Прорывные технологии в возобновляемой энергетике

Влиятельный американский журнал Scientific American в сотрудничестве с Всемирным экономическим форумом (ВЭФ) ежегодно представляют научные разработки, которые, по их мнению, являются прорывными, но вскоре станут вполне обычными. Одной из таких разработок является аккумулирование возобновляемой энергии в промышленных масштабах с помощью литий-ионных батарей.

энергетика

Наибольшее распространение получили технологии, использующие энергию ветра и солнца. В США по данным Управления по информации в области энергетики (EIA) за прошедшие десять лет количество электроэнергии, вырабатываемой за счет возобновляемых источников выросли вдвое, главным образом, за счет ветровых и солнечных установок. Основным недостатком этих установок (наряду с высокой стоимостью) является их зависимость от природных условий (ветра и солнца).

Одной из особенностей электроэнергетики является невозможность производства электроэнергии впрок, т.е. сколько энергии производится столько должно быть потреблено. Между тем потребление имеет пики-максимумы потребления, а производство солнечной и ветровой энергии зависит от времени суток, капризов погоды и т.д. Чтобы скоординировать выработку и потребление необходимы накопители электроэнергии.

В США для этой цели используются гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). У нас в России известна Загорская ГАЭС. Принцип действия этих станций прост. Имеются два бассейна: верхний и нижний. Когда электроэнергия не нужна, вода из нижнего бассейна закачивается в верхний. Когда нужно вырабатывать дополнительное количество энергии, станция работает как ГЭС. По данным Министерства энергетики, в настоящее время в США на долю ГАЭС приходится 95% энергии аккумулируемой в промышленных масштабах.

ГАЭС имеют свои недостатки. Большие потери электроэнергии, обусловленные КПД гидроагрегатов. Высокая стоимость ГАЭС. Сложность гидротурбин, работающих попеременно в прямом и реверсном режимах, т.е. на выработку электроэнергии и на закачивание воды. Недостатки присущие всем ГЭС. Преимущество состоит в простом, технологичном и быстром покрытии максимумов потребления.

США богатая страна, установленные мощности в электроэнергетике значительно превышают установленные мощности России. В США для покрытия пиков потребления используют электростанции, работающие на природном газе. Однако в последнее десятилетие стали широко применять литий-ионные аккумуляторы, на них приходится 80% электроэнергии, запасаемой в промышленных масштабах. Если 10 лет назад мощности этих батарей составляли несколько мегаватт, то на февраль 2019г. выросли до 866 МВт, а стоимость запасаемой электроэнергии упала на 76%, и вскоре сможет составить конкуренцию резервным электростанциям на природном газе.

Нужно ли России повторять успех американцев? Нужно! Очень нужно! Но не в энергетике, а в тех областях, где сегодня используются аккумуляторы. В подводном флоте, на транспорте, в быту и т.д.

Почему же США так ратуют за литий-ионные аккумуляторы, причем не на транспорте, а в энергетике? Это чистая экологичная технология? Безусловно. Если напечатать зеленые фантики и на них купить готовый продукт для аккумуляторов, то экологично. А кто и как его добывает, это не наше дело.

Безусловно использование обладающих большой емкостью литий-ионных аккумуляторов в городском транспорте, в быту и т.п. очень актуально. А вот перспективность использования их для аккумулирования электроэнергии в промышленных масштабах не столь очевидно. Здесь нужно учитывать финансовые и экологические факторы. В нашей стране достаточно газа. Можно скопировать американские газовые электростанции быстрого запуска (хотя я не представляю, как они устроены), но если они станут не актуальны в США, то их оборудование можно будет скупить по дешёвки.

Копировать зарубежные новинки нужно с умом. Однако их тоже нужно учитывать. Мы уже были свидетелями якобы успешной разработки в США так называемой стратегической оборонной инициативы (СОИ), пробирки с иракским бактериологическим оружием.