Исчезновение глетчеров увеличит энергетический потенциал Альп

Плотина Эмоссон (Emosson), кантон Вале. На долю ГЭС в Швейцарии приходятся почти 60% от общего объема произведенной электроэнергии. © Keystone / Anthony Anex

Исчезновение альпийских ледников не нанесет удара по швейцарской гидроэнергетике. Более того, растаявшие ледники освободят место для строительства новых плотин и искусственных водохранилищ, так что Швейцария в перспективе может стать настоящей «электрической батарейкой» для Европы, надежно снабжающей сопредельные страны экологически чистой энергией.

За такую идею по нынешним временам можно получить по шее от разгневанных сторонников Греты Тунберг: а что, если использовать тепло, возникающее в ходе работы атомных электростанций, для ускорения процесса таяния ледников, а потом использовать талую воду для производства электроэнергии? Принадлежит эта идея инженеру из Цюриха Адольфу Веберу (Adolf Weber). Он же предлагал не останавливаться на теории и тут же приступить к практической работе, построив такую необычную атомную гидроэлектростанцию в регионе Юнгфрау (Jungfrau), в самом сердце швейцарских Альп. 

Полный абсурд? Разумеется. Но это не помешало швейцарскому правительству внимательно рассмотреть этот проект. Происходили эти события, правда, не сегодня, а в 1945 году. По словам историка Гвидо Коллера (Guido Koller), тогдашние физики и инженеры были просто потрясены объёмом энергии, единовременно выделенным при подрыве атомных боезарядов над Хиросимой и Нагасаки. Почти сам собой был запущен процесс конкурентного «мозгового штурма» с целью выработки самых перспективных инженерных решений, позволявших эффективно использовать ядерную энергию в мирных целых. Что касается Швейцарии, то в итоге, пишет Гвидо КоллерВнешняя ссылка, предложение об использовании атомной энергии с целью развития гидроэнергетики было названо «нерациональным», и проект был закрыт.

О серии материалов «По альпийским долинам и по взгорьям»

Этими публикациями мы хотим наглядно показать и проанализировать последствия процесса таяния швейцарских ледников на той или иной определенной высоте, информируя при этом о разработанной и реализуемой в Швейцарии стратегии антропогенной адаптации естественных природных биотопов к последствиям глобального потепления.

Мы решили спускаться сверху вниз, анализируя ситуацию на следующих высотах и фокусируясь на следующих темах:

3 000 — 4 500 м. — альпийские ледники и их влияние на горный ландшафт;

2 000 — 3 000 м. — индустрия туризма и стихийные бедствия (публикация в сентябре 2019 года);

1 000 — 2 000 м. — производство электроэнергии при помощи ГЭС (октябрь 2019 года);

0 — 1 000 м. — водные ресурсы Швейцарии (публикация в ноябре 2019 года).

Энергия за счет талой воды ледников

Прошло более семидесяти лет, и в Швейцарии сейчас работают сразу пять атомных электростанций, построенных, правда, в равнинной части страны, а не в горах. Но вода все равно остается наиболее распространённым возобновляемым источником производства экологически чистой электроэнергии. В Конфедерации за счет ГЭС вырабатываются почти 60% всей электроэнергии, тем самым Альпийская республика по данному показателю находится в развитой Европе на втором месте после Норвегии. Швейцарские гидроэлектростанции в основном используют воду рек, которые в свою очередь питаются за счет дождя и воды, получающейся в результате таяния снегов.

В последние годы, однако, особенно с ускорением таяния глетчеров и ледников, вызванным глобальным потеплением, заметно начала увеличиваться роль воды, получаемой за счет таяния реликтового льда в горах. Об этом нам рассказывает Беттина Шэфли (Bettina SchaefliВнешняя ссылка), профессор гидрологии Бернского университета. По её оценкам, количество энергии, получаемой за счет использования воды растаявших ледников сможет дойти до уровня в 1,4 ТВт·ч ежегодно, что было бы эквивалентно 4% от общего объёма производства гидроэлектроэнергии в Швейцарии. Таяние ледников, таким образом, имеет и свою позитивную сторону.

Например, если зимой в горах не будет достаточно снега, а значит, и весной реки не будут иметь достаточно воды, то тут как раз на помощь смогут прийти воды, получаемые за счет таяния ледников. Так считает, например, Стюарт Лейн (Stuart Lane), профессор геоморфологии из Университета Лозанны. «Вместе с тем, в период до 2040 года альпийские ледники растают до такой степени, что уже не смогут больше выполнять функцию поставщика воды для ГЭС, и как раз подобные перспективы должны у нас вызывать наибольшую тревогу».

Энергетический концерн Axpo, крупнейший производитель гидроэлектроэнергии в Швейцарии, предлагает не беспокоиться раньше времени. «В самом деле, вполне возможно, что в период после 2050 г. водохранилища будут получать меньше воды за счет притока из рек. Однако в настоящее время ещё неясно, насколько сокращение объемов воды, поступающих в водохранилища из рек, будет компенсироваться вызванным потеплением климата увеличением объемов осадков, в частности дождей», — указал в своем электронном письме на адрес swissinfo.ch Ули Вальтер (Ueli Walther), официальный представитель компании AxpoВнешняя ссылка.

По мнению Беттины Шэфли, даже исчезновение примерно полутора тысяч альпийских ледников «не поставит под угрозу производство электроэнергии в ШвейцарииВнешняя ссылка». Наоборот, растаявшие ледники освободят место для строительства новых плотин и искусственных водохранилищ, так что Швейцария в перспективе может стать настоящей «электрической батарейкой» для Европы, надежно снабжающей сопредельные страны экологически чистой энергией.

Электрическая батарейка для Европы

В швейцарских горах расположено порядка 200 накопительных водохранилищ и насосно-перекачивающих станций. Большая их часть находится на высотах от 1 000 до 2 000 метров над уровнем моря. Эти искусственные озера заполняется водой, которая затем используется для производства электроэнергии в периоды нехватки электричества, получаемого из других источников. Когда происходит перепроизводство энергии, то тогда вода закачивается обратно и хранится наверху в горах.

Подобного рода циклическая система регулирования производства электроэнергии в Швейцарии является идеальным решением, позволяющим выравнивать и стабилизировать колебания в сфере поставок энергии, получаемой за счет возобновляемых источников энергии (солнца и ветра) в европейском масштабе. 

Правительство Конфедерации убеждено, что резервные хранилища и насосные установки в Альпах (самое крупное такое хранилище в Швейцарии расположено в кантоне Гларус) могут служить в качестве настоящей электрической батарейки для всей Европы.

Новые ГЭС в Альпах?

Отступая, ледники высвобождают новые территории, которые могут идеально подходить для строительства плотин и водохранилищ. По данным Высшей технической школы Цюриха (ETHZ), в швейцарских Альпах насчитывается около шестидесяти подобных площадок, семь из которых особенно перспективны.

Семь регионов Швейцарии, наиболее подходящих для строительства в будущем новых ГЭС. D. Ehrbar

Многие эксперты полагают, что новые такие электростанции помогут увеличить производство гидроэлектроэнергии в зимний период, что будет способствовать достижению целей, намеченных в швейцарской «Энергетической стратегии-2050». Искусственные озера могут также снизить риск стихийных бедствий, таких как наводнения или селевые потоки, они могут также использоваться в качестве хранилищ запасов воды на случай засухи. «Эти новые водохранилища должны быть многофункциональными и гарантировать не только производство гидроэнергии, но и орошение сельхозугодий», — говорит Беттина Шэфли из Бернского Университета.

Однако есть здесь и проблемы: почти все площадки, потенциально пригодные для строительства водохранилищ, расположены в природных зонах национального значения или находятся под охраной ЮНЕСКО, что затрудняет строительство в этих регионах крупных инфраструктурных объектов. Исключением является ледник Трифт (Trift) в Бернских Альпах, где компания Elektrizitätsgesellschaft OberhasliВнешняя ссылка (KWO) уже спроектировала новый водный резервуар стоимостью в 400 млн шв. фр. Но даже здесь, несмотря на согласие, полученное от экологических фондов Pro natura и WWF, есть те, кто активно выступает против и просит уберечь от застройки последние аутентичные альпийские регионы.

Рискованные инвестиции

Именно поэтому концерн Axpo и предпочитает пока не инвестировать в проекты по использованию ледниковых озёр с целью получения электричества. «Несмотря на наличие здесь заметного потенциала развития, волатильность рынка электроэнергии и слишком продолжительные периоды амортизации вложенных средств (от 60 до 80 лет) делают подобные инвестиции, даже при всех государственных программах финансовой поддержки энергетической отрасли, рискованными, а потому маловыгодными», — указывает официальный представитель компании Ули Вальтер.

Конечно, идея использования атомной энергии для увеличения производства гидроэлектроэнергии была и останется абсурдом, тем не менее Швейцарии в будущем так или иначе, но потребуются жизнеспособные модели, гарантирующие устойчивое энергоснабжение общества и экономики. У страны есть срок до 2050 г., то есть до момента, когда все атомные электростанции Швейцарии окончательно будет отключены от сети и прекратят свою деятельность.

Проблемы и вызовы швейцарской гидроэнергетики

Швейцария располагает идеальными условиями для развития и использования гидроэлектроэнергииВнешняя ссылка благодаря большому количеству рек с сильными перепадами высот. Не страдает страна и от дефицита осадков в форме дождей и снегопадов. Основными производителями гидроэлектроэнергии в Швейцарии являются кантоны Вале (27% от общенационального объёма производства), Граубюнден (22%), Тичино (10%) и Берн (9%).

Для компаний-операторов ГЭС главными проблемами на сегодняшний день являются падение цен на электроэнергию, ужесточение требований регулятора по остаточным объемам водВнешняя ссылка в реках (предельный нижний показатель по объёмам воды после отбора из реки допустимого объема с промышленными целями), а также сопротивление природоохранных организаций, выступающих, в частности, против увеличения высоты уже существующих плотин и строительства новых ГЭС в особо значимых с экологической точки зрения регионах Швейцарии.

Русскоязычную версию материала подготовили Юлия Ильина и Игорь Петров