Триумф солнечного века. Революция возобновляемых источников"

Уже в 1950 году Всемирное движение за мир выпустило Стокгольмское воззвание, призывавшее к абсолютному запрещению ядерного оружия. Документ подписали Фредерик Жолио-Кюри, Пабло Пикассо, Томас Манн и другие известные персоналии, пример которых позволил собрать около 500 млн подписей во всем мире.

В Германии в 1957 году 18 физиков-ядерщиков опубликовали Геттингенский манифест («Göttingen Eighteen» – «18 из Геттингена»). Он был подписан ведущими учеными в области ядерной физики в Германии и мире, в том числе Отто Ганом, Вернером Гейзенбергом, Максом Борном, Карлом фон Вайцзеккером и Карлом Вирцем. Мы вернемся ко многим из этих важных личностей позже на страницах этой же книги, замечу лишь, что Вирц, который участвовал вместе с другими в программе немецких ядерных исследований во время Второй мировой войны, был моим профессором в университете Карлсруэ, где я изучал ядерные реакторы.

Суть подписанного ими манифеста состояла в том, чтобы решительно протестовать против того, чтобы новый немецкий Бундесвер был вооружен ядерным оружием – и этот призыв возымел действие! После некоторого колебания германский канцлер согласился. Вскоре после этого, в марте 1958 года, социалистическая партия (СПД) выступила с призывом «Бой ядерной смерти!».

Еще один подобный успешный манифест появился, хотя и намного позже, в ноябре 2016 года, – это обращение в ООН за подписью 15 лауреатов Нобелевской премии мира и двух лауреатов Нобелевской премии по естественным наукам. Они поддержали обращение, подготовленное в мае того года организацией Врачи мира за предотвращение ядерной войны (lntemational Physician for the Prevention of Nuclear War, IPPNW), в котором говорится о том, что опасность ядерного оружия совершенно неприемлема, а единственный способ предотвратить немыслимую катастрофу – это полностью отказаться от него. Конференция ООН в июне 2017 года и одобренный ею «Договор о запрещении атомного оружия» во многом стала результатом этого призыва.

Самые многочисленные демонстрации в истории послевоенной Германии были направлены против размещения новых ядерных баллистических ракет в стране и угрозы третьей мировой войны, которая явственно маячила на горизонте в 80-х годах прошлого века; первая демонстрация состоялась в 1981 году в тогдашней столице – Бонне, а самая крупная, собравшая более 1,3 млн человек, прошла там же в 1983-м. В Боннер-Хофгартене состоялась встреча с участием полумиллиона человек; 200 тысяч человек образовали цепь длиной более 100 км на юге страны.

Тогда, в начале 1980-х, главным героем немецкого движения за мир была Петра Келли, «Жанна д’Арк ядерного века», которая стала идейным вдохновителем антиядерного движения в Германии. Компания за безъядерную Европу, проходившая при поддержке Фонда мира имени Бертрана Рассела, стала реализацией одной из ее многочисленных инициатив.

В те годы множество выдающихся людей выступили пионерами борьбы против атомной угрозы. Фредерик Жолио, лауреат Нобелевской премии 1935 года, присужденной за открытие радиоактивного синтеза элементов ему и его жене Ирен Кюри, уже в 1952 году заявлял: «…Мы должны очень серьезно относиться к потенциалу использования солнечной энергии». То, что он фактически был отцом французской ядерной программы, придает этому утверждению особое значение – солнечный потенциал не менее серьезен, чем атомный! А ведь он был первым, кто экспериментально доказал, что радиоактивный распад атомов урана, открытый Отто Ганом, приводит к цепной реакции, и подал патент на атомную бомбу!

Однако, вероятно, самый известный герой антиядерного движения в мире – это Андрей Сахаров. Европейский парламент до сих пор регулярно присуждает премию его имени. Первоначально Сахаров был одним из научных руководителей советской программы ядерных вооружений. На его счету создание принципов разработки термоядерного оружия и Царь-бомбы – самого мощного из термоядерных боеприпасов, когда-либо взорванных на Земле. Однако, участвуя в испытательном взрыве этой бомбы в 1961 году в Сибири, он, по его словам, увидел конец человечества, который несет ядерное оружие. Взрыв не только потряс, но и коренным образом изменил его мировоззрение – Сахаров стал активистом ядерного разоружения, борьбы за мир, за права человека, за гражданские свободы. Его не выпустили из России для получения Нобелевской премии мира, присужденной ему в 1975 году, но в тексте лекции, зачитанной в Стокгольме его женой, говорилось, что задачи разоружения, сохранения окружающей среды и международного сотрудничества решаются одними и теми же средствами – гласностью, открытостью общества и свободой убеждений.

Роберт Юнг (Robert Jungk) – австрийский журналист, политик и писатель, который первым «из посторонних», людей, не занимающихся ядерной физикой, получил доступ в Лос-Аламос, входит в число наиболее ярких «звезд» антиядерного движения. Он написал книгу «Ярче тысячи Солнц» («Brighter than a Thousand Suns»), ставшую мировым бестселлером. В 1986 году он стал лауреатом премии «За правильный образ жизни» («The Right Livelihood Award»), которую иногда называют альтернативной Нобелевской, так как она вручается в Стокгольме и ее сумма – 3 млн шведских крон (около 350 тыс. долл.). В тревоге за будущее он много занимался футурологией и более всего опасался сращивания государства с ядерным лобби, так и назвав свою новую книгу «Атомное государство» («The Nuclear State», 1979). Янг оказывал сильную поддержку альтернативным и возобновляемым форам энергии, разоблачая коммерческое «ядерное» лобби, которое тормозит развитие современной возобновляемой энергетики, используя разные формы давления на правительство. Его книга, переизданная уже после смерти автора, использует образ Солнца как символ устойчивого мира без войн.

В 1982 году Нобелевскую премию мира получили Алва Мюрдаль из Швеции и Альфонсо Гарсиа Роблес из Мексики – «за крупный вклад в дело разоружения». Мюрдаль возглавляла переговоры ООН по разоружению с 1962 по 1973 год; Гарсиа Роблес был архитектором одного из первых соглашений о создании безъядерной зоны в Латинской Америке. Он сыграл ключевую роль в совместной программе ООН по разоружению 1978 года и был признан «господином Разоружение» этого года.

В Германии ярким участником антиядерного движения был Карл Фридрих фон Вайцзеккер. Мы упоминали уже его теории строения Солнечной системы и ее планет, а во время войны он был участником в ядерных исследований в Германии. На рис. 3.1 представлена обложка его книги, опубликованной в самом конце его жизни, с почти библейским названием: «Куда мы идем?» («Wohin gehen wir?», что по духу отвечает русскому Камо грядеши, а по латыни – Quo Vadis). В этой книге автор ведет читателя по кругам гигантских противоречий современного мира – таких как война и мир, нищета и богатство, человек и природа, провалы и ценности демократии. Однако несмотря на общий философский подход, в поле зрения автора попала и концепция «Factor 4», которая разрабатывалась его племянником Эрнстом Ульрихом фон Вайцзеккером. Последний с соавторами написал бестселлер под названием «Фактор 4: Удвойте богатство, уполовинив ресурсы», а название книги впоследствии стало девизом Вуппертальского института (Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy), основанного Эрнстом Вайцеккером в Германии еще в 1991 году.

Настало время, наконец, упомянуть и Германа Шеера, политическая карьера которого начиналась в рядах оппонентов ядерной войны, хотя позже он сделался подлинным отцом солнечной революции в мире. В следующем разделе – как и почему это случилось.

Рис. 3.1. Обложка книги немецкого ученого и философа Карла Фридриха Вайцеккера «Куда мы идем?», вышедшей в 1997 году.

Герман Шеер (1944–2010) был членом Бундестага (федерального парламента Германии) с 1980 года и влиятельным членом социал-демократической партии (СПД). Уже в 1982 году он был спикером СПД по вопросам разоружения и контроля над вооружениями, а в молодости выступал одним из лидеров и организаторов массовой демонстрации мира в Бонне, о которой упоминалось выше.

Спустя годы, когда мы стали друзьями, он отвез меня в городок Боннер-Хофгартен, где когда-то на демонстрацию собралось около пятисот тысяч противников размещения ракет, и разъяснил канву событий и побудительные мотивы произнесенной по этому поводу речи тогдашнего канцлера ФРГ Вилли Брандта.

В 1986 году Герман Шеер опубликовал свою первую книгу «Освобождение от Бомбы» («Die Befreiung von der Bombe»).

Ощущая насущную потребность разоружения и сохранения мира, Герман пришел к убеждению о необходимости создания альтернативного, солнечного мира. Но что это означает практически, вначале было трудно понять. Ясно вырисовывался лишь путь противостояния: «решительное нет войне и ядерной энергии, а также использованию ископаемых видов топлива».

Он был очень добрым и отзывчивым человеком, но занимал жесткую и неуступчивую позицию, которая раздражала многих, когда дело доходило до принципиальных вопросов. Поэтому внутрипартийный конфликт по поводу угольной стратегии сделался серьезным тормозом развития его политической карьеры.

Рис. 3.2. Обложка книги Германа Шеера «Освобождение от бомбы», вышедшей в 1986 году.

В 1988 году Шеер создал ассоциацию EUROSOLAR в Бонне. Вскоре после этого он приехал ко мне в Брюссель, и мы стали очень близкими друзьями. Эта долгая дружба позволила выработать общую позицию по всем стратегическим вопросам, связанным с реализацией всеобъемлющего солнечного мира. Мы обсуждали внутренние противоречия, связанные с использованием различных инженерных подходов: это противопоставление распределенных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии (PV) и мощных тепловых станций, работающих на сфокусированном солнечном излучении (CSP), вопросы установки ветровых турбин в населенных (on-shore) и в необитаемых местах, например в открытом море (offshore), назревающие противоречия в биоэнергетике. Мы обсуждали и животрепещущие проблемы продажи и потребления энергии – ведь с начала XXI века возобновляемые источники превратились в главную тему поставки и потребления энергоресурсов в мире.

Но началось все это в Германии, которая держала лидерство в реализации проектов солнечной энергетики примерно до 2013 года. Именно здесь, в Германии, в 2002 году инвестиции в PV впервые достигли миллиарда долларов; и даже в 2017 году, когда PV завоевали весь мир, здесь ежегодные инвестиции доросли до 100 млрд долл. С начала века в PV было инвестировано более 1000 млрд, т. е. более триллиона долларов, а возобновляемые источники в целом по миру в 2018 году получили инвестиций на 3 трлн долл.! Архитектором этой невероятной по размаху солнечной революции был именно Герман Шеер!

Политическим полем борьбы Германа Шеера являлся немецкий парламент, тогда как федеральное правительство Германии, независимо от расположения «политических звезд», всегда занимало строго консервативную позицию, отказываясь от поддержки инициатив по продвижению солнечных рынков в стране. Но и немецкий парламент также не был прибежищем откровенных сторонников солнечной энергии. В те годы – в критический момент на рубеже веков – я был членом комиссии Бундестага по энергетике и обследованиям и хорошо помню, что вместе с Гарри Леманном мы составляли лишь горстку адептов солнечных идей в этой комиссии, в то время как защитники ядерной энергетики были гораздо более многочисленны и агрессивны. Однако политическое искусство Шеера позволило создать альянсы в политическом спектре, которые позволили изменить положение дел. Без Шеера «Солнечная Германия» вообще не состоялась бы.

Первым прорывом Шеера был закон, позволивший реализовать feed-in (т. е. понижающийся) тариф, так называемый закон о возобновляемой энергии (Erneuerbare Energien Gesetz, закон EEG), который пришел на смену принятому в 1990 году закону, гарантирующему право подключения возобновляемых источников к сетям (StromEinspG). В то время партийная группа Шеера не имела большинства в Бундестаге и необходимо было искать союзников в консервативных партиях ХДС/ХСС. Герман нашел общий язык с Манфредом Лютке и Маттиасом Энгельсбергером, которые продвигали гидроэнергетику, а также с «зелеными» в лице Дэниэлса. И вот что значит настойчивость: в конце концов инициатива закона была одобрена даже консерваторами, хотя, как правило, они были друзьями энергетических компаний. Но сами они были в ярости. Действительно, закон StromEinspG, вступивший в силу 1 января 1991 года, давно обязывал принимать в общественных сетях электроэнергию от всех возобновляемых источников энергии и платить за нее фиксированную ставку – feed-in тариф (FIT). Но принятие выдвинутой Шеером новой редакции закона привело к тому, что им пришлось платить 13,84 пфенигов (7 центов) за киловатт-час гидроэлектроэнергии и 16,61 пфенигов (8,5 центов) за каждый киловатт-час энергии ветра и Солнца (выработанной с помощью PV элементов). Коммунальные предприятия обратились в верховные суды Германии и ЕС, чтобы отменить эти решения, но было поздно – они не достигли успеха.

Надо сказать, что принятый Германией закон во многом был вдохновлен Данией. Дания первой в Европе создала рынок энергии ветра. В 1979 году нынешний мировой гигант «Vestas» построил первый коммерческий ветряк мощностью 30 кВт, а позже Дания активно продвигала применение ветряков на горном перевале Алтамонт в США, где благодаря стимулированию в форме инвестиционного налогового вычета началось формирование ветрового рынка. На своем внутреннем рынке датчане сначала испробовали инвестиционную поддержку, а позже, с 1988 года, впервые в Европе ввели feed-in тариф. Датские коммунальные предприятия были вынуждены покупать электричество, производимое ветряками, и предлагать за это «рыночную цену».

По сути, Германия с 1991 года имела систему FIT такую, как в Дании, что позволило ей получить тогда в общей сложности 6,1 ГВт энергии ветра, установленной к 2000 году, и это даже больше, чем в Дании, установившей «лишь» 2,4 ГВт за тот же период. Однако в отличие от успеха программы по ветроэнергетике, представленный в законе 1991 года feed-in тариф на солнечные фотоинсталляции (PV) не обеспечивал достаточной капитализации рынка. До некоторого времени рынок фотоэлементов не мог вырваться из порочного круга: низкую стоимость элементов невозможно получить без массового рынка, позволяющего экономить на масштабе, а массовый рынок невозможен без конкурентной для рынка стоимости изделий. Заслуга Германа Шеера состоит в том, что он сумел разорвать этот круг с помощью механизма, ставящего закупочные цены в прямую зависимость от обоснованной стоимости генерации – это привело к установлению разницы закупочных цен для разных технологий и проектов разных масштабов. Поэтому появление нового закона EEG существенно облегчило вхождение фотоэлектрических солнечных элементов в рынок.

Когда СПД, в которой состоял Шеер, пришла к власти, его первым делом стала программа «100 тыс. солнечных крыш для Германии». Наброски проекта появились задолго до этого, но сама программа стартовала 1 января 1999 года. Она была профинансирована государственным банком KfW и утверждена министром финансов того времени О. Лафонтеном. При этом финансовая поддержка интеграции PV-элементов в крыши домов осуществлялась в форме возврата процентов, выплаченных по банковскому кредиту. Но это было далеко не так выгодно для инвесторов, как получение «живых» денег. Именно по этой причине программа «100 тыс. солнечных крыш для Германии» немедленно должна была быть увязана с feed-in тарифом с помощью нового закона EEG. Герман Шеер и трое его коллег из Бундестага (Ханс-Йозеф Фелл был одним из них), разработали новый закон в 1999 году. Они применили так называемую модель Аахена, использующую субсидии, обеспечивающие полное покрытие себестоимости энергии ее производителю, причем, поскольку учет амортизации оборудования со временем уменьшает выплаты владельцу, последний оказывается заинтересован постоянно обновлять оборудование, заменяя его на более эффективное, так как это повышает прибыль. EEG обеспечивал инвесторам 45 центов за киловатт-час в дополнение к погашению процентов за кредит по программе «солнечных крыш».

Эра нового закона EEG началась 1 апреля 2000 года, согласно решению Бундестага, хотя сразу же был инспирирован иск от комиссии ЕС в Брюсселе, который был отклонен Европейским судом. Однако программа «100 тыс. солнечных крыш для Германии» вместе с первой редакцией тесно увязанного с ней закона EEG завершилась в конце 2003 года и ее продолжения не последовало. Поэтому вторая редакция EEG, появившаяся в августе 2004 года, долго оставалась единственным механизмом поддержки солнечных фотоэлементов, ветро-, био– и гидроэнергетики, причем каждое из направлений имело свой feed-in тариф.

Закон имел ограничения вплоть до 2009 года. Для фотоэлементов PV ограничивался объем рынка, претендующего на поддержку, первоначально величиной до 300 МВт, а затем порог вырос до 750 МВт.

Герман Шеер увлекательно описал все тонкости и перипетии тех событий на рубеже веков, о которых лишь вскользь говорится в этой главе, в своей книге «Солнечная энергия для мира» («Solar Power for the World», Pan Stanford Publishing», Singapore, 2014). Мне пришлось готовить ее к выпуску уже после безвременной кончины автора.

В итоге, реализуя закон EEG, Германия превратилась в мирового лидера в области солнечной и ветроэнергетики. Если в 2000 году Германия установила скудное ограничение в 40 МВт для солнечной генерации, то в 2004 году ее общая мощность превзошла 1 ГВт и обогнала по этому показателю Японию, традиционно считавшуюся мировым лидером солнечной энергетики благодаря серии программ «Солнечное сияние» («Sunshine»).

Германия сохраняла мировое лидерство по годовой инсталляции солнечных элементов вплоть до 2013 года, когда Китай вырвался вперед. Тогда же ее превзошли по этому показателю США и Япония, так как после гибели Германа Шеера в 2010 году политический и энергетический векторы в Германии резко изменились – исчезла та поддержка, которая оказывалась ранее.

Развертывание солнечной энергетики в Германии сопровождалось ее лидерством на мировом рынке и в области ветроэнергетики; это лидерство Германия держала до 2005 года, уступив его сначала Соединенным Штатам, а затем Китаю, который сегодня лидирует в мире – как в области солнечных, так и целого ряда других возобновляемых источников. Тем не менее, Германия по-прежнему сохраняет сильные позиции в мировой ветроэнергетике.

Работа Германа Шеера была отмечена множеством призов и наград. В 1990 году он был награжден орденом «За заслуги перед Германией» (Germany’s Order of Merit). В 1999 году получил Премию правильной жизни (The Right Livelihood), которую именуют иногда Нобелевской в области стиля жизни, а также был объявлен Героем Зеленого века журналом «Time».

Даже в начале карьеры он был весьма влиятельным членом своей партии. В его избирательном округе Баден-Вюртемберг он был председателем комитета, определяющего кандидатов для списков голосования. Без хорошего места в таких списках пройти в парламент почти невозможно. С 1993 года он был членом Совета социал-демократической партии, участвовал в работе комитетов Бундестага по иностранным делам, сельскому хозяйству и многим другим. Кроме того, он был членом Парламентской ассамблеи Совета Европы.

Как я уже отмечал, его политическая карьера началось очень рано – еще студентом он стал лидером студенческого союза в университете Гейдельберга. Это было во время студенческого восстания 1968 года, в котором Гейдельберг был самой горячей точкой. Однажды он отвез меня в Гейдельберг, чтобы объяснить, как ему удавалось сдерживать студентов, когда они становились слишком агрессивными. «На одном собрании студенты проголосовали большинством голосов за то, чтобы немедленно занять место ректора. Я высказал свое мнение, что их стремление не ходить на занятие вполне понятно – именно за это они и голосовали. Поэтому я выступил против смены ректора, а чтобы прекратить жалобы, завершил собрание, выключив микрофоны и огни подиума».

Как только Германия выступила с политическими инициативами в области солнечной энергетики, в Китае был создан первый крупный производитель фотоэлектрических модулей. Это произошло уже в 2001 году. Ши Шэнронг (Shi Shenrong), никому тогда не известный ни в промышленности, ни и финансах, основал фирму «Suntech Power» в Китае, которая к 2005 году становится «номером один в мире» – основным мировым производителем кремниевых модулей, а его компания выходит с IPO на Уолл-стрит в Нью-Йорке. Всего через год г-н Ши стал первым долларовым миллиардером в солнечной энергетике. В те годы в Китае еще не было национальной солнечной программы для технологии фотовольтаики (PV), поэтому практически все производство «Suntech» было ориентировано на экспорт. У меня была возможность посетить первую производственную линию «Suntech» недалеко от Шанхая – уже в те годы она была полностью автоматизирована, а оборудование полностью импортировано из Италии.

Ши Шэнронг родился в скромной семье в Западном Китае, но в 1989 году отправился учиться в Австралию. Три года спустя он получил диплом по фотовольтаике в Университете Нового Южного Уэльса, где был учеником профессора Мартина Грина, серьезного исследователя, хорошо известного в международном сообществе разработчиков фотоэлектрических преобразователей. Профессор Грин активно контактировал с учеными, занятыми в этой области в США, Японии и Европе, в частности, был постоянным участником больших конференций по солнечным фотопреобразователям (PVSEC), которые я организовывал по всей Европе начиная с 1977 года. Таким образом, имея в кармане лишь австралийское гражданство и степень магистра за душой, Ши Шэнронг вернулся в Китай в 2001 году. Однако его компания наряду с многими другими оказалась подхвачена мощным вихрем растущей потребности в промышленном производстве фотоэлементов, обеспечившим перелом 2012–2013 гг. Хотя в конечном итоге его компания обанкротилась, сам он все же заработал на этом несколько сотен миллионов долларов – на будущее.

Здесь же следует упомянуть о Фрэнке Асбеке из Германии. Его карьера была очень похожа на карьеру г-на Ши. Асбек был абсолютно никем в промышленности и финансах. Он основал свою компанию «SolarWorld» в Бонне, как только Герман Шеер организовал там Eurosolar. На рубеже веков волна растущего спроса на солнечные преобразователи позволила ему стать первым немецким миллиардером в области их массового производства. Однако выход его компании на фондовый рынок вскоре привел к потере 99 % капитализации. К 2017 году компания пережила два банкротства, из-за которых пострадали тысячи уволенных сотрудников. В конце концов малую часть компании удалось спасти с помощью инвесторов из Катара.

Как уже отмечалось, «Suntech» не была единственной компанией в солнечной фотовольтаике, появившейся в первые годы текущего века в Китае и на Тайване – их было много и практически все они работали на экспорт. Однако все изменилось в 2012–2013 гг., когда Китай пошел на реализацию крупной национальной программы. К 2013 году половина из 600 крупных городов Китая располагала по меньшей мере одним производителем фотоэлементов для выработки солнечной энергии. За десять лет Китай вложил 50 млрд долл. в создание собственной солнечной PV-энергетики.

Немецкая политика развития солнечной фотовольтаики нашла также множество адептов по всему миру. К 2007 году насчитывалось 46 предприятий, многие из которых располагались в Соединенных Штатах, использовавших FIT-политику для возобновляемых источников энергии. К 2012 году этот принцип использовался более чем 65 странами. Многочисленные исследования показали, что feed-in тарифы являются наиболее эффективными по сравнению с моделями выделения квот или введением портфельных возобновляемых тарифов, обязывающих энергетические компании производить определенную долю энергии (квоту) на основе возобновляемых источников. Портфельный же вариант стал важным инструментом продвижения в Соединенных Штатах (мы еще вернемся к нему позже). К 2012 году 13 стран уже установили более 1 ГВт солнечной фотовольтаики. Было установлено более 4 ГВт в семи странах, расположившихся в следующей последовательности: Германия, Италия, США, Китай, Япония, Испания и Франция.

Рис. 3.3 Бертран Пикард (в центре), Андре Боршберг (справа) в 2010 году с автором, когда они выиграли Швейцарскую премию в области солнечной энергии. Позже, в 2015–2016 гг., швейцарцы совершили кругосветное путешествие на солнечном самолете Solar Impulse.

Возникновение нового мирового рынка солнечной энергии в XXI веке оказалось самым впечатляющим событием его экономической жизни. Появившийся практически из ничего, он через десятилетие или около того стал одной из главнейших тенденций мировых энергетических рынков. При этом и все другие возобновляемые источники энергии также проявили тенденцию к взрывному росту. Но подробнее об этом – в следующей главе.