Ко дню энергетика: мы выживем благодаря ветру, солнцу и гелию-3

Конец года — благодатное время для прогнозов. Агентство Bloomberg создало "Гид пессимиста на ближайшую декаду", одно из пророчеств которого предрекает обрушение доллара. Его место займет биткоин — как единственная валюта, независимая от государственных структур и проблем. Незадолго до этого экономические аналитики сосчитали, что одна транзакция потребляет, как целый дом в течение месяца.

Чтобы обеспечить себя электроэнергией, уже к 2023 году мощнейшая криптовалюта планеты должна стоить от $300 тыс. за штуку. А как насчет электромобилей, которые работают даже в киевских службах такси? Электромобилей, обслуживающих компании? Да и Илон Маск подлил масла в огонь, показав собственный электрогрузовик. Возникает лишь один вопрос: где мы возьмем столько электричества, чтобы обеспечить прогресс человечества?

В День энергетика "Сегодня" отвечает на этот вопрос устами Стивена Хокинга: если сжать черную дыру солнечной массы до размеров холма, она будет вырабатывать рентгеновское и гамма-излучение на десять миллионов мегаватт. А пока ученые думают, как это сделать, мы рассмотрим, как будет развиваться потребление и где добыть электричество, так нужное планете.

Деоккупация юга страны – как украинские военные отвоевывают территории

Запрет на передвижение по стране для военнообязанных – все детали

Ракетные удары по мирным украинским городам - июль 2022

Ядерный терроризм россии

Если история с биткойном и вправду пока напоминает технострашилку, то электромобили абсолютно реальны — пару дней назад даже Toyota объявила, что переходит на новый тип машин.

"В обозримом будущем электромобили начнут теснить традиционные модели с двигателем внутреннего сгорания, — считает руководитель проектного офиса по развитию инфраструктуры ДТЭК Игорь Ковалев. — В пользу этого говорят и планы основных автопроизводителей (крупные игроки поголовно разрабатывают электромобили после успеха Tesla. — Авт.) и решения европейских государств по ограничению использования и продажи машин с двигателем внутреннего сгорания. Бензин и дизель ждет судьба динозавров".

К каким трендам это приведет? Эксперты видят три глобальных направления.

Во-первых, большая батарея и очень быстрая зарядка (для чего нужно создать унифицированную технологию — как USB или заправочный пистолет — и инфраструктуру). Этим, по сути, занимаются и у нас, расставляя как по городу, так и по сетях АЗС зарядки для электрокаров.

Второе направление — "пит-стоп", где батарея просто меняется на такую же, и вы продолжаете движение.

Третий вариант — постоянная беспроводная зарядка от самой дороги (какой вызов для дорожной службы!).

И, наконец, четвертая возможность — интеграция электромашин в распределенную энергосистему. Зарядки есть у всех, в частных домах, в ресторанах, на улицах. Но они становятся "точкой подключения": вы заряжаетесь ночью по дешевому тарифу, утром продаете энергию обратно в сеть, днем катаетесь, вечером снова продаете.

Решаем вопрос: экономия и батарейки

Электрокары — лишь часть потребителей. В мире строятся умные города. Развивается интернет и вычислительные мощности. Ставятся передающие станции, увеличивающие скорость мобильной передачи данных. Бытовая техника связывается в сеть технологиями умных домов. И все это поглощает электрику, как бездонная пропасть. Что же делать?

Во-первых, уменьшать потребление благодаря энергоэффективным технологиям. Простые методы (вроде банальной установки счетчиков, создания сети автономных котельных, автоматизация сетей, утепления домов, программируемых розеток, сберегающих ламп и бытовой техники) не только сохраняют деньги, но и позволяют сберегать ценное электричество.

Проблема лишь в том, и это уже второй уровень, что мы не умеем хранить уже выработанную энергию. Илон Маск построил Гигафабрику в Австралии — и, по сути, это гигантский аккумулятор, которому нужна большая площадь. Мир в целом запасает энергию в озерах и сливает их, крутя турбины гидроэлектростанций, что выглядит не слишком футуристично. Нам нужны хорошие батарейки.

Третий уровень решения проблемы — это генерация.

Когда речь заходит о производстве электроэнергии в будущем, в первую очередь смотрят возобновляемые источники. Пока Ричард Лунт с коллегами из Мичиганского университета представляют миру прозрачные солнечные панели, существующие фотоэлементы достаточно хороши и дешевы, чтобы превращать пустые пространства в долговечные чистые электростанции.

Сегодня возобновляемая энергетика развивается быстрее углеводородной. В 2016 году ввод новых мощностей генерации из возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в мире стал рекордным, составив 161 ГВт. Доля ВИЭ в общем энергетическом балансе выросла до 24,5%.

Эксперты прогнозируют, что уже к 2040 г. ветер и солнце будут питать 42% мирового потребления. Рост ВИЭ подстегивает и развитие аккумуляторов. Совершенствование технологий хранения означает рост "предсказуемости" производства "зеленой" электроэнергии, ее независимости от балансирующих мощностей, и стимулирует развитие распределенной генерации. Планы Украины по развитию возобновляемой энергетики также амбициозны. Согласно Энергетической стратегии, уже к 2020 году мощности ВИЭ должны составить порядка 5 ГВт (+3,5 ГВт), а доля в энергобалансе, с учетом больших гидроэлектростанций, — 11%.

"ДТЭК ВИЭ планирует сделать значительный вклад в достижение этой цели. В течение ближайших лет компания планирует увеличить портфель реализованных проектов в солнечной и ветровой генерации до 1 ГВт. Мы активно изучаем перспективные возможности, открывающиеся в областях технологий аккумулирования и хранения электроэнергии, а также в бизнес-модели распределенной генерации. Мы наметили себе довольно амбициозные цели в этих направлениях и не планируем стоять в стороне от мировых трендов", — рассказали нам в пресс-службе компании.

Есть множество различных проектов подобного рода, как успешно реализованные, вроде геотермальных станций, так и фантастические — как развертывание огромного зеркала на орбите, которое будет спускать энергию по лазерному лучу. Но все это вызывает огромную потребность в тех же банальных аккумуляторах. Ведь потребление неравномерно.

Своеобразным "носителем" энергии может стать водород, только надо придумать, как его очень дешево добыть и использовать.

Конечно же, существенную роль будет играть атомная энергия. По сути, мы потребляем только 5% потенциала урана, остальное прячем, чтобы использовать более эффективно. Например, зарядить в реактор на быстрых нейтронах, который пока считается спасением отрасли, но нигде не используется, кроме опытных целей, — в основном потому, что теплоносителем там выступает ртуть, жидкий натрий или свинцово-висмутовые сплавы.

К тому же часть стран и вовсе отказывается от атомных станций. Поэтому, пока термоядерный синтез, чистый и безопасный, остается лишь мечтой, люди смотрят в небо. Где почти каждый вечер проплывает запас гелия-3, которого, по подсчетам, хватит планете на пять тысячелетий. Тут, впрочем, тоже есть несколько проблем: нужно еще долететь, придумать хороший реактор и проверить все в реальных условиях.