Научный факт От солнечных батарей – к криоэнергетике

Альтернативная энергетика: от банальных солнечных батарей и ветряков до криогенной и космической энергетики.

Возобновляемая энергетика стала одной из тем Восточного экономического форума во Владивостоке, где анонсировали несколько перспективных проектов. Так в Благовещенске совместно с китайцами построят крупный ветропарк, который будет экспортировать в Китай до 3 млрд кВт электроэнергии в год. А глава Якутии Айсен Николаев отметил, что развитие возобновляемой энергетики позволит республике привлечь крупные инвестиции. В прошлом году доля энергетики, генерируемой с помощью Солнца и ветра, достигла рекордных показателей – 12%. Это усредненные данные по всему миру. Локомотивом перехода являются Китай, США, Европа.

Как развиваются подобные проекты в России? Об этом Руслан Быстров поговорил с научными экспертами. В эфире – физик, главный редактор аналитического онлайн-журнала "Геоэнергетика.ru" Борис Марцинкевич, профессор кафедры теплотехники и тепловых двигателей Самарского университета им. Королёва, доктор технических наук Дмитрий Угланов, председатель ассоциации специалистов возобновляемых источников энергии "Зеленый киловатт" Андрей Темеров, ведущий эксперт Фонда национальной энергетической безопасности и Финансового университета при правительстве РФ Станислав Митрахович.

БЫСТРОВ: Альтернативная энергетика от банальных солнечных батарей и ветряков до крио- и космической энергетики – тема нашей сегодняшней программы. Приветствуем первого научного эксперта – физика, главного редактора интернет-издания "Геоэнергетика инфо" Бориса Марцинкевича. …

МАРЦИНКЕВИЧ: То, что у нас есть в России, – это тепловые электростанции, работающие на тепле планеты Земля. Где у нас горячая вода близко к поверхности? Камчатка – там, где вулканы, там, где гейзеры. Там и у нас работает, там больший потенциал.

БЫСТРОВ: Геотермальные электростанции?

МАРЦИНКЕВИЧ: Геотермальные электростанции, да. Их у нас две, обе у компании Росгидро, она продолжает ими заниматься и вполне успешно. Очень большой потенциал по геотермальной энергии у нас на Кавказе. …

БЫСТРОВ: На ваш взгляд, все эти виды альтернативной энергии – это для науки, это, скажем так, для фундаментального чего-то, или все-таки это может найти и практическое применение в каком-то будущем?

МАРЦИНКЕВИЧ: Мне кажется, что из таких футуристических вещей, наиболее близко к реализации – это термоядерная реакция. Просто времени на это потребуется достаточно много. А где можно использовать альтернативную генерацию – известно. У нас в Арктике работает уже почти три десятка солнечно-дизельных электростанций. Идея до предела проста – экономия на северном завозе. То есть каждый украденный у Солнца кВт пересчитывают в невыработанные киловатт-часы, в не привезенное зимним завозом дизельное топливо, уголь и так далее. Завоз до некоторых удаленных поселков энергетических ресурсов занимает три года. … Сколько стоит бочка дизельного топлива в конечном пункте? Представляете? Но если у вас стоит солнечная панель и вы сколько-то киловатт-часов все-таки у Солнца украли, значит, вы можете привезти на 10 бочек меньше. Вот экономия тоже сразу становится заметной. И как бы ни парадоксально это звучало, вот такие проекты у Росгидро окупаются за 5-6 лет без всяких государственных дотаций.

БЫСТРОВ: То есть два в одной фактически – и солнечная электростанция, и дизельная.

МАРЦИНКЕВИЧ: Да, именно так это и звучит: солнечно-дизельная. Есть ветро-дизельная электростанция. Тоже разработка Росгидро. … 900 кВт мощность, то есть можно ставить не одну, достаточно крупные поселки можно запитывать за счет ветра.

БЫСТРОВ: В общем, альтернативные источники энергии подходят больше для труднодоступных районов. Но так как у нас в России их очень много, и вообще значимая часть нашей страны не особа пригодна для жизни так-то по климату и по погодным условиям, поэтому для нас эта альтернативная энергетика может быть актуальной в ближайшее время.

МАРЦИНКЕВИЧ: Да, именно в таких районах. И на мой взгляд, если экономика позволяет, может быть, имеет резон ставить на каких-то дачных участках, не имеющих там технического присоединения к энергосистемам, или экономить на этом. Но это уже такой индивидуальный подсчет.

…

БЫСТРОВ: Говорим об альтернативных источниках энергии. Главная их проблема – непостоянство. То есть солнечная электростанция может давать электричество, только когда светит солнце, ветряная – только пока дует ветер, ну и так далее. А вот как обеспечить непрерывное энергоснабжение в любое время суток и в любую погоду? Ответ очевиден: электричество нужно как-то запасать и хранить. И делать это можно не только с помощью дорогих и неэкологичных литиевых аккумуляторов, но и с помощью обычного воздуха. Приветствуем в нашем эфире профессора кафедры теплотехники и тепловых двигателей Самарского университета имени Королева, доктора технических наук Дмитрия Угланова.

УГЛАНОВ: Понятие криогенная энергетика, наверное, появилось в последние там 20-30 лет, и связано прежде всего с тем, что человечеством в поиске альтернативных видов топлива (и одним из них является сжиженный природный газ) большое внимание уделяется развитию водородной энергетики. И то, и то так или иначе связано с хранением этих рабочих веществ в сжиженном состоянии при низких температурах, ниже минус 200 градусов Цельсия. Почему при таких температурах удобно хранить? Потому что более высокая плотность, соответственно меньше хранилище нужно по объему. Один килограмм воздуха газообразного занимает в 700 раз больше объем, чем сжиженный воздух. С другой стороны, появилось такое направление, связанное с использованием именно криогенных газов в сжиженном состоянии в качестве аккумуляторов энергии. …

БЫСТРОВ: Как я понял (если не так, поправьте), мы берем, запасаем воздух, охлаждаем его до низких температур. Это нужно для того, чтобы воздуха уместилось в хранилище как можно больше. Соответственно отсюда и название "крио", то есть заморозка. А потом, когда нам нужна электроэнергия, то с этим воздухом что происходит – он нагревается, расширяется…

УГЛАНОВ: Воздух жидкий подается с помощью наносика, там повышается давление, подается в теплообменник, мы его превращаем обратно в газ высокого давления и подаем на турбину, а турбина уже вращается. Мы преобразовываем вот эту энергию высокого давления газа в механическую энергию, и она у нас вращает электрогенератор.

…

БЫСТРОВ: Возобновляемые источники энергии – это не только наше будущее, но и наше прошлое. С помощью дров люди отапливают свои жилища уже тысячи лет. А ведь дрова – не что иное, как тот самый возобновляемый источник: леса-то воспроизводятся. Так что можно сказать, что сейчас мы в каком-то смысле возвращаемся к своим истокам, только на современном технологическом витке. Как сделать в своем доме автономное энергоснабжение и при этом еще и заработать на продаже электроэнергии в сеть? Говорим об этом с председателем Ассоциации специалистов возобновляемых источников энергии "Зеленый Киловатт" Андреем Темеровым. … Сколько денег у меня уйдет на все это оборудование и какая будет экономика?

ТЕМЕРОВ: Если на сегодня рассматривать сетевую солнечную электростанцию, то один установленный кВт будет стоить в районе где 60-80 тысяч рублей за один кВт. Ну, если, грубо говоря, 10 кВт установленной мощности, то это где-то 600-800 тысяч рублей в зависимости от производителя и так далее. … По закону микрогенерации вы ее подключаете к сети, и летом вы продаете излишки, которые у вас есть, и скапливаете эти денежки. А зимой, когда у вас пошло ваше потребление, потому что солнца нет, вы этими денежками закрываете свои расходы. И у нас есть даже разные примеры из средней полосы России, из Тольятти, где точно человек сказал, что я уже прожил год, и то, что я заработал летом, мне хватило оплатить свои расходы, которые я потребил зимой.

…

БЫСТРОВ: Доля возобновляемой энергетики в России пока составляет около 2%, в то время как в мире эта цифра доходит до 20%. Почему эти показатели настолько отличаются? Надолго ли нам хватит нефти и газа, и что будет после? Спросим у ведущего эксперта Фонда национальной энергетической безопасности и Финансового университета при правительстве Станислава Митраховича. …

МИТРАХОВИЧ: Вы знаете, я думаю, что это максимально бессмысленный вопрос о том, что мы будем делать через 90 лет, потому что никто не знает, как будет выглядеть мир через 90 лет в своей в том числе технологической и материальной основе. Через 90 лет мы можем жить вообще в совершенно другом мире, в котором могут волновать другие вопросы. …

БЫСТРОВ: Но то, что нефть и газ рано или поздно закончатся, это же научный факт?

МИТРАХОВИЧ: Вы знаете, гораздо более быстро произойдет технологический переход. Есть известное выражение, что каменный век закончился не потому, что закончились камни. Я в гораздо большей степени предполагаю, что есть вероятность технологической трансформации, при которой нам, например, газ может быть не нужен. Это произойдет быстрее, чем мы этот газ добудем в том количестве, что больше его не будет существовать. …

БЫСТРОВ: А почему Европа пошла по этому пути, по-вашему, по пути "зеленой" энергетики?

МИТРАХОВИЧ: Во-первых, нехватка ресурсов и неумение просчитывать риски, и все это вместе взятое.

БЫСТРОВ: То есть это ошибка, по большому счету?

МИТРАХОВИЧ: Ошибкой можно назвать взятые темпы энергоперехода без учета технологических и экономических реалий. … Ну а то, что в целом будут другие технологии, и через какое-то количество лет роль возобновляемых источников энергии будет больше, чем сейчас, конечно, так оно и будет. Было бы странно, если это не происходило.

Слушайте в аудиофайле!