№49 (6253) от 03 июля 2024
Прошедшая неделя ознаменовалась печальной новостью из мира науки. Скончался изобретатель литиево-ионных батарей современного типа, лауреат Нобелевской премии Джон Гуденаф. Он прожил 100 лет, и успел сделать за свою жизнь множество открытий, главным из которых стало то, которое позволило существовать электромобилям, электрическим самолетам и множеству гаджетов, включая мобильный телефон.
Если бы такие устройства нельзя было перезаряжать, то вряд ли они прижились бы в быту. Сейчас наука готова к созданию еще более совершенных аккумуляторов. Устройства, вышедшие из лаборатории Гуденафа более 40 лет назад, полностью изменили мир электроники и сделали человеческую цивилизацию информационной, гипертекстовой.
Но этого мало. Необходимо не только иметь эффективный портативный источник питания, сама электроэнергия должна стать в десятки раз дешевле, чем сейчас. Это не только позволит перейти на новый уровень развития всем технологическим процессам, но и повысит уровень жизни. Без «зеленой энергетики», конечно, здесь не обойтись. Но и еще один фактор, который является промежуточным, тоже очень важен. Это накопление электроэнергии в промышленных масштабах. Этого до сих пор человечество толком не освоило. А нужда в такой технологии возникала очень давно. В первую очередь, она требуется именно для ветровых и солнечных электростанций, которые генерируют много энергии, но не постоянно, а с непредсказуемыми перерывами. Нужны буферные «емкости», которые бы хранили избыток сгенерированного электричества и отдавали его, когда необходимо. Именно дефицит таких технологий, которые, конечно же, есть, но в небольшом объеме, и определяет картину современного мира, когда в одной стране в энергосистеме могут работать морские «ветряки», большие поля солнечных батарей, а на горизонте при этом спокойно дымит угольная ТЭЦ.
И все-таки есть надежда на то, что человечество перейдет на энергетику с нулевыми выбросами. По всему миру проходят апробацию новые проекты. Недавно Китай включил крупнейшую в мире проточную батарею – недорогое хранилище энергии, в котором вообще не используется литий. Это пока самая эффективная система хранения энергии на чистом сжатом воздухе. Проект такого типа сейчас подготовили к коммерческой эксплуатации в Чжанцзякоу, городе в провинции Хэбэй на севере Китая. Он имеет емкость 132 ГВт/ч, что обеспечит 40 000 – 60 000 домохозяйств электроэнергией в периоды пикового потребления. К 2030 году Китай планирует хранить почти четверть своей избыточной энергии в виде сжатого воздуха. Это может быть куда дешевле в перспективе сотен лет, не говоря уже об отсутствии токсичных материалов.
Еще один вариант связан с запасанием энергии в больших резервуарах с водой, куда ее закачивают на высоту, а затем спускают через турбины небольшой ГЭС. Такой способ известен давно. В Подмосковье работают два таких объекта еще с 70-х годов прошлого века. Проблема в низком КПД. Но и над этим трудятся специалисты. В швейцарских Альпах была запущена гидроаккумулирующая электростанция Nant de Drance емкостью 20 ГВт/ч. Для этого строители пробили в скалах туннель длиной более 16 км, чтобы соединить водохранилища Emosson и Vieux Emosson, что заняло 14 лет и обошлось в 2,1 млрд долларов.
Есть идея хранить электроэнергию… в песке. Первая в мире песчаная батарея промышленного масштаба уже функционирует в Финляндии. Башня-термос, в которой содержатся 100 тонн песка, разогревает его до температуры 500 °C. Энергоемкость, правда, небольшая – всего 8 МВт/ч, зато никакого лития, срок хранения тепла – несколько месяцев, и энергоэффективность составляет все заветные 99%.
В ближайшее время появятся еще более прорывные проекты, которые смогут объединить, к примеру, ветрогенерацию со «складами электричества» и сделать электроэнергию само собой разумеющимся ресурсом в любой точке планеты. Главное, чтобы отечественные разработки не отставали от мировых тенденций.
Купить электронную копию газеты