Революционная технология ТАЭС из Швейцарии для Китая

Предполагается, такая система будет способна устранять дисбаланс между спросом и потреблением электроэнергии в рамках крупных энергосистем. Energy Vault

Как сообщает швейцарская компания Energy Vault, разработанная ею система накопления энергии вошла в список «демонстрационных пилотных проектов новых накопителей», составленный Национальным управлением энергетики Китая (National Energy Administration — NEA).

Демонстрационный проект был построен в Китае в сотрудничестве с американской компанией Atlas Renewable и на паях с компанией China Tianying, одной из ведущих компаний Китая по сжиганию отходов с целью производства электроэнергии. Получаемую в результате угольную золу компания использует для изготовления подъемных блоков. В швейцарскую фирму Energy Vault она уже вложила примерно 100 миллионов долларов.

Янь Шэнцзюнь (Yan Shengjun), президент компании China Tianying, утверждает, что «революционная технология» от Energy Vault будет способствовать переходу его страны от ископаемого топлива к солнечной и ветровой энергии и ускорит «энергетический переход Китая». Власти Китая высоко оценивают эту технологию, так как она предусматривает возможность использования местного сырья, а срок службы отдельных «батарей», как указано в материале журнала «Форбс», превышает 35 лет.

О чем вообще идет речь? О так называемой твердотельной аккумулирующей электростанции (ТАЭС) в формате гравитационного накопителя энергии промышленного масштаба. Как предполагается, такая система будет способна устранять дисбаланс между спросом и потреблением электроэнергии в масштабных крупных энергосистемах с учетом увеличения на рынке доли т. н. «возобновляемых источников энергии». Если очень просто, то ТАЭС потребляет электроэнергию в часы низких тарифов для вертикального поднятия грузов на высоту нескольких сотен метров и вырабатывает ее в результате опускания грузов под действием силы тяжести в часы пиковой нагрузки и дорогих тарифов.

Перемещаемые вверх-вниз грузы изготавливаются из почвы или золы, то есть из материалов, которых везде хватает с избытком. Здания, в которых размещены батареи ТАЭС, не имеют перекрытий и защищены от ветра. Действие ТАЭС схоже с работой так называемых гидроаккумулирующих электростанций, но у таких батарейных комплексов есть ряд преимуществ, в частности, им не нужен перепад высот и строить водоёмы, от вместимости которых зависит производительность ГАЭС, тоже не нужно. Кроме того, от систем накопления энергии на основе литий-ионных аккумуляторов ТАЭС отличается отказом от вредных химических веществ.

В настоящее время в Китае строятся три таких батарейных комплекса и еще шесть находятся на стадии планирования. Вместе они будут иметь емкость хранения до 3700 МВт⋅ч. Чем более крупными будут такие установки, тем рентабельнее они окажутся в эксплуатации: предполагается, что в будущем стоимость таких систем удастся понизить минимум на 30%. Сейчас стоимость услуг первой такой батареи, возведенной рядом с Шанхаем в городе в Жудун (Rúdōng), составляет тариф в размере порядка 500 долларов США за киловатт-час мощности хранения.

Вэньсюань Тонг (Wenxuan Tong), ведущий научный сотрудник НИИ «умных энергетических сетей» в Пекине (Smart Grid Research Institute), убежден, что технология гравитационного накопления энергии сыграет «решающую роль» в достижении национальных китайских климатических целей. Китай хочет достичь пика своих выбросов в 2030 году, но к 2060 году перейти к полной климатической нейтральности. Аккумуляторная система на основе технологий от Energy Vault может быть реализована практически в любом подходящем месте.

Она не зависит от конкретных географических или климатических условий, степень энергоэффективности, аналогичная показателям ГАЭС (80–85%), и простота обслуживания делают ТАЭС «экономически эффективным» инструментом решения энергетического вопроса. Об этом Вэньсюань Тонг рассказал в интервью порталу SWI swissinfo.ch. Однако, как отмечает эксперт, в будущем еще предстоит выяснить, насколько велика рентабельность ТАЭС, построенной в масштабах крупной станции промышленного размера, и какова ее совместимость с существующей энергосистемой Китая.

Гравитационные батареи для средне- и долгосрочного хранения

Компания Energy Vault — не единственная фирма, использующая принципы ТАЭС для накопления и хранения. Есть и другие концепции, которые используют наклонные плоскости или подземные установки шахтного типа. Так, например, канадская компания Gravitricity строит первый в мире прототип подземного гравитационного хранилища энергии на базе заброшенной шахты в Финляндии.

По словам Джулиана Ханта (Julian Hunt), эксперта Международного института прикладного системного анализа (Internationales Institut für angewandte Systemanalyse IIASA) в австрийском городе Лаксенбург (Laxenburg, община в федеральной земле Нижняя Австрия около Вены), главное преимущество гравитационных батарей состоит в низкой стоимости хранения энергии, недостатком же является относительно высокая стоимость электроэнергии, необходимой для перемещения груза с нижнего уровня на верхний.

«Таким образом, гравитационное хранение энергии имеет смысл применять только для в рамках недельных, месячных или сезонных циклов колебания и хранения энергии, для хранения же энергии сроком менее двенадцати часов более практичной и дешевой альтернативой являются электрохимические батареи», — пишет Дж. Хант в электронном письме на адрес портала SWI swissinfo.ch. В настоящее время смонтированный в Китае аккумулятор от Energy Vault работает в рамках четырехчасового цикла, он может хранить энергию и более длительный срок, но в этом случае выдаваемая им потом мощность будет заметно ниже.

Решение, которое годится и для Европы?

Генеральный директор Energy Vault Роберт Пикони (Robert Piconi) согласен с тем, что гравитационные батареи лучше подходят скорее для длительного времени хранения энергии. Однако на данный момент спрос на услуги долгосрочного хранения энергии все еще невелик. «Спрос возрастет, как только к сети будет подключено больше станций, работающих на возобновляемых источниках энергии», — прогнозирует Роберт Пикони, при этом он указывает не только на Китай: родственные проекты уже реализуются в США, ЮАР и в Австралии.

Понравился материал? Хотите получать в большем объёме и чаще нашу свежую информацию в полном соответствии с вашими личными предпочтениями? Тогда здесь вы можете выбрать себе рассылку по душе.

При этом, по его мнению, ТАЭС может стать решением и для европейских стран, например для тех, где сейчас строятся новые ветряные электростанции или крупные солнечные электростанции. А это прежде всего Испания и Италия. Выгодной эта технология может быть и для стран, у которых нет недостатка в золе и в иных отходах, пригодных для изготовления подъемных блоков. «Я думаю прежде всего о Германии и о государствах Восточной Европы», — говорит Роберт Пикони. Судя по всему, перспективы там могут открыться весьма многообещающие, при условии, что местное население не будет отвергать здания-аккумуляторы по эстетическим соображениям, как это часто бывает с запланированными ветряными и солнечными электростанциями.