Батарейки времен турбулентности

Развитие чистой энергетики невозможно без разработки эффективных технологий сохранения энергии, которые позволили бы сглаживать пики и провалы в выработке электричества и расширили возможности ее транспортировки. Только решив эти задачи, энергетика покинет зону турбулентности, признали участники дискуссии "Инновации в хранении энергии".

Представить себе мир после нефти и газа, как предложили организаторы форума "Открытые инновации", не так уж сложно, если вы понимаете не только, откуда взять энергию, но и как вы будете ее хранить и перевозить. Если на все эти вопросы найдется ответ — он будет достоин не одной Нобелевской премии. По крайней мере, Доминик Фаш, бывший глава совета директоров "Энел ОГК-5", один из основателей технопарка Sophia-Antipolis, заметил во время дискуссии "Инновации в хранении энергии", что он за подобное решение дал бы сразу пять. Без этого, пояснил он, энергетика останется в зоне турбулентности и развитие новых моделей бизнеса в ней будет затруднено.

"Энергосистема завтра будет выглядеть совсем не так, как сегодня,— убежден директор по инновациям и возобновляемым источникам энергии "РусГидро" Михаил Козлов.— Ее характерной особенностью является то, что в ней нет четко выделенных генераторов, потребителей или сетей. Все роли смешаны. Любой потребитель, установив себе солнечные панели, становится генератором электроэнергии. Генератор, установив системы накопления, становится потребителем. Сети оказываются во всех ролях одновременно. Это то развитие энергосистем в мире, к которому, на наш взгляд, мы движемся".

Такие распределенные системы отличаются большей надежностью, но есть проблема: пики и провалы в генерации, неизбежные при использовании энергии солнца, воды или ветра. Существующие технологии хранения не позволяют их сгладить, что приводит к падению цен на электроэнергию ниже нуля. В Германии, где энергия из возобновляемых источников покрывает в среднем 27% внутреннего спроса, в 2013-2014 годах было уже несколько случаев, когда в солнечные дни компании должны были доплачивать за то, чтобы их энергия попала в сеть, по €50-100 за 1 мегаватт-час. Это не анекдот, а угроза устойчивости системы.

Самое известное решение — кислотные или литиево-ионные аккумуляторы. В обзоре технологического рынка, подготовленном к форуму компанией EY, отмечается, что относительно масштабные проекты их использования в энергетике реализуются по всему миру. В Германии такие проекты субсидируются правительством, в Калифорнии являются почетной обязанностью энергокомпаний (к 2020 году они должны обеспечить хранение 1325 МВт энергии). Но эксперты не верят, что подобные решения серьезно скажутся на развитии энергетики: "В долгосрочной перспективе их применение не позволит удовлетворить все потребности и будет недостаточно экономичным",— пишет EY.

Решения, "которые позволяют обслуживать энергосистемы в целом",— это те, что "обеспечивают возможность накопления энергии в масштабе гигаватт", пояснил господин Козлов. К этой категории он отнес как относительно "экзотические" термодинамические и криогенные, так и гидроаккумулирующие и пневмоаккумулирующие станции, которые можно назвать классикой: первую в мире ГАЭС построили еще в XIX веке, а использование сжатого воздуха для сохранения энергии было запатентовано в США в 1948 году. Но классические принципы можно усовершенствовать — так, участники проекта ADELE (General Electric, RWE и другие) рассчитывают повысить КПД накопителей на сжатом воздухе с 40-50% до 70%, опытная установка должна появиться не позднее 2016 года.

Оба этих классических метода, по оценкам, которые приводит EY, будут востребованы в будущем. Третий метод, заслуживающий внимания,— использование излишков энергии для производства водорода, который затем может использоваться или самостоятельно (в топливных элементах), или для получения метана. Подобные проекты есть в Германии (компания Thuga), Франции (проект GRHYD), Италии и Канаде. В "РусГидро" самым удачным считают, кажется, японский опыт.

"Япония имеет 20-летнюю программу водородной энергетики, в рамках которой идет работа и с "РусГидро" — это прекрасный пример того, как государство должно способствовать развитию технологий,— полагает господин Козлов.— В Японии со следующего года начинают продаваться машины на топливных элементах. Правительство страны отменило 26 запретов, которые мешали развитию этого процесса. Премьер-министр пересаживает все министерства на водородные автомобили... К сожалению, мало стран, которые комплексно решают подобные задачи".