От экспериментов Tesla до революции в энергетике: накопители энергии покоряют мир
Спор Илона Маска на $50 млн
История самого большого в мире литий-ионного аккумулятора, созданного компанией Tesla в Южной Австралии два года назад, началась с простого шутливого спора в твиттере. Главный мечтатель современности Илон Маск проговорился однажды, что не прочь помочь стране, страдающей от множества энергетических проблем. И его поймали на слове.
Дело в том, что Южная Австралия использует, в основном, возобновляемые источники энергии: ветер и солнечный свет. Это, конечно, исключительно экологично — но в пасмурные безветренные дни жители этого региона сталкивались раньше с большими сложностями. В такие периоды на проблеме простых людей от души зарабатывали газовые картели и хозяева больших газогенераторов. В ценах на свои услуги они не стеснялись.
Чтобы помочь людям, вынужденным либо сидеть в темноте и без телевизора, либо серьёзно переплачивать за свет, Илон Маск решил пойти на эксперимент. В том же твиттере он пообещал построить в Южной Австралии аккумулятор ёмкостью 100 МВт за сто дней. Цена спора оказалась немаленькой — 50 миллионов долларов, то есть вся стоимость строительства этой «батарейки».
Работы стартовали в 200 километрах от Аделаиды (административный центр Южной Австралии) 30 сентября 2017 года, а уже через 60 дней были закончены. По примерным подсчётам, этот литий-ионный накопитель энергии от Tesla каждый день экономит местным властям по 400 тысяч долларов.
Как сообщают местные СМИ, тарифы на свет после введения в эксплуатацию «батарейки» от Илона Маска упали в регионе на 75%. А жители штата теперь не жалуются на перебои с электричеством.
Накопитель вместо трёх электростанций
Но не думайте, что Илон Маск затеял эту историю чисто из спортивного интереса. Гигантский аккумулятор в Южной Австралии — лишь часть одного из последних стратегических направлений развития Tesla, набирающих популярность во всём мире. Подобные накопители энергии (правда, меньшего размера) функционируют также в США (Калифорния и Гавайи), Великобритании, Новой Зеландии и некоторых других странах.
Кроме того, к 2020 году в Калифорнии планируется ввести в эксплуатацию сразу четыре крупные системы хранения энергии общей производительностью 2,2 ГВт/ч, что позволит закрыть в штате три газовые электростанции — они станут просто не нужны. Проект осуществляет компания Pacific Gas and Electric (PG&E) с одобрения властей. Tesla предоставит для этой разработки три тысячи аккумуляторов Powerpack 2.
Помимо этого масштабного проекта, в регионе претворяются в жизнь и проекты поменьше. Так, в Санта-Кларе готовится к установке система хранения энергии на 300 МВт/ч от Hummingbird Energy Solutions, а также совсем небольшой (но от этого не менее полезный) накопитель на 40 МВт/ч.
Kak tebe takoe, Elon Musk, или Первая в мире сеть-аккумулятор в Юте
Летом этого года стало известно, что в штате Юта планируется построить первую в мире сеть, аккумулирующую энергию. Её мощность составит беспрецедентный 1 ГВт, что позволит хранить энергию из возобновляемых источников (тех же солнечных батарей и ветряков) до нескольких сезонов. За выполнение этой задачи возьмётся компания Mitsubishi Hitachi Power Systems совместно с Magnum Development.
Такая сеть накопителей энергии позволит обеспечивать электричеством 150 тысяч домов целый год. И это решит пока ещё остро стоящую проблему сохранения энергии из возобновляемых источников.
Как заявляют представители компании, проект The Advanced Clean Energy Storage (ACES) будет использовать сразу несколько разных видов накопителей: аккумуляторы высокой ёмкости, твердооксидные топливные элементы, возобновляемый водород, а также совершенно новые технологии с применением сжатого воздуха.
Уравновешивая день и ночь
Использование подобных накопителей в энергетической отрасли — тренд общемировой. Вот только в России он набирает обороты очень медленно. В основном, вся энергия в нашей стране потребляется сразу после выработки. При этом, днём потребление электричества намного выше, чем ночью. А чтобы потребители не испытывали дефицита, в стране существует немало «запасных» электростанций, которые функционируют лишь в пиковые периоды.
Подобная система чрезвычайно расточительна. Внедрение в цепочку производитель — потребитель пункта «накопитель» позволит экономить энергию, накапливая её ночью, когда потребление низкое, и используя днём, в моменты пиковой нагрузки.
Учёные уверены, что промышленные накопители энергии помогут полностью перевернуть мировую энергетику, избавив людей и компании от перебоев в подаче электричества. Они помогут также сократить и оптимизировать расходы в этой области.
Энергосбытовая компания РУСЭНЕРГОСБЫТ совместно РЖД и РОСНАНО разрабатывает накопители энергии для внедрения на сеть железных дорог страны. «Батареи» на железных дорогах повысят энергоэффективность, снизят затраты благодаря аккумулированию энергии в «дешёвые» часы и позволят выводить поезда из туннеля при возникновении аварийной ситуации.
Удивительное будущее
Общая мощность всех накопителей энергии в мире растёт чуть ли не в геометрической прогрессии. Так, по подсчётам компании Bloomberg New Energy Finance, через двадцать лет она взлетит до 1095 ГВт — то есть вырастет в 122 раза по сравнению с сегодняшним днём.
Как считают учёные, к 2040 году до 40% всей мировой энергии будет вырабатываться с помощью возобновляемых источников. А они, как мы уже знаем, крайне капризны и непостоянны. Так, в Германии в наши дни людям приходится доплачивать за соседей в случае избыточной выработки энергии. Всё это значит, что без систем накопления и хранения энергии в будущем не обойтись никак.
Стоимость накопителей энергии также будет снижаться. Это происходит уже сейчас: за 2010—2018 гг. литий-ионные аккумуляторы подешевели на 85%. По прогнозам, будет неуклонно расти и количество электромобилей на наших дорогах. К тому же 2040 году на таких машинах будет передвигаться до трети автомобилистов в мире. А значит, всё больше будет производиться аккумуляторов.
Вместе со всем этим будет расти и спрос на накопители энергии. В будущем они станут настоящей альтернативой электростанциям, помогая экономить огромные объёмы полученной энергии, сохранять её излишки и использовать их в нужный момент.
Виртуальные электростанции как оплот стабильности
Кроме того, не за горами внедрение в нашу повседневную жизнь такого экзотического на первый взгляд явления, как виртуальная электростанция. Сама концепция виртуальных электростанций появилась лишь несколько лет назад, но специалисты уверены, что в будущем они станут для нас так же привычны, как энергосберегающие лампочки.
Идея этого явления проста: если вы зарядили свои аккумуляторы, например, электрокара полностью ночью, то днём вы можете часть этой энергии продать, подключившись к общей системе. А виртуальная электростанция — это и есть такая общая система, которая аккумулирует энергию из множества самых разных источников и позволяет в нужный момент получить ровно столько электричества, сколько нужно потребителю.
В такой системе потери энергии будут стремиться к нулю. А в перспективе виртуальная электростанция может охватить всю планету, распределяя электричество между всеми по потребностям и поддерживая нерушимую стабильность мировой энергосистемы.
