Технология будущего: на железной дороге в Ленобласти установят станцию-накопитель энергии

Рекуперация энергии

Отправляясь на поезде в гости к родственникам или в отпуск на Чёрное море, мы редко задумываемся о том, за счёт чего движется наш транспорт. Вопрос о том, почему поезда ходят с большим интервалом, заставляя нас ждать, и вовсе вызывает лишь раздражение. Между тем, расписание поездов зависит не от капризов составляющих его сотрудников РЖД, а от вполне объективных причин и показателей.

К примеру, в Ленинградской области по Октябрьской железной дороге ходят тяжёлые грузовые составы, везущие уголь из Кузбасса в Усть-Лугу. Прохождение каждого такого состава по железнодорожным путям вызывает серьёзное падение напряжения в контактной сети. После того, как один поезд с углём промчался по рельсам, другому — не важно, грузовому или пассажирскому — придётся довольно долго ждать восстановления нужного уровня напряжения.

Так, поезд массой 9000 тонн замораживает движение по участку дороги на 13 минут. Много ли это? Весьма. При этом, огромное количество энергии просто уходит вникуда при торможении поезда — гасится, выбрасывается, исчезает. Причём в таких количествах, что идеологам бытового энергосбережения стало бы всерьёз не по себе.

Предотвратить эти потери можно с помощью рекуперации энергии поезда — перенаправления потока энергии во время торможения состава обратно в сеть. Вот только далеко не всегда в этом есть смысл, не всегда энергия в сети тут же нужна. И выходит, что снова она пропадает. Тут может помочь промышленное устройство, помогающее её сохранять — накопитель энергии.

Пилотный проект в Ленобласти

В таких передовых странах, как Япония, Германия, Великобритания и Южная Корея, давно научились широко использовать «большие батарейки» — литий-ионные аккумуляторы огромной ёмкости. На железных дорогах такие накопители позволяют перенаправить и сохранить энергию поездов, выделяющуюся во время торможения.

В России подобные передовые системы накопления энергии собираются установить в Ленобласти, на сложном участке Октябрьской железной дороги от Волховстроя до Бабаево. До конца 2020 года планируется ввести станцию-накопитель в опытную эксплуатацию. Если эксперимент по сохранению и экономии энергии окажется удачен, уже в 2021 году аналогичные накопители будут устанавливаться на всей контактной сети наших железных дорог.

Станции-накопители позволят не только экономить энергию, но и перенаправлять её в нужный момент на нужные участки. Так, на уже упомянутом участке дороги от Волховстроя до Бабаево это позволит сократить интервал движения поездов всего до нескольких минут. За сутки благодаря накопителям энергии это позволит пропускать на 30 пар поездов больше.

Экспериментальный проект на этом отрезке ОЖД в Ленобласти организуют ООО «РУСЭНЕРГОСБЫТ», АО «РОСНАНО» и ОАО «Российские железные дороги» в рамках трёхстороннего соглашения. Вместе компании-гиганты планируют подготовить технические решения для повышения энергетической эффективности отечественного железнодорожного транспорта с помощью станций-накопителей.

Мировая тенденция

Накопители энергии стоят в списке современных передовых технологий на одном уровне с искусственным интеллектом и нейросетями. В Австралии, к примеру, накопители широко применяются для сохранения энергии от возобновляемых источников — ветряков и солнечных батарей, от которых зависит львиная доля фермерских хозяйств страны-континента.

Именно в Австралии, к слову, находится самая большая в мире литий-ионная батарея, построенная компанией Tesla Илона Маска — её ёмкость составляет 100 мегаватт. Строительство этой батареи, за которое Маск взялся практически на спор, позволило стране сэкономить огромное количество денег и обезопасить людей от постоянных отключений и перебоев с электричеством, которые характерны для Южной Австралии из-за климатических особенностей.

Но ёмкость «батареи-гиганта» от Tesla — далеко не предел. Сейчас рынок накопителей энергии растёт и развивается так бурно, что далеко не все игроки промышленного рынка поспевают за обновлениями технологий. При этом, промышленные станции-накопители становятся всё дешевле и доступней. Цены на них снижаются практически каждый месяц.

В России на данный момент существует только один завод, выпускающий аккумуляторные ячейки и батареи для промышленного применения — новосибирский завод «ЛИОТЕХ» (дочерняя компания АО «РОСНАНО»). Именно «ЛИОТЕХ» поставит станции-накопители для пилотного проекта на железной дороге в Ленобласти.

Преимущества и перспективы технологии

Развитием и внедрением технологий, связанных с литий-ионными накопителями энергии, занимается в нашей стране ООО «РУСЭНЕРГОСБЫТ». Без сомнения, в будущем промышленные аккумуляторы будут применяться очень широко — ведь количество преимуществ от их использования поистине впечатляет.

Во-первых, накопители энергии помогут снижать расходы в разных сферах, повышая при этом производительность и эффективность. На сегодняшний день это особенно ярко заметно на примере рынка электромобилей.

Во-вторых, использование данной технологии помогает перейти к возобновляемым источникам энергии, а значит, уменьшить объёмы вредных выбросов в окружающую среду. И тут эффективность идут рука об руку с заботой об экологии, что случается, на самом деле, не так уж часто.

Внедрение накопительных станций невозможно без модернизации электросетей — что, конечно, является огромным плюсом, особенно для нашей страны. Речь идёт, в том числе, и об интеллектуальных сетях, позволяющих регулировать использование электроэнергии в зависимости от времени суток и потребностей населения.

Промышленные «батарейки» позволят в будущем получить и предприятиям, и отдельным домохозяйствам высокий уровень самостоятельности. Так, компания или ферма, имеющая собственную накопительную станцию, может не бояться перебоев с электричеством, сохранять излишки энергии по ночами и использовать их в периоды пиковой нагрузки.

Станции-накопители позволяют в целом сбалансировать нагрузки в электросетях. В странах, активно внедряющих данную технологию, рынок электроэнергии претерпевает сейчас серьёзные трансформации: накопители, «сглаживающие» скачки напряжения, превращаются в своеобразных «провайдеров» тока.

Италия, Южная Корея и другие государства вводят всё новые стимулы для предпринимателей, внедряющих в производственный процесс накопители энергии. В нашей стране данная технология, к сожалению, пока распространена довольно мало — но в будущем Россия планирует догонять передовые страны в этой отрасли. Если учесть, что стоимость литий-ионных накопителей энергии за последнее десятилетие упала на 80%, перспективы открываются весьма привлекательные.