Альтернативная энергетика и энергосбережение

ЦитатаВ пятницу по неизвестным пока причинам на строящемся в Австралии хранилище электроэнергии на базе Tesla Megapack, которое оснащено аккумуляторами совокупной ёмкостью 450 МВт‧ч, произошло возгорание одного из блоков. За выходные ситуация усугубилась — пожар перекинулся на ближайший 13-тонный батарейный блок. Таким образом, пожарным четвёртый день подряд приходится бороться с огнём, не используя воду для тушения.

ЦитатаНамерение южнокорейских властей построить самую большую в мире морскую «ферму» для добычи солнечной энергии столкнулось с непреодолимым природным бедствием — солнечные элементы, инсталлированные в районе огромной дамбы Сэмангым, постоянно загрязняются тысячами птиц, не давая энергетическим установкам работать достаточно эффективно.
Ожидается, что к концу строительства ферма будет закрывать 28 квадратных километров прибрежной полосы 5,2 миллионами солнечных панелей, вырабатывая тысячи мегаватт энергии. Но в ходе тестирования выяснилось, что процесс идёт недостаточно гладко — в регионе присутствуют сотни тысяч мигрирующих птиц, полюбивших отдыхать на появившихся «островках», оставляя там немало отходов жизнедеятельности, закрывающих панели от света.

По данным экспертов Korea Testing Laboratory загрязнение существенно снизит производительность хаба. По рассказам местных жителей, панели загрязняются буквально через несколько дней после очередной очистки. Если ранее власти считали, что «грязь смоется дождями», и «никакой дополнительной очистки не понадобится», то теперь выяснилось, что этого явно недостаточно.

При этом для очистки не рекомендуется использование моющих средств — они разрушают антибликовое покрытие панелей. Впрочем, кислотная составляющая гуано уничтожает его не менее эффективно. По данным исследователей Singapore Solar Research Institute, птичьи отходы не только блокируют солнечный свет, но и ведут к точечным перегревам поверхности. Всё это означает, что миллионы солнечных панелей в районе Сэмангым нужно регулярно чистить, но как это сделать, пока непонятно.

Известно, что другие страны приняли к сведению опыт Южной Кореи и теперь ищут способы держать птиц подальше от мощностей, генерирующих электроэнергию. Рассматриваются даже такие экзотические варианты, как стрельба лазерами, генерация неприятного для птиц шума или натягивание проволоки, не дающей птицам приземлиться.

Хотя одной из главных целей использования солнечной энергии является сохранение мировой экосистемы, получается, что птиц придётся силой выдворять из привычной им среды обитания. При этом власти пока не придумали ни одного действительно работающего решения.

ЦитатаВ России потенциал петротермальной энергии оценивается в 3500 трлн тонн условного топлива, но ее добыча в настоящее время считается нерентабельной. Тем не менее хорошей предпосылкой реального освоения глубинной тепловой энергии Земли являются уникальные отечественные разработки глубинного бурения, уже применяемые в нефтедобыче.

ЦитатаНемецкие аналитики из компании Energy Brainpool взяли наихудшие погодные условия Германии за всю новейшую историю (с точки зрения работы солнечных и ветровых электростанций) и «наложили» на эти условия модельные (будущие) энергетические системы с разной долей ВИЭ. Речь идет о двухнедельном периоде времени в конце января — начале февраля 2006 года, когда практически во всей Европе не было ни солнца, ни ветра.

В энергетике Германии даже появился и используется специальный термин, обозначающий такую погоду – Dunkelflaute («темный штиль»). Если такая погода сочетается с высоким спросом на электроэнергию, ситуацию называют «холодным темным штилем» (kalte Dunkelflaute).

ЦитатаСледующий сценарий модели: энергосистема 2040 года, на 100% функционирующая на основе ВИЭ. То есть без природного газа и угля. Каким образом такая энергетика сможет пройти через период экстремально мрачной погоды 2006 года?
Сразу следует отметить, что без «гибких» газовых мощностей такая система обойтись не сможет. Мощность установленных газовых (точнее, парогазовых) электростанций в рассматриваемой модели составляет 67 ГВт. Однако, они будут функционировать с небольшой нагрузкой, их рассчитанный на год КИУМ не превысит 20%. При этом, поскольку условием модели является энергоснабжение, на 100% основанное на возобновляемых источниках энергии, работать такие газовые электростанции будут на синтетическом газе, производимом из электроэнергии, вырабатываемой солнечными, ветровыми установками в периоды благоприятной погоды (а также биогазе). Для этого потребуется 42,7 ГВт электролизеров (КИУМ = 28%).
Остальная часть энергосистемы будет представлена солнечными электростанциями (231 ГВт, КИУМ – 12%), материковыми ветровыми электростанциями (190 ГВт, КИУМ – 19%), офшорными ветровыми электростанциями (39 ГВт, КИУМ – 36% — это заниженный показатель, КИУМ строящихся сегодня морских ветроэлектростанций находится в районе 45%), ГЭС (6,5 ГВт), ГАЭС (6,7 ГВт). Кроме того, в систему будут интегрированы 41,9 млн электромобилей (примерно столько, сколько сегодня автомобилей в Германии).

Такая комбинация обеспечит полностью надежное энергоснабжение в условиях длительных периодов плохой погоды, как это показано на рисунке.

Здесь мы пришли к ситуации, которая часто критикуется скептиками.
Для того, чтобы удовлетворить пиковый спрос (скажем, 80-100 ГВт) нужно построить огромные мощности (здесь энергосистема состоит из почти 583 ГВт), которые будут работать с низким КИУМ. Плюс для оказания «системных услуг» задействуются десятки миллионов электромобилей.

ЦитатаУченые из Университета штата Северная Каролина разработали способ преобразовать движение в электрическую энергию при помощи мягкого и эластичного устройства, которое может функционировать даже в условиях повышенной влажности.

Устройство, превращающее механическое движение в электричество
«Мир изобилует механической энергией, такой как движение тела, ветровая энергия, волновая энергия, вибрации мотора. Мы придумали и разработали устройство, превращающее такое механическое движение в электроэнергию. Одно из главных его достоинств — отличные показатели работы даже довольно глубоко под водой», — сказал автор проекта, профессор биомолекулярной и химической инженерии Майкл Дики.
Сердцем энергетического комбайна является жидкометаллический сплав галлия и индия. Этот сплав помещен в гидрогель — мягкий, набухший водой полимер.

Скрытый текст

Вода внутри гидрогеля имеет в своем составе растворенные соли, которые называются ионами. Это соли собираются на поверхности металла, вызывая в нем заряд. С увеличением площади металла обеспечивается и большая поверхность для притяжения заряда. Так генерируется электричество, улавливаемое проводом, который крепится к устройству.

«Так как наше устройство мягкое, любое движение может его деформировать, включая растяжение, сжатие и скручивание, — говорит Дики. — Из-за этого его можно назвать универсальным для сбора механической энергии. Гидрогель, к примеру, достаточно эластичен, чтобы иметь возможность растягиваться пятикратно».
Во время проведения экспериментов ученые-исследователи выяснили, что деформация девайса всего на несколько миллиметров генерирует плотность энерговыделения примерно в 0,5 мВт/м2. Такое количество энергии сопоставимо с некоторыми популярными классами технологий сбора энергии.

«Тем не менее, в отличие от нашей технологии, другие во влажной среде работают плохо, а то и не работает вообще, — сказал Дики. — С этой уникальной функцией становится возможно применение во множестве областей, от биомедицины до заканчивая спортивной одежды. 
Кроме того, устройство технически простое, а так как в перспективе есть способ увеличения мощности, мы считаем описанную работу полноценной демонстрацией рабочей концепции».

У исследователей уже есть два проекта в работе. Один из них направлен на использование этой технологии для питания носимых устройство за счет увеличения выходной мощности комбайна. Второй проект связан с получением энергии океанических волн.

ЦитатаОтпор вивисектору российской экономики дал на ВЭФ профильный министр. По словам Максима Решетникова, глобальной климатической повестке предстоит в ближайшие годы повзрослеть, уйти от романтизма к прагматизму. Общество, бизнес и власти должны договориться, кто будет платить за благие пожелания энтузиастов зеленой темы. Ведь достижение углеродной нейтральности будет стоить миру 140 трлн долларов. Не слишком ли дорого за мечту?