В июне 2023 года, когда над Техасом опустился тепловой купол, удерживая жару и влажность, во всем штате были побиты рекорды высоких температур. Самый жаркий день почти превысил рекордную температуру, зафиксированную в августе 1936 года. По словам метеорологов, тогда жарче было разве что в пустыне Сахара и районе Персидского залива. Альтернативная энергетика повышает гибкость и надежность сети штата. О том, как Техас стал американским центром чистой энергии читайте дальше на houstoname.
Как солнечная и ветровая энергия спасают летом?
Альтернативная энергия использовалась еще задолго до того, как в конце XIX – начале ХХ столетий человечество стало использовать уголь, природный газ и нефть. Люди черпали солнечную энергию для регулирования температуры в помещениях. Эта энергия способствует фотосинтезу в растениях, которыми потом питаются животные, она же отвечает за производство еды на планете.
В XVIII веке учёные начали изучать энергию Солнца для более широкого ее использования. Главное их открытие – фотоэлектрический эффект, то есть способность превращать солнечную энергию в электричество. Этот эффект создается, когда свет Солнца попадает на полупроводники. Это вещества, которые плохие проводники электричества в природном состоянии, но прекрасные в определенных условиях, например, при влиянии тепла или света. Например, полупроводником является кремний. Это открытие дало возможность создать в ХХ веке солнечные батареи.
Энергию ветра, как и солнечную, люди используют с давних времен. Самое раннее ее применение – парусные лодки. Древние цивилизации также использовали ветер, чтобы перемалывать зерно и перекачивать воду. Хотя ветровая энергия со своими недостатками, например прерывистостью, но все же она важная глава в истории США.
Солнечные и ветряные электростанции производят энергию из возобновляемых источников, что помогает компенсировать мегаватты, которые теряют в автономном режиме установки, работающие на природном газе или угле. Ветер и Солнце дают достаточно большой буфер, даже если несколько электростанций выключаются, это не вызывает сбоев. Именно так техасцы спаслись от жары в июне 2023 года.
Техас продемонстрировал на своем примере другим штатам, что только сочетание различных видов энергии может сохранить человеческие жизни во время экстремальной погоды. В таком случае у людей всегда будет доступ к необходимым теплу, свету, воде и т.д.
В 2020 году Техас стал ведущим штатом США по ветровой энергетике и вторым по солнечной после Калифорнии. Он также опередил другие штаты по количеству новых солнечных и ветряных электростанций, а еще третьего звена триады возобновляемой энергии – накопления аккумуляторов. Аккумуляторные батареи размером с грузовик, которые включаются, когда электростанции «накрываются», идеальны для использования ветровой и солнечной энергии и играют решающую роль в предотвращении отключений энергии в Техасе.
Как Техас стал лидером в области возобновляемой энергетики?
Энергетика Техаса ассоциируется, прежде всего, с буровыми башнями и скважинами природного газа. Однако благодаря федеральным налоговым льготам и регуляторной среде Техаса разработчики обнаружили благоприятную среду для строительства ветровых и солнечных электростанций.
Воду и дома в штате успешно нагревали с помощью контролируемого использования солнечной энергии еще в 1882 году, активное солнечное отопление зданий развивалось и на протяжении ХХ века. В течение 1920–1930-х годов солнечные дома штата использовали стеклянные веранды для захвата тепла зимнего солнца и плоские пластинчатые коллекторы для нагрева воды. Солнечную энергию применяли также для сушки сельскохозяйственного зерна.
Первую в штате установку крупномасштабного отопления и охлаждения с помощью энергии Солнца разработали в 1977 году в Университете Тринити (Сан-Антонио). Затем Техасский технический университет разработал рефлектор в форме чаши с линейным приемником энергии для высокой турбины. Эта турбина снабдила город электроэнергией, как и дизельные генераторы. Это была первая в США солнечная электростанция среднего масштаба.
Что касается ветровой энергии, то в 1977-м в штате появился Институт альтернативной энергетики (AEI), который стал главным инфоресурсом об ветровой энергии в Техасе. В 1999-м в местности Биг-Спринг свели первую 80-метровую башню.
На рост ветроэнергетики в Техасе влияли ветровые ресурсы, наличие земли, государственные цели возобновляемой энергии, экономическая эффективность развития и использования ветряных электростанций, а также соответствующая электросеть. В 2012-м в штате функционировало уже более 10 700 ветровых турбин для производства электроэнергии.
Ветроэнергетика – это коммерческое предприятие между владельцами земли и операторами ветровых электростанций. Техасские фермеры могут таким образом подзаработать: они сдают в аренду свою землю разработчикам ветряков. Это обеспечивает новый доход без влияния на традиционное земледелие и выпас животных. Хотя и договоры об аренде сильно отличаются, в 2004 году Управление отчетности правительства США сообщило, что фермер, который сдает землю в аренду, получает 3000–5000 долларов США за турбину в год.
Приятным бонусом в Техасе является то, что ветровые и солнечные электростанции не нуждаются в водном охлаждении, поскольку воды в штате не хватает всегда. Кроме того, потребители проявляют приверженность возобновляемой энергетике из-за ее дешевизны.
Политические противники «зеленой революции»
Многие законодатели Республиканской партии, доминирующие в правительстве Техаса (по состоянию на 2023 год), многие годы выступали против ветровой и солнечной энергий, поскольку считали их ненадежными, если сравнивать с электростанциями, работающими на ископаемом топливе. Добыча нефти и газа также является значимым источником налоговых поступлений для страны, а еще политических взносов.
Консерваторы заложили основу для того, чтобы Техас стал центром чистой энергии еще в начале ХХІ века. Губернатор Джордж Буш дерегулировал энергетический рынок штата в 1999 году и призвал запустить 2000 мегаватт возобновляемой энергии в следующем десятилетии, а его преемник, губернатор Рик Перри, поддержал многомиллиардный толчок проложить линии электропередач из ветряного, солнечного Западного Техаса.
Являются ли Солнце и ветер надежными источниками энергии?
Ни один источник электроэнергии не надежен на 100%. Однако самые большие сбои в электросети Техаса летом 2023 года происходили от якобы самых надежных генераторов, работающих на ископаемом топливе.
Некоторые законодатели Республиканской партии упорно убеждали политическое сообщество в том, что ветер и Солнце не надежны. В то же время во время Зимнего шторма Ури в феврале 2021 года, приведшего к гибели сотен людей и массовому обесточению, прекратили работу именно газовые, угольные и атомные электростанции, а не ветряные или солнечные.
По словам техасского энергетического эксперта Дуга Левина, основателя консалтинговой фирмы Stoic Energy, возобновляемые источники энергии стали спасением для сети Техаса, поскольку некоторые старые тепловые электростанции, работающие на угле, природном газе и атомной электростанции, вышли из строя в течение лета.