Кому светит солнце Израиля

Георгий Шарфштейн
Выпуск #2

Отсутствие собственных традиционных энергоносителей и враждебное окружение стимулировали еврейское государство к поиску источников альтернативной энергии буквально со дня основания. Спустя 71 год сложилась парадоксальная ситуация: с одной стороны, Израиль и израильтяне внесли и продолжают вносить огромный вклад в развитие альтернативной энергетики во всём мире, а с другой, потенциал ее использования в стране далек от оптимальной реализации. И это несмотря на то, что в быту почти каждый израильтянин регулярно пользуется ее плодами

Энергоносители Израиля

Производство электричества в промышленных масштабах началось в Эрец-Исраэль в 20х годах прошлого века. В те времена об альтернативных источниках энергии в подмандатной Палестине никто не помышлял. Однако время летело, наука двигалась вперед, и после образования Израиля на этом направлении замаячили определенные перспективы. Первый премьер-министр Израиля Давид Бен-Гурион был большим сторонником получения электричества без использования отсутствующих у Израиля нефти, угля и газа. И здесь отечественным ученым и инженерам удалось сполна воспользоваться поистине неограниченным бесплатным источником энергии, которым Израиль располагал всегда, — солнцем. Именно в использовании солнечной энергии (гелиоэнергетике) израильтяне совершили настоящий прорыв и сохраняют лидерство в различных нишах этой области по сей день. Сегодня невозможно представить еврейское государство без солнечных бойлеров, нагревающих воду при помощи фотовольтажных элементов. Более того, наличие таковых почти в каждой квартире (около 90 % домашних хозяйств) практически сразу бросается в глаза гостям нашей страны.

Табор идет к солнцу

В начале 50х израильтянин Леви Саар изобрел солнечный бойлер. Конструкция была далека от совершенства и к своему нынешнему виду пришла несколько позже. В 1967 году устройством обзавелись лишь 5 % домашних хозяйств (около 50 тыс.). Настоящим первопроходцем, причем мирового масштаба, в деле использования гелиоэнергетики стал наш соотечественник, доктор Гарри Цви Табор. Именно он, по сути, создал тот солнечный бойлер, который получил широчайшее распространение во многих странах мира.

Об этом человеке, опередившем свое время, стоит рассказать отдельно. Табор родился в Великобритании в 1917 году. С детских лет интересовался физикой, а также был членом молодежных сионистских организаций. Первую академическую степень по физике он получил в Лондонском университете в 1937 году, а в 1947 году по просьбе организации «Хагана» переехал во Францию, где занялся переделкой транспортных судов в пассажирские для нужд нелегальной репатриации. В 1949 году молодой ученый сам переселился в еврейское государство и сразу же вступил в Совет по научным и технологическим разработкам, организованный по инициативе Бен-Гуриона. Здесь он с нуля создал Национальную физическую лабораторию, которой руководил в течение почти четверти века. Важнейшими направлениями ее деятельности стали гелио- и ветроэнергетика. Кроме того, там была установлена сейсмическая станция. Гарри Цви Табор защитил в Еврейском университете в Иерусалиме докторскую диссертацию по специализации «Альтернативная энергетика», а в 1955 году совершил открытие, принесшее ему мировую славу. Оно вывело Израиль в лидеры во всём, что касается гелиоэнергетических инноваций. Табор создал специальное черное покрытие для улавливания солнечных лучей, оно резко снизило энергетические потери. До этого в гелиоэнергетике использовались зеркала, что давало низкий КПД. Изобретение израильского ученого совершило переворот. Его значимость стала понятна сразу, а вот с внедрением в жизнь пришлось немного подождать. Уже в 1956 году Табору присудили престижную премию Хаима Вейцмана за исследования в точных науках. Причем Давид Бен-Гурион, отдавая дань уважения ученому, вручил ее лично. Внедрять изобретение в солнечных бойлерах стали на заре 60х. С тех пор оно начало набирать широкую популярность в стране и в мире. Однако не бойлером единым: детище Табора получило широкое распространение также при строительстве небольших солнечных электростанций, как правило, в развивающихся странах. Станции возводили в тех местах, где проблематично было создать традиционную энергетическую инфраструктуру. На качественно новый уровень покрытие, рожденное в лаборатории Табора, шагнуло в солнечной Калифорнии. Там в 80е годы израильская компания «Луз» впервые в истории построила геотермальные электростанции производительностью в сотни мегаватт. Среди других важнейших работ ученого — успешное сотрудничество с инженером Иегудой Броницким по созданию турбогенератора для солнечных электростанций. Позднее они основали компанию «Ормат», которая до сих пор является важнейшим игроком на международном рынке альтернативной энергии. Среди прочего Цви Табор вместе со своими коллегами создал в середине 70х интереснейший на тот момент проект электромобиля. В отличие от существовавших моделей эта, благодаря оригинальным решениям, вплотную приблизилась к характеристикам обычных машин. Его новое детище было с огромным интересом встречено на международной тематической конференции в Дюссельдорфе, однако коммерческого спроса не возникло. В наши дни, когда электромобили завоевывают всё большую часть рынка, становится очевидно, что израильский ученый предугадал развитие области на десятилетия вперед. Гарри Цви Табор заслужил широкое международное признание и стал лауреатом многих престижных премий. До своего векового юбилея он не дожил всего два года. Во многом благодаря Табору была создана школа израильской альтернативной энергетики, и этой тематикой здесь стали заниматься очень много ученых и инженеров.

Кому кризис, кому мать родная

Во всём, что касается развития альтернативной энергетики из возобновляемых ресурсов, огромное значение всегда имели банальные экономические факторы глобального характера. Пока традиционные энергоносители реализовывались на рынке по низким, иногда смехотворным ценам, альтернативная энергетика мало кого интересовала. Тем более что в те времена экологическим аспектам придавалось очень небольшое значение. Всё изменил нефтяной кризис 1973 года. В разгар войны Судного дня арабские страны объявили о нефтяном бойкоте Западу, и цена на черное золото взлетела с трех долларов до двенадцати. Этот энергетический кризис стал крупнейшим в истории, а его значение вышло далеко за рамки сугубо экономических международных связей. Важнейшим его результатом стало то, что на Западе наконец осознали, насколько большое значение в свете зависимости от нефтяных стран третьего мира имеет развитие альтернативной энергетики. И тут уже созданная в Израиле научно-инженерная школа, а также накопленные знания и заделы, оказались востребованными. Надо отметить, что и в дальнейшем, когда цены на нефть падали, инвестиции в альтернативную энергетику во всём мире снижались, и наоборот, с ростом котировок резко возрастал интерес. Примером еще одного политического потрясения, приведшего к падению интереса к данной области, стало освобождение американских заложников, удерживавшихся в посольстве этой страны в Тегеране, после победы исламской революции в 1979 году. Ученые, занимающиеся всеми видами альтернативной энергетики, дружно отмечают это событие как приведшее к резкому урезанию бюджетов на исследования в результате последовавшего падения цен на нефть. Эта динамика сохраняется в мире и в наши дни: рост стоимости энергоносителей заставляет правительства и частных инвесторов разворачиваться в сторону альтернативщиков, и наоборот. Однако в последние десятилетия огромное значение приобрел и экологический фактор, он дал развитию энергетики из возобновляемых ресурсов огромный дополнительный толчок.

$ 600 млн на ветер

Но вернемся в Израиль. Местный рынок всегда был невелик, и потому добиться прибыльности от реализации того или иного продукта внутри страны очень часто не представляется возможным. Именно поэтому очень многие компании, даже обладающие самыми инновационными технологиями, будучи ориентированы в основном на экспорт, оставались и остаются очень чувствительны к мировой конъюнктуре.

Сегодня одним из основных центров исследований мирового значения в области альтернативной энергетики является Институт Вейцмана. Еще в первой половине нынешнего десятилетия филантропический фонд выделил 15 млн долларов для работ в этой сфере. Средства направили на исследования в трех важнейших областях: гелиоэнергетике, разработке биотоплива и оптике. По теме солнечной энергии удалось добиться существенных результатов в повышении КПД фотовольтажных элементов и солнечных батарей. При этом потенциал прогресса с учетом последних достижений в сфере нанотехнологий остается высоким. Огромный интерес представляет направление, связанное с биотопливом. По нему в Институте Вейцмана также продвинулись весьма далеко, а основным вызовом остается поиск еще более эффективных методов разрушения растительных материалов, дабы повысить КПД их переработки в горючее.

Временно отвлечемся от использования солнечной энергии и перенесемся в другую область, от которой Израиль не остался в стороне, — ветроэнергетику. Насколько велик ее потенциал в целом, говорит пример Дании, где 25 % электричества имеет ветряное происхождение.

В Израиле по естественным причинам потенциал значительно ниже: как с ветром, так и со свободными площадями для установки турбин дела здесь обстоят не столь хорошо. Согласно различным экспертным оценкам, он составляет от 600 до 1000 мегаватт. Всерьез этой темой в министерстве энергетики занялись в 1980 году. В сотрудничестве с различными ведомствами, вузами и НИИ были осуществлены необходимые расчеты, а также поиски подходящих для ветряков мест. В 1982 году именно разработка этой тематики привела к революционному для Израиля тех дней шагу: частным компаниям разрешили производить электричество и продавать его Израильской электрической компании («Хеврат хашмаль»). В 1985 году система заработала. Сегодня частное производство электроэнергии, как традиционными способами, так и альтернативными, — обычная практика, но в те времена речь шла о шаге, значение которого было невозможно переоценить. Именно он дал серьезнейший толчок развитию альтернативной энергетики в нашей стране, т. к. эта сфера стала вызывать интерес инвесторов. Первым частным производителем электроэнергии стало объединение «Мэй Голан», созданное на паях еврейскими населенными пунктами, расположенными на Голанских высотах. Здесь же, возле мошава Алоней-ха-Башан, «Мэй Голан» при содействии министерства энергетики построила первую в стране ветряную электростанцию. Сегодня такие действуют на севере не только на Голанах, но и в районе Маале Гильбоа и в Нижней Галилее. Их доля в производстве электричества в Израиле очень невелика, и перспективы строительства крупных ветряных электростанций выглядят на данный момент не самыми радужными. Так, относительно недавно был похоронен проект создания по-настоящему большой станции на Голанских высотах. Задумка принадлежала «Мэй Голан» и американской компании AES. Производительность оставшейся на бумаге станции должна была достигать 400 мегаватт, а инвестиции в развитие — 600 миллионов долларов.

В связи с тем, что эта область в Израиле развита не сильно, большая часть оборудования для ветряных станций импортировалась из-за рубежа, в частности из Австрии. Интересно, что ведомством, воспрепятствовавшим расширению одной из уже действовавших станций на Голанах, стало Управление заповедников, чье вето не позволило установить там дополнительные турбины.

Сапожник без сапог

В 2002 году, следуя в русле мировых трендов, правительство Израиля постановило, что к 2016 году 5 % электричества в стране должно вырабатываться на возобновляемых альтернативных источниках. С этой целью малые производители электроэнергии, главным образом солнечной, стали получать государственные субсидии, что привело к ряду перекосов, а также к тому, что выработанное ими электричество часто обходилось слишком дорого. Эту планку с горем пополам преодолели, а к 2020 году была поставлена амбициозная цель в 10 %, которой, как ясно уже сейчас, добиться не удалось. Как бы там ни было, в начале 2019 года установлен национальный рекорд: в один день альтернативные источники дали 16,4 % от всей производимой на тот момент в стране электроэнергии. Правда, обычные станции работали тогда далеко не на полную мощность, в противном случае доля альтернативщиков упала бы более чем в два раза. Надо отметить, что и недостигнутые к наступающему 2020 году 10 % по западным меркам являются очень невысоким показателем. Однако правительства Израиля, скорее всего, и дальше, хотя бы по минимуму, но будут пытаться увеличивать долю альтернативной энергии в общем пироге.

Как же получилось, что эта доля в нашей стране, несмотря на огромные достижения в данной сфере, очень мала? Основных факторов здесь два: часто невысокая рентабельность (а иногда и отсутствие таковой), а также бюрократические препоны во всём, что касается выдачи разрешений и передачи земли под электростанции. Несмотря на то, что основной потенциал развития гелиоэнергетики находится в пустынях Негев и Арава, многие тамошние населенные пункты всё равно не торопятся передавать действующие или потенциальные сельскохозяйственные угодья под большие по площадям солнечные электростанции. Кроме того, важно помнить, что с обнаружением залежей природного газа у берегов Израиля резко возросло его использование в качестве топлива для электростанций. При этом газ относительно дешев, а его применение дает гораздо меньше вредных выбросов в атмосферу, чем мазут и уголь. Подобная реальность привела к тому, что целевое субсидирование правительством альтернативной энергетики стало менее целесо-
образным.

Несмотря на то, что солнечные бойлеры являются неотъемлемой частью израильских реалий, в последние годы в свете строительства многоэтажных домов они постепенно стали уступать место электрическим. Причина на первый взгляд объективная: в высотках просто нет места для установки на крыше или в других подходящих местах достаточного количества солнечных бойлеров и фотовольтажных элементов. Эта тенденция привела к росту потребления электричества и как следствие — выбросов тепличных газов.

В этой связи Национальный совет по планированию и строительству постановил в начале декабря, что с 2020 года проектирование жилых домов, где основным источником теплой воды являются электробойлеры, запрещено. По идее, это позволит жильцам экономить многие сотни шекелей в год, но с другой стороны, задача обеспечения высотных домов горячей водой окажется непростой. Далеко не везде можно будет вернуться к старым добрым солнечным бойлерам. Кстати, среди предлагаемых решений проблемы — ветряные турбины.

Ну а пока внутри самого Израиля внедрение в жизнь альтернативной энергетики отстает от ряда стран Запада по крайней мере по масштабам. Отечественные компании, разрабатывающие и реализующие часто по-настоящему эксклюзивные инновационные технологии в данной сфере, в буквальном смысле продолжают завоевывать мир. На сегодняшний день в сфере альтернативной возобновляемой энергии в Израиле работает более 200 различных фирм. Около 70 из них — стартапы. Ярким примером успеха на израильском и международном рынке является компания SolarEdge, основанная в 2006 году, ее объем продаж за 2018 год достиг 937 (!) млн долларов. При этом ее стоимость на нью-йоркской бирже NASDAQ на момент написания этих строк составляла более 4,2 млрд долларов. Основная продукция SolarEdge — эффективные инверторы собственного производства — устройства, позволяющие с высоким КПД аккумулировать получаемую в течение дня солнечную энергию. Кроме того, компания разработала и реализует системы контроля фотоэлектрических батарей, повышающие их эффективность и выходную энергию. Сегодня общественные заведения, а также владельцы частных домов в Израиле имеют возможность установить на крышах дополнительные фотовольтажные элементы с целью производства электричества не только для собственных нужд, но и для продажи «Хеврат хашмаль». Как раз таких клиентов и может заинтересовать продукция SolarEdge.

Получение энергии солнца с дальнейшим ее сохранением является важнейшим направлением работы целого ряда израильских фирм. И здесь благодаря интересным технологическим решениям им удается повышать КПД всех этапов данного процесса, что, соответственно, делает подобные предложения привлекательными на международном рынке как с точки зрения экономической, так и в плане экологии.

Всё, что связано с солнечной энергией, является настоящим коньком как уже утвердившихся на рынке израильских компаний, так и стартапов, однако хватает успешных примеров и в других областях альтернативой энергетики.

Одним из самых ярких является фирма Yam Pro Energy, разработавшая оригинальные технологии по производству электричества с помощью энергии морских волн. В общих чертах принцип действия выглядит так: установленные в море специальные поплавки получают энергию от ударов волн и передают на берег, а там, на специальном оборудовании, она преобразуется в электричество. В первой половине десятилетия система в течение года испытывалась в Яффском порту, где доказала свою состоятельность. Ну а затем, уже в конце 2017 года, совместно с крупной индийской компанией было подписано соглашение с Национальной электрической компанией Ганы на сумму в 180 млн долларов. В рамках контракта по технологии Yam Pro Energy строится электростанция производительностью в 150 мегаватт, причем доля израильской фирмы в проекте составляет 32%. jm