Электроэнергия для планеты

20 февраля 2017 г.

Электроэнергия для планеты

Спрос на электроэнергию к 2060 году удвоится

Всемирная энергетическая система сегодня крайне неустойчива: дефицит ресурсов усугубляется, энергоснабжение нестабильно, климат изменчив. Улучшению ситуации может способствовать реализация амбициозных планов – прежде всего, в области децентрализованного производства энергии и дигитализации, – основной целью которых является отказ от ископаемого топлива. «К 2060 году спрос на электроэнергию возрастёт вдвое», – объясняет Вилли Майкснер, директор подразделения «Производство энергии и газа» концерна Siemens. Главная задача – создать доступное надежное и экологичное энергоснабжение с минимальным объёмом выбросов CO2.

В настоящее время около 1 млрд человек не имеют доступа к электроэнергии. По оценкам ООН, к середине XXI столетия численность населения планеты увеличиться до 9,5 млрд. человек. Майкснер уточняет: «Чтобы в будущем мы могли обеспечить всё население планеты надежной и доступной электроэнергией, в течение следующих 35 лет всемирная энергосистема должна быть подготовлена к троекратному увеличению объёмов потребления электроэнергии Китаем».

Растущий спрос на высокоэффективное производство электроэнергии приведет к существенному расширению энергетических мощностей во всем мире. По расчетам Siemens, к 2030 году почти половину необходимых дополнительных мощностей составят децентрализованные энергосистемы. Государственное регулирование рынка позволит снизить затраты на производство энергии из возобновляемых источников, в результате чего возрастет роль ветроэнергетики и фотовольтаики. Стоимость электроэнергии, получаемой от фотоэлементов, упала на 7% в период с 2000 по 2015 год. Ожидается, что к 2020 году в оффшорной ветроэнергетике цены снизятся на треть по сравнению с 2015 годом.

Однако одного только расширения производства электроэнергии из возобновляемых источников недостаточно. «В связи с ростом спроса на электроэнергию мы сможем достичь наших целей в области технологий по предотвращению изменения климата только в том случае, если шаг за шагом станем переводить существующие электростанции с угля на газ. Это позволит сократить выбросы CO2 на 40% во всём мире», – говорит Майкснер. Усилия, направленные на интеграцию всех источников энергии в единую систему, обусловлены необходимостью преобразования существующих распределительных сетей в интеллектуальные энергосети. Это позволит управлять потоком электроэнергии в нескольких направлениях и избегать перебоев в процессе снабжения за счёт использования накопленной ранее электроэнергии.

Экономный накопитель

Siemens в сотрудничестве с Техническим университетом Гамбург и энергопоставляющей компанией Hamburg Energie разрабатывает новое решение для аккумулирования энергии, которое должно стать настоящим прорывом в этой области. Преобразованная в тепло избыточная энергия ветра будет сохраняться в каменной отсыпи, накрытой изолирующим защитным кожухом. При возникновении потребности в дополнительной электроэнергии паровая турбина будет преобразовывать энергию тепла обратно в ток.

В настоящее время в Гамбурге Siemens тестирует испытательную накопительную установку FES (Future Energy Solution). Совместно с учеными сотрудники концерна определяют способ наиболее эффективной зарядки и разрядки накопителя. Важную роль здесь играют конструкция отсыпи и форма изолирующего кожуха. Уже на ранней стадии реализации данного проекта исследователи рассчитывают получить КПД около 25% – в дальнейшем этот показатель должен достичь 50%.

Такой простой принцип накопления энергии сможет гарантировать очень высокую экономическую эффективность. Многие из используемых сегодня резервуаров хранения энергии являются дорогостоящими или обладают ограниченной ёмкостью. FES-установка будет доступна в различных размерах и различных классах мощности.