Новая реальность

На IV Международном форуме по энергосбережению и энергоэффективности ENES-2015, который прошёл в Москве 19–21 ноября 2015 г., реформатор российской электроэнергетики Анатолий Чубайс представил молодёжной аудитории своё видение перспектив отрасли. Вот что он рассказал.

Давайте начнём с блока генерации. Что произойдет в генерации в ближайшие 20–25 лет? Мне кажется, ничего радикального. Совершенно понятно, что альтернативная энергетика уже завоевала своё место в мире. Динамика её развития впечатляет: за последние 15 лет с 1-процентной доли в общем объёме генерации альтернативная энергия выросла до 10%. Рост будет продолжаться и дальше.

С одной стороны, это очень серьёзное изменение. Эксперты говорят, что к 2050 г. до 40% энергобаланса обеспечит именно возобновляемая энергетика. А с другой стороны, этот тренд, как мне кажется, уже настолько детерминирован, настолько очевиден, что здесь каких-то неожиданностей не предвидится. 

Ускоритель для ВИЭ

Как вы, наверное, знаете, в ближайшие годы произойдёт фундаментальное событие, которое называется “grid parity”. Его суть заключается в том, что цена киловатт-часа от альтернативных источников в среднем сравняется с ценой киловатт-часа, выработанного в традиционной энергетике. А это – своеобразный трамплин, после которого альтернативная энергетика получит мощнейший импульс для дальнейшего развития.

Можно, наверное, отдельно обсуждать то, что происходит в нашей стране. А здесь, как мне кажется, разворачивается уникальная история, по крайней мере, в том, что касается солнечной энергетики. Эта тема стоит отдельного рассказа.

Итак, как мне кажется, основной тренд развития генерации на ближайшие 20–30 лет – это последовательный и неуклонный рост доли возобновляемой энергетики, прежде всего солнечной. На этом фоне, конечно, будут происходить какие-то менее радикальные изменения, будет полностью вытесняться газовая паросиловая генерация как бессмысленная с КПД всего лишь 32–34%. Её будет заменять парогазовый цикл, который у нас в стране наконец-то пошёл в реальную жизнь. Думаю, в угольной генерации ничего революционного не ожидается: продолжится развитие котлов с циркулирующим кипящим слоем и технологий clean coal («чистый уголь»).

Честно говоря, быть может, я что-то пропустил, но если говорить о большой электроэнергетике, я не вижу шансов для революционных изменений в секторе генерации.

Конечно, применительно к отдельным отраслям грядут серьёзные перемены. Например, в автомобилестроении, совершенно очевидно, произойдёт крупномасштабный сдвиг в сторону электромобилей, который уже предопределён. Гибриды, как мне кажется, – это, скорее, уходящее явление.

Сети

Перейдём от генерации на следующий этап – передачу электроэнергии. Здесь, конечно же, будут развиваться цифровые сети, умные сети, цифровые подстанции, но и здесь я, наверное, выскажусь скептически – я не вижу прорывных технологий, кроме, наверное, высокотемпературной сверхпроводимости. Конечно, это крайне интересная технология, которая наверняка займёт свое место в электрических сетях. Но я не думаю, что она способна преобразить весь сетевой сектор – из-за ограничений по масштабам применения и экономическим параметрам.

Переворот

А что же революционного произойдет в отрасли? Мне кажется, что, несмотря на всё, что я перед этим сказал, электроэнергетика – мировая и российская – находится в одном шаге от абсолютно радикального преобразования на уровне базовых технологических принципов. Я имею в виду системы хранения электроэнергии, Energy storage. Я считаю, что в ближайшие пять, десять, пятнадцать лет технология накопления электроэнергии в промышленном масштабе станет коммерческой. Невозможно переоценить её влияние на электроэнергетический комплекс. У нас будет просто другая электроэнергетика.

Топливные элементы имеют хорошие
перспективы для применения в авиации

Как мы понимаем, чтобы сейчас в этом зале светили яркие многокиловаттные лампы, необходимо, чтобы кто-то или на ТЭЦ-22 в Москве, или на Урале, или в Тюмени, или на Волжских ГЭС именно в эту же самую секунду эти же киловатты вырабатывал. Фундамент логической конструкции энергетики – это абсолютное соответствие генерации и потребления в каждый конкретный момент времени. Эта логика настолько глубоко заложена в основу энергосистемы, что энергетики не могут себе представить, чтобы генерация отрывалась от потребления. Тем не менее, промышленное хранение электроэнергии создаёт именно такой эффект, вызывает ситуацию, когда мы не обязаны обеспечивать соответствие генерации и потребления.

Генерация на потом

Системы хранения электроэнергии промышленного масштаба перевернут всю систему, начиная от уровня ОДУ и заканчивая планированием развития ЕЭС России. Принципиально изменится соотношение между традиционной и возобновляемой энергетикой, также радикально изменится роль угольной генерации. Помимо Единой энергосистемы, средства промышленного хранения электроэнергии, как мне кажется, перевернут и жилищный сектор. В новой ситуации потребитель, как ни парадоксально это звучит для энергетиков, станет независимым от производителя. Например, он сможет ночью закачивать к себе в аккумулятор электроэнергию по низкому тарифу, а днём её использовать. (Вероятно, он также сможет разделить места получения и потребления электроэнергии, например, привозить её в аккумуляторе на дачу. – Прим. ред.)

А ещё прибавьте к этому ситуацию, когда у розничных потребителей в распоряжении окажется собственная генерация: солнечная, а может быть, даже ветровая. Это означает, что потребитель станет также и производителем энергии. Ещё нужно учесть хорошие информационные системы. Я уж не говорю про Интернет вещей, который соединит, например, холодильник с кроссовками. А кроссовки скажут своему владельцу, что он сегодня пробежал не десять километров, как планировал, а пять и поэтому ему лучше не брать калорийную булочку, и холодильник может её не дать. Но это – отдельное ответвление в технологиях.

Вернёмся к ситуации, когда потребитель стал независимым от энергосистемы. Грядущая революция изменит всю логику – и производства, и хранения, и потребления электроэнергии. Так вот, мне кажется, что профессиональная техносфера находится в шаге от технологий промышленного хранения электроэнергии. Существующие сегодня литий-ионные аккумуляторы почти обеспечивают решение этой задачи. Системы следующего поколения, вероятно, будут включать литий-воздушные аккумуляторы, а это, кстати, чистые нанотехнологии.

Где и как мы едем

Я считаю, что есть серьёзное будущее у топливных элементов, но не в самой электроэнергетике, а в её отраслевых приложениях. Например, японский премьер-министр заявил о том, что страна выбирает для национального автомобилестроения стратегический путь развития, связанный с топливными элементами. Автомобиль заправляется водородом и вырабатывает электроэнергию на борту с помощью топливных элементов. Это – «взрывная» технология, которая обещает серьёзный прорыв. Он заключается в том, что электрический привод обеспечивает существенно больший КПД, чем двигатель внутреннего сгорания. Посудите сами: если в автомобиле использовать просто аккумуляторные батареи, их нужно будет заряжать от обычной энергосети, а у современной энергосистемы, где замешаны газовая, угольная, гидро- и атомная генерация, а также сети, общий КПД всего 32–35%. Если же электроэнергию вырабатывать прямо на борту автомобиля с помощью топливных элементов, можно получить КПД от 60 до 70%. Мы получим удвоение эффективности всего технологического цикла, переход в новое измерение.

Так устроен коммерческий автомобиль Toyota Mirai
на водородных топливных элементах

Собственно, японцы не только говорят, но и делают. Компания Toyota недавно предложила первую коммерческую модель автомобиля на топливных элементах – Toyota Mirai (см. рис.).

Как мы знаем, американская компания Tesla с её руководителем Илоном Маском пошли не только в автомобилестроение, но и в сферу хранения электрической энергии, чтобы предложить промышленные накопители. И этот переход кажется мне выходом в новую реальность. Эта новая реальность, на мой взгляд, ждёт нас не в 2050-м году, не в 2040-м или даже 2030-м, а гораздо раньше. Собственно, дело за воплощением всех перечисленных технологий, которое выпадает на долю нашей молодёжи.

Эта статья изначально была опубликована в газете "Энерговектор" здесь.