До дня енергетика: ми виживемо завдяки вітру, сонцю і гелію-3

Кінець року – благодатний час для прогнозів. Агентство Bloomberg створило "Гід песиміста на найближчу декаду", одне з пророцтв якого передрікає обвалення долара. Його місце займе біткоїн – як єдина валюта, незалежна від державних структур і проблем. Незадовго до цього економічні аналітики порахували, що одна транзакція споживає, як цілий будинок протягом місяця.

Щоб забезпечити себе електроенергією, вже до 2023 року найпотужніша криптовалюта планети повинна коштувати від $300 тис. за штуку. А як щодо електромобілів, які працюють навіть в київських службах таксі? Електромобілів, які обслуговують компанії? Та й Ілон Маск підлив масла у вогонь, показавши власну електровантажівку. Виникає лише одне питання: де ми візьмемо стільки електрики, щоб забезпечити прогрес людства?

У День енергетика "Сегодня" відповідає на це питання вустами Стівена Хокінга: якщо стиснути чорну діру сонячної маси до розмірів пагорба, вона буде виробляти рентгенівське і гамма-випромінювання на десять мільйонів мегават. А поки вчені думають, як це зробити, ми розглянемо, як буде розвиватися споживання і де добути електрику, таку потрібну планеті.

Деокупація півдня країни – як українські військові відвойовують території

Заборона на пересування країною для військовозобов'язаних – всі деталі

Ракетні удари по мирних українськиих містах - липень 2022

Ядерний тероризм Росії

Якщо історія з біткоїном і справді поки нагадує технострашилку, то електромобілі абсолютно реальні – кілька днів тому навіть Toyota оголосила, що переходить на новий тип машин.

"У найближчому майбутньому електромобілі почнуть тіснити традиційні моделі з двигуном внутрішнього згоряння, - вважає керівник проектного офісу з розвитку інфраструктури ДТЕК Ігор Ковальов. – На користь цього говорять і плани основних автовиробників (великі гравці поголовно розробляють електромобілі після успіху Tesla. – Авт.) і рішення європейських держав щодо обмеження використання та продажу машин з двигуном внутрішнього згоряння. Бензин і дизель чекає доля динозаврів".

До яких трендів це призведе? Експерти бачать три глобальних напрямки.

По-перше, велика батарея і дуже швидка зарядка (для чого потрібно створити уніфіковану технологію – як USB або заправний пістолет – і інфраструктуру). Цим, по суті, займаються і у нас, розставляючи як по місту, так і по мережах АЗС зарядки для електрокарів.

Другий напрямок – "піт-стоп", де батарея просто змінюється на таку ж, і ви продовжуєте рух.

Третій варіант – постійна бездротова зарядка від самої дороги (який виклик для дорожньої служби!).

І, нарешті, четверта можливість – інтеграція електромашин в розподілену енергосистему. Зарядки є у всіх, в приватних будинках, в ресторанах, на вулицях. Але вони стають "точкою підключення": ви заряджаєтеся вночі за дешевим тарифом, вранці продаєте енергію назад в мережу, вдень катаєтеся, ввечері знову продаєте.

Вирішуємо питання: економія і батарейки

Електрокари – лише частина споживачів. У світі будуються розумні міста. Розвивається інтернет і обчислювальні потужності. Ставляться передавальні станції, що збільшують швидкість мобільної передачі даних. Побутова техніка зв'язується в мережу технологіями розумних будинків. І все це поглинає електрику, як бездонна прірва. Що ж робити?

По-перше, зменшувати споживання завдяки енергоефективним технологіям. Прості методи (на кшталт банальної установки лічильників, створення мережі автономних котелень, автоматизація мереж, утеплення будинків, програмованих розеток, зберігаючих ламп і побутової техніки) не тільки зберігають гроші, але і дозволяють зберігати цінну електрику.

Проблема лише в тому, і це вже другий рівень, що ми не вміємо зберігати вже вироблену енергію. Ілон Маск побудував Гігафабріку в Австралії – і, по суті, це гігантський акумулятор, якому потрібна велика площа. Світ в цілому запасає енергію в озерах і зливає їх, крутячи турбіни гідроелектростанцій, що виглядає не дуже футуристично. Нам потрібні хороші батарейки.

Третій рівень вирішення проблеми – це генерація.

Коли мова заходить про виробництво електроенергії в майбутньому, в першу чергу дивляться поновлювані джерела. Поки Річард Лунт з колегами з університету Мічігану представляють світу прозорі сонячні панелі, існуючі фотоелементи досить гарні і дешеві, щоб перетворювати порожні простору в довговічні чисті електростанції.

Сьогодні відновлювальна енергетика розвивається швидше вуглеводневої. У 2016 році введення нових потужностей генерації з відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) в світі став рекордним, склавши 161 ГВт. Частка ВДЕ в загальному енергетичному балансі зросла до 24,5%.

Експерти прогнозують, що вже до 2040 р вітер і сонце будуть живити 42% світового споживання. Зростання ВДЕ підстьобує і розвиток акумуляторів. Удосконалення технологій зберігання означає зростання "передбачуваності" виробництва "зеленої" електроенергії, її незалежності від балансують потужностей, і стимулює розвиток розподіленої генерації. Плани України щодо розвитку відновлювальної енергетики також амбітні. Згідно з Енергетичною стратегією, вже до 2020 року потужності ВДЕ повинні скласти близько 5 ГВт (+3,5 ГВт), а частка в енергобалансі, з урахуванням великих гідроелектростанцій, – 11%.

"ДТЕК ВДЕ планує зробити значний внесок в досягнення цієї мети. Протягом найближчих років компанія планує збільшити портфель реалізованих проектів в сонячні йі вітровій генерації до 1 ГВт. Ми активно вивчаємо перспективні можливості, що відкриваються в областях технологій акумулювання і зберігання електроенергії, а також в бізнес -моделі розподіленої генерації. Ми намітили собі досить амбітні цілі в цих напрямках і не плануємо стояти осторонь від світових трендів", – розповіли нам в прес-службі компанії.

Є безліч різних проектів подібного роду, як успішно реалізовані, на зразок геотермальних станцій, так і фантастичні – як розгортання величезного дзеркала на орбіті, яке буде спускати енергію по лазерному променю. Але все це викликає величезну потребу в тих же банальних акумуляторах. Адже споживання нерівномірне.

Своєрідним "носієм" енергії може стати водень, тільки треба придумати, як його дуже дешево добути і використовувати.

Звичайно ж, істотну роль буде грати атомна енергія. По суті, ми споживаємо тільки 5% потенціалу урану, решта ховаємо, щоб використовувати більш ефективно. Наприклад, зарядити в реактор на швидких нейтронах, який поки вважається спасінням галузі, але ніде не використовується, крім досвідчених цілей, – в основному тому, що теплоносієм там виступає ртуть, рідкий натрій або свинцево-вісмутові сплави.

До того ж частина країн і зовсім відмовляється від атомних станцій. Тому, поки термоядерний синтез, чистий і безпечний, залишається лише мрією, люди дивляться в небо. Де майже щовечора пропливає запас гелію-3, якого, за підрахунками, вистачить планеті на п'ять тисячоліть. Тут, втім, теж є кілька проблем: потрібно ще долетіти, придумати хороший реактор і перевірити все в реальних умовах.