Почему умная энергетика произведет революцию?

18 Май

Мир ждут радикальные перемены в электроэнергетике, которые изменят не только саму отрасль, но и нашу жизнь, ведь электричество для нас — это все. Электроэнергетика основана на трех составляющих: генерация, передача и потребление энергии. В этой цепочке появляется четвертый элемент, который раньше практически отсутствовал, — хранение. Он полностью переформатирует систему.

Электростанции на дому

Генерация энергии становится все более распределенной — это уже реальность последних лет. Классическая электрическая сеть построена на вертикальной интеграции: есть центр управления, магистральные сети, распределительные сети и, наконец, бытовые. Но эту систему ждут перемены. Вспомним энциклопедию «Британника» — ее составители не могли и подумать, что возникнет «Википедия» и пользователи начнут сами писать статьи, и притом бесплатно. Что-то подобное произойдет и с электроэнергетикой. Процесс децентрализации энергетики (это сама суть smart grid, о которой так много говорили в последнее время) был очень хорошо описан Джереми Рифкином в книге «Третья промышленная революция».

Классическая схема не подразумевает, что потребитель может быть одновременно и генератором, и продавцом энергии. Сейчас это меняется. Почти во всех европейских энергосистемах есть так называемый Feed-in Tariff, по которому энергия выкупается назад. Днем люди на работе, у них стоит солнечная панель, энергия не нужна, и ее продают, условно, по пять копеек в энергосистему. Возвращаясь вечером домой, они покупают энергию назад (но уже по 10 копеек). Пока у них нет возможности ее запасать, но она вот-вот появится, что снизит зависимость потребителя от большой системы. Что еще более важно, в ближайшем будущем потребитель сможет продать электроэнергию другому такому же потребителю.

Сеть, которая первой предоставит такую возможность, установит правила игры и сможет брать свои полкопейки за передачу. Понятно, что она очень сильно рванет вперед. Очевидно, что по новым правилам будет работать и транспорт. Благодаря появлению более емких аккумуляторов скоро 20–30% автотранспорта перейдет на электрическую тягу. А в перспективе 20 лет, я думаю, и более 80%. Есть много серьезных игроков. Это не только Tesla, но BMW, Renault, Mercedes, Honda, Toyota. Кстати, Tesla уже объявила о выпуске домашних накопителей энергии, которые позволят дому среднего размера неделю обходиться без внешнего энергоснабжения.

Заглянем вперед на пять-десять лет. Вы приезжаете в офис в восемь утра.

Первые шесть часов ваш автомобиль стоит на стоянке и отдает энергию, а за последние два часа он снова зарядится, чтобы поехать домой.

Режимы зарядки и генерации будут меняться автоматически, давая всей энергосистеме дополнительные возможности по генерации и накоплению энергии в любой момент времени. Таких «электростанций-аккумуляторов» будут миллионы и они станут важным элементом энергосистем.

Как известно, сложнейшая проблема энергетики — поддержание пиковых нагрузок, которые могут быть в разы выше средних. Приходится строить дополнительные генерирующие мощности для их покрытия, потому что никого в современном мире не устроит отключение кондиционеров в самую жару. В остальное время эти мощности простаивают. Распределенная энергетика сделает их ненужными, а крупным генерирующим компаниям грозит судьба гигантов музыкальной индустрии, которые оказались не готовы к появлению цифровых форматов музыки. Конечно, у них есть выход — возглавить перемены. Но для этого нужно спуститься с высоты гигаватт и переходить ближе к пользователю, к распределенной генерации.

Тем более что есть технологии, которые как раз оставляют место крупным компаниям, так как помогают хранить энергию в больших масштабах. Давно известны гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Есть два бассейна — верхний и нижний. Когда электроэнергия дорога, крутится турбина, вырабатывается электроэнергия. Когда она дешевая и никому не нужна, мы загоняем воду наверх. С другой стороны, возобновляемая энергетика зависит от силы ветра и солнца, у нее неравномерная выработка. Эти вещи можно объединять. Сейчас Норвегия и Германия строят энергомост, кабель будет проложен по морскому дну. На севере Германии много ветряков, и в тот момент, когда они вырабатывают много электроэнергии, они могут передавать ее в Норвегию, где ее запасают ГАЭС.

То есть возможность хранения возникает и на уровне домохозяйств, и на макроуровне. Пока не хватает середины — системы, которая обеспечивала бы хранение электроэнергии на микрорайон или на несколько коттеджных поселков. Возможно, помогут микро-ГАЭС.

Евросети

В мире не так много центров, где рождаются новые идеи в сфере энергетики. В сфере технологий хранения энергии, батарей большой мощности, суперконденсаторов японцы сделали очень большой рывок. Hitachi, Toshiba инвестируют в это очень большие деньги. В области возобновляемой энергетики, безусловно, Европа — номер один. По состоянию на 2013 год, 58% общей мировой выработки «солнечной» энергии находилось в Европе. Если говорить о построении умных энергосетей, то здесь много достижений у американцев, у General Electric.

Не всегда перспективная технология основана на новейших открытиях. Например, я уверен, что Европу ждет большая перестройка энергосетей и переход с переменного на постоянный ток. С одной стороны, Германия закрывает АЭС, с другой — формируются новые центры генерации. Вдоль Северного моря — ветряная энергетика, на юге — солнечная. Это заставляет по-другому организовывать перетоки: новые просеки под магистральные сети уже не проложить, новые землеотводы никто не даст. Можно использовать только старые трассы, но по ним нужно перегонять гораздо больший объем энергии. Повысить пропускную способность позволит только переход с переменного тока на постоянный. К тому же это снижает потери. Все подземные и подводные кабели через Балтийское и Северное моря будут на постоянном токе. К нам тоже это придет. Постоянный ток, конечно, не революционная технология, но это мировой тренд, и его надо учитывать.

По материалам: forbes.ru