Время чтения: 8 минут

"Мировой рынок электроэнергии в ближайшие десятилетия может измениться до неузнаваемости. Об этом на Восточном экономическом форуме в начале сентября заявил глава «Роснано» Анатолий Чубайс. Какое место в новом мире займут возобновляемые ресурсы? Как к этому должна относиться Россия? В чем проблема хранения альтернативной энергии? ".

Следуй за «зеленой» энергией

Пока судно с американским углем чуть не в щепки разносит одесский порт, страны ОПЕК мучительно договариваются о сокращении добычи нефти, а «Газпром» выходит на рекордный уровень экспорта газа в Европу, в разных уголках нашей планеты все громче звучат три волшебные буквы — ВИЭ. От этой аббревиатуры так и веет светлым будущим: кажется, только возобновляемые источники энергии в силах вывести наше общество на качественно иной виток развития. Ветер, солнце, вода — у ног человека неисчерпаемые дары природы, а он — глупец! — продолжает жадно опустошать недра земли, наполнять до краев свои танкеры и строить газопроводы.

 Причин мирно распрощаться с традиционной энергетикой предостаточно. Земля под нашими ногами истощается, а потребности человечества в энергии с каждым годом растут. Среди побочных эффектов нефте- и газодобычи — 50% всех вредных антропогенных выбросов в окружающую среду. Наконец, среди предпосылок почти всех международных конфликтов последних лет — подспудная борьба за энергоресурсы, которыми обладают лишь избранные. Не правда ли, экологичная альтернативная энергетика помогла бы людям примириться как с матерью-природой, так и друг с другом?

В чем хранить?

За аббревиатурой ВИЭ скрываются разные источники энергии: одни уже набили оскомину, другие продолжают вновь и вновь ставить ведущих мировых ученых в тупик. С одной стороны, человек давно «на ты» с гидроэнергетикой, с другой — еще не совсем приручил солнце, ветер, горячие подземные источники и волны океана.

В глобальном отчете всемирной сети по энергетической политике Ren21 за 2016 год можно обнаружить интересную статистику, отражающую положение дел в этой отрасли. В электроэнергетическом секторе доля гидроэнергетики в мире составляет 16–17%. Доля же новых видов энергии, прежде всего солнечной и ветряной, дошла пока лишь до 7%.

Такой скромный показатель легко объяснить: при всей привлекательности энергий солнца и ветра, у них есть серьезный недостаток — непостоянство. Если запас воды в хранилище можно использовать на гидроэлектростанциях когда угодно, а запас угля гарантирует непрерывную работу тепловой электростанции, то день совсем не обязательно будет ясным и ветреным.

Если бы человечество придумало, как сохранить избыточную энергию про запас, «на черный» безветренный и пасмурный день — можно было бы говорить о колоссальном прорыве в энергетической индустрии. И доля альтернативной энергии, участвующей в обеспечении наших потребностей, возросла бы, составив серьезную конкуренцию традиционным энергоресурсам. К сожалению, производство подобных хранилищ в промышленных масштабах — удовольствие не из дешевых. И пока это так, об энергетической революции и повсеместном использовании возобновляемых ресурсов говорить нельзя.

В необозримой перспективе

 А пока настоящего прорыва в сфере хранения альтернативной энергии нет, появляется множество лайфхаков, и некоторые выглядят очень даже перспективно.

1. Немецкие ученые из Общества Фраунгофера предложили преобразовывать солнечную энергию в метан. В основе процесса — электролитическая диссоциация воды с помощью энергии солнечных батарей и ветрогенераторов. Элегантность идеи в том, что метан можно накапливать и в любое удобное время употреблять для получения электричества в тепловых электростанциях. А еще это просто и дешево.

2. Водную гибридную ионную батарею изобрел профессор инженерного колледжа Университета Карнеги-Меллона. Это первая экологичная батарея, работающая совместно с системами получения энергии солнца и ветра. Она способна круглосуточно хранить большой объем энергии при низкой стоимости за джоуль. Кроме того, она разработана с использованием доступных и дешевых ресурсов — воды, натрия и углерода.

3. А еще энергию накапливают в резервуарах со сжатым воздухом, которые могут находиться в любом месте. Британский профессор Симус Гарви предложил использовать для хранения сжатого воздуха мешки из полиэтилена, размещенные на поверхности океана неподалеку от ветрогенераторов.

4. Специалисты американской компании Magnum Energy НС предлагают для хранения энергии использовать сжиженный воздух. Электростанция, работающая на энергии солнца, будет давать электрическую энергию, а ее избыток направят на работу нагнетающих насосов. Сжатый воздух насосы могут закачать в подземное хранилище для природного газа, переоборудованное под закачку воздуха.

5. Интересным выглядит и калифорнийский проект Advanced Rail Energy Storage (ARES), идея которого заключается в преобразовании энергии поезда — потенциальной и кинетической — в электричество. Благодаря избыточной электроэнергии от солнечной или ветровой станции поезд заедет на крутой склон и спустится, когда придет время вернуть электричество в сеть. Достоинство ARES — удобство и дешевизна: железную дорогу можно разобрать и перевезти в другое место.

 А у нас на кухне газ?

 Все это, конечно, хорошо, но как к новым энергетическим веяниям относиться такому нефтегазовому гиганту, как Россия? В августе этого года наше Минэнерго опубликовало «Концепцию развития рынка систем хранения электроэнергии в РФ». В документе отмечается, что в стране планируется развитие накопителей на солнечных и ветровых электростанциях.

Сейчас Россия сильно отстает от мировых трендов в этой области. Объемы генерации на основе ВИЭ у нас небольшие — менее 1 %, не считая «большой» гидроэнергетики. Но если не следить за альтернативной энергетикой, можно упустить момент, когда солнечная и ветряная энергии станут обходиться дешевле, чем традиционные ресурсы. В сентябре на Восточном экономическом форуме глава «Роснано» Анатолий Чубайс назвал развитие возобновляемой энергетики в России вопросом выживания страны в долгосрочной перспективе.

По словам экспертов инновационного центра «Сколково», развитие альтернативной энергетики в нашей стране сдерживает централизованная система производства и распределения электроэнергии, основанная на крупных источниках генерации. Участникам отрасли и инвесторам проще работать в существующей парадигме, чем изобретать велосипед. В то же время отдаленные районы нашей страны (а это более 65% территории) система энергоснабжения не охватывает — дизельное топливо и мазут для электростанций туда доставляют на вертолетах. И это уже веский довод повернуться лицом к «зеленой» энергии.

Согласно проекту энергостратегии России, к 2035 году планируется рост нетрадиционных энергоресурсов в производстве электроэнергии в 10–14 раз. Насколько этот прогноз оптимистичен, судить сложно, однако сдвиги в этом направлении уже есть.

Так, в 2015–2016 годах в нашей стране запустили 14 крупных солнечных электростан��ий мощностью 90 МВт. В Новочебоксарске недавно завершилась модернизация завода по производству солнечных батарей на 160 МВт в год. В феврале 2017 года ученые из Сколтеха, Института проблем химической физики РАН и МГУ объявили о новом подходе в создании перовскитных солнечных батарей. За два года исследований российские специалисты догнали зарубежных коллег, которые занимаются этими технологиями восемь лет. Для запуска промышленного производства перовскитов не хватает лишь финансирования — впрочем, как и другим разработкам в этой области.

На уровне государства процессы кажутся запущенными: согласно тому же проекту энергостратегии, к 2035 году в возобновляемую энергетику вложат $53 млрд, или по $3 млрд в год. Правильно расставить приоритеты осталось инвесторам. И когда они поймут, для чего в нефтегазовой России вкладываться в научные разработки в сфере возобновляемых ресурсов, энергетической революции в нашей стране дадут «зеленый» свет.