Австралийские учёные разработали лёгкие пластиковые зеркала, которые могут снизить стоимость солнечной тепловой энергии на 40 %. Технология, изначально созданная для автомобилей, теперь поможет сельскому хозяйству и промышленности в сокращении затрат на обработку почвы, сушки зерна, опреснения воды и других процессов, а также уменьшить углеродный след.

Пастиковые зеркала UniSA. Источник изображения: Koza1983 / Wikimedia Commons

Как пишет New Atlas, новые зеркала, созданные в Университете Южной Австралии (UniSA), на 50 % легче стеклянных, их можно складывать, а специальное алюминиевое-кремниевое покрытие обеспечивает их высокими отражающими свойствами, как в обычных зеркалах. В отличие от солнечных панелей, преобразующих свет в электричество, тепловые установки улавливают тепло Солнца, а не его свет. Затем отражатели нагревают теплоприёмник, который преобразует солнечное излучение непосредственно в тепловую энергию.

Источник изображения: Bkwcreator / Wikimedia Commons

В рамках пилотного проекта будут испытаны две установки, каждая из которых состоит из 16 таких зеркал. Тестирование пройдёт на территории Vineyard of the Future при университете Charles Sturt University — площадке, специализирующейся на инновационных технологиях в виноделии. По словам автора технологии Колина Холла (Colin Hall), это решение «идеально подходит для жаркого климата Австралии и открывает реальный путь к производству тепла без углеродного следа».

Как отмечает руководитель проекта доктор Марта Джейн (Marta Jane), так как промышленное теплоснабжение составляет 25 % мирового потребления энергии и 20 % выбросов CO₂, то подобные инновации позволят значительно снизить экологическую нагрузку, оставаясь экономически эффективными. Ранее похожий проект был реализован в Китае, где использовали систему из двух башен и сотен подвижных зеркал, расположенных по концентрическим кругам, что позволило повысить эффективность выработки тепловой энергии на 24 %.

Единственный в мире эксперимент с положительным выходом энергии у термоядерной реакции улучшил результаты. Учёные Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США (National Ignition Facility, NIF) зафиксировали новый рекорд в ходе эксперимента по лазерному термоядерному синтезу. Выход энергии достиг 8,6 МДж, что более чем в два раза превышает результат прошлого года и почти в четыре раза больше, чем при первом пуске в 2022 году.

Источник изображения: Damien Jemison / LLNL / TechCrunch

По данным TechCrunch, в последних испытаниях мощность реакции сначала подняли до 5,2 МДж, а затем — до 8,6 МДж. В 2022 году результат составлял 3,15 МДж при затратах 2,05 МДж на нагрев топлива. Однако о практическом применении специалисты пока ничего не говорят. Полученной энергии недостаточно даже для частичного возврата электричества в сеть, поскольку только для питания лазерной системы требуется около 300 МДж.

В установке NIF был использован метод инерционного сжатия топлива (инерционное удержание), при котором реакция происходит настолько быстро, что продукты реакции не успевают рассеяться. Специальную крошечную капсулу с топливом размером с горошину покрыли алмазной оболочкой и поместили внутрь золотого цилиндра — гольраума. Далее его опустили в вакуумную камеру диаметром 10 метров, где 192 лазера сфокусировались на цели. Под действием лазеров стенки гольраума начали испаряться и излучать рентгеновские лучи, которые равномерно обжали топливную капсулу, вызвав сжатие и запуск термоядерной реакции. При этом ядра дейтерия и трития вступали в реакцию синтеза, образуя ядро гелия и высвобождая нейтроны вместе с огромным количеством энергии.

Интересно, что другой подход — магнитное удержание плазмы — пока не достиг уровня положительного выхода энергии, но работы в этом направлении продолжаются. Например, во Франции для проекта ITER строят крупнейшую тороидальную установку для магнитного удержания плазмы (токамак). В то же время стартапы, такие как Xcimer Energy и Focused Energy, акцентируют своё внимание на инерционном удержании. Все эти исследования приближают мир к источнику энергии с минимальными экологическими последствиями и практически неисчерпаемым топливом.

Земля — предельно ценный ресурс, который жаль тратить на размещение систем накопления энергии. Немецкие учёные нашли способ сократить использование земельных участков под энергетическую инфраструктуру. Они предложили запасать возобновляемую энергию в гигантских бетонных шарах на дне озёр, морей и океанов. Пустые шары с генераторами будут опускать на дно, а работу по выработке электричества бесплатно выполнит давление окружающей воды.

Источник изображений: Fraunhofer IEE

Разработкой этого необычного проекта — StEnSea — с 2011 года занимается Институт Фраунгофера (Fraunhofer IEE). В некотором смысле идея напоминает принцип работы гидроаккумулирующих электростанций: когда вода с помощью прерывистой возобновляемой энергии закачивается из нижнего водоёма в верхний, а затем, в ночное время или при безветрии, спускается по трубам с генераторами, производя электричество.

На глубине вода под давлением начнёт поступать в полый бетонный шар из окружающей среды, что приведёт к выработке электроэнергии. Чтобы подготовить ёмкость к приёму новой порции энергии, будет достаточно откачать воду с использованием возобновляемого источника — например, морских ветряных генераторов.

Учёные испытали трёхметровый прототип установки на дне Боденского озера в Европе. На следующем этапе будет изготовлена сфера диаметром 9 метров и массой 400 тонн. На глубине от 600 до 800 метров она позволит аккумулировать 400 кВт·ч энергии и обеспечит мощность до 500 кВт. Эксперимент планируется провести в 2026 году в акватории у Лос-Анджелеса. Власти США инвестировали в проект 4 миллиона долларов. Интересно, что бетонную сферу предполагается напечатать на 3D-принтере — строительные принтеры, способные работать с бетоном, уже доступны на рынке.

В случае успеха будет организовано промышленное производство бетонных сфер диаметром 30 метров. По оценкам разработчиков, шесть таких сфер общей мощностью 30 МВт и ёмкостью 120 МВт·ч обеспечат стоимость хранения энергии на уровне $0,051 за кВт·ч при инвестиционных затратах $177 за кВт·ч. Проект может быть реализован для энергообеспечения прибрежных мегаполисов. Каждая сфера сможет прослужить 50–60 лет. Главное — они не будут занимать землю, оставляя её людям.

Никто не будет спорить, что возобновляемая энергетика — это сложно и дорого, но выгода кроется в сохранённой экологии и здоровья. Как можно такое сбрасывать со счетов? Оказалось, можно: буквально одним росчерком пера. В свой первый день второго срока президент США Дональд Трамп (Donald Trump) запретил все проекты ветроэнергетики на федеральных землях, чем остановил едва набравший движение сложный процесс.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Можно спорить о целесообразности и уместности возобновляемой и ветряной энергетики, но останавливать работающие механизмы волевым решением отдельно взятого человека может оказаться не всегда оправданным. Такие программы развивались и внедрялись не одну пятилетку и в них вовлечено очень много людей, не говоря о потраченных средствах. Тем не менее, решение было принято и теперь с этим предстоит разбираться суду.

Иск на Дональда Трампа 5 мая 2025 года подали округ Колумбия и 17 штатов, включая Нью-Йорк, Аризону, Массачусетс, Калифорнию, Колорадо и Иллинойс. Для штатов такое юридически возможно, если действия федеральных властей можно назвать «произвольными» и «необоснованными», о чём сказано в Законе об административных процедурах США.

«Эта администрация уничтожает один из самых быстрорастущих источников чистой, надёжной и доступной энергии в нашей стране», — заявила генеральный прокурор Нью-Йорка Летиция Джеймс (Letitia James) в пресс-релизе.

В иске представители штатов утверждают, что, подписав президентский меморандум в свой первый день на посту, который приостановил федеральное одобрение проектов по использованию энергии ветра, президент Трамп лишил их возможности сокращать загрязнение окружающей среды и обеспечивать жителей дешёвой электроэнергией. Они утверждают, что миллиарды долларов, вложенные ими в инфраструктуру, развитие рабочей силы и цепочки поставок для использования энергии ветра, находятся под угрозой.

Более того, позже Трамп подписал указ, который интенсифицирует развитие энергетики в США, но исключил из документа упоминание о ветряной и другой возобновляемой энергетике и подчеркнул важность ископаемых источников энергии, что составители иска считают неприемлемым. Более того, в жалобе, поданной сегодня в окружной суд Массачусетса, директива президента названа «экзистенциальной угрозой» для отрасли, которая уже «остановила развитие ветроэнергетики».

Австралийский стартап MGA Thermal завершил производство демонстрационной теплоаккумулирующей установки ёмкостью 5 МВт·ч. Уникальное для отрасли решение позволяет не просто запасать энергию солнца и ветра в тепловом аккумуляторе — оно открывает путь к повсеместной замене парогенерирующих мощностей на ископаемом топливе в промышленности и системах центрального отопления.

Источник изображения: MGA Thermal

Проект MGA Thermal частично финансируется Австралийским агентством по возобновляемым источникам энергии (ARENA). Средства в объёме $1,27 млн были получены компанией в августе 2022 года. Всего на создание пилотной установки в штаб-квартире компании в Томаго требовалось собрать $2,85 млн. На днях MGA Thermal сообщила об успешном запуске опытной установки мощностью 500 кВт, доказав практическую осуществимость концепции.

Экспериментальный тепловой аккумулятор состоит из 3700 «кирпичей» — чуть больше строительных по размеру. Каждый из них представляет собой своего рода графитовый каркас, в который помещён легкоплавкий металл. В процессе нагрева «кирпичей» электричеством от возобновляемых источников металл в каркасе плавится и остаётся жидким до остывания.

Поскольку на переход вещества из одного агрегатного состояния в другое затрачивается больше всего энергии, это даёт возможность запасать её в большем объёме и, следовательно, дольше и эффективнее отдавать при затвердевании металла. По оценкам компании, таким образом можно хранить на 200–300 % больше энергии, чем в случае альтернативных тепловых аккумуляторов. Пилотная система способна отдавать пар в течение 24 часов после полного нагрева со стабильной мощностью 500 кВт.

Созданная MGA Thermal установка рассчитана на отдачу энергии в виде перегретого водяного пара температурой от 150 до 550 °C. Это необходимо для многих промышленных процессов, а также для центрального отопления жилых зданий. Наконец, пар можно направить на обычные паровые турбины для выработки электроэнергии. Установка способна одновременно заряжаться и разряжаться, генерируя пар, что также делает её отличной от аналогичных решений в отрасли.

Генеральный директор MGA Thermal Марк Краудейс (Mark Croudace) заявил, что представленная технология предлагает масштабируемое средство преобразования нестабильной возобновляемой генерации в «высоконадёжные и универсальные» источники технологического тепла и электроэнергии для промышленности.

«Это недостающий элемент головоломки для декарбонизации тяжёлой промышленности, — сказал он. — Мы решили проблему непрерывной подачи пара из непостоянных возобновляемых источников, что делает её технически и коммерчески привлекательной».

Предложенное компанией решение занимает в 24 раза меньше земли по сравнению с другими тепловыми аккумулирующими системами и характеризуется модульным подходом. Систему легко масштабировать хоть до 1 ГВт, уверяют в компании, и заявляют о готовности сотрудничать с любыми заказчиками.

США установили новые пошлины в размере до 3521 % на ввоз оборудования для солнечной энергетики из четырёх стран Юго-Восточной Азии. С одной стороны, эта мера обещает сыграть в пользу местных производителей аналогичных товаров, с другой — напротив, грозит стать сдерживающим фактором для развития возобновляемой энергетики в стране, передаёт Bloomberg.

Источник изображения: Chelsea / unsplash.com

Пошлины, о которых было объявлено накануне, стали итогом проводившегося около года торгового расследования, которое показало, что производители оборудования для солнечной энергетики несправедливо получали государственные субсидии и поставляли в США продукцию по ценам ниже себестоимости производства. Расследование проводилось по инициативе американских производителей в области солнечной энергетики, а началось оно при прежнем президенте США Джо Байдене (Joe Biden). Пошлины направлены на поддержку производителей аналогичного оборудования в США, но они же ударят по местным разработчикам систем возобновляемой энергии, которые продолжительное время полагались на недорогую импортную продукцию. В результате в отрасли, которая и без того пострадала от политических перемен в Вашингтоне, усилится состояние неопределённости.

Новые пошлины будут применяться в дополнение к уже введённым Дональдом Трампом (Donald Trump) — тем, что перевернули мировые рынки и цепочки поставок. Антидемпинговые и компенсационные пошлины, как их назвали, призваны восполнить выплаченные незаконным образом субсидии и несправедливо сформированные цены. Обещание субсидий и спрос на почве мер администрации Байдена, направленных на снижение инфляции, повысили интерес и обусловили новые вложения в заводы по выпуску солнечных батарей, которые начали возводиться по всей территории США. Но производители предупредили, что даже в этих благоприятных условиях новым предприятиям угрожают иностранные конкуренты, продающие свою продукцию по ценам ниже рыночных.

В 2024 году из четырёх стран в США ввезли оборудование для солнечной энергетики на $12,9 млрд — 77 % от общего объёма импорта в этом сегменте. Общенациональные пошлины для Камбоджи, власти которой отказались сотрудничать в рамках расследования, установили на уровне 3521 %. Для некоторых компаний во Вьетнаме компаний установлены пошлины в размере 395,9 %, в Таиланде — 375,2 %, общенациональная ставка пошлины для Малайзии составила 34,4 %. Для Jinko Solar применяются пошлины в размере 245 % при экспорте из Вьетнама и 40 % — из Малайзии. Таиландский филиал Trina Solar обложили пошлинами в размере 375 %, вьетнамский — более 200 %. К вьетнамскому оборудованию JA Solar применяются пошлины в размере около 120 %. На акции всех этих компаний китайского происхождения новые меры оказали лишь незначительное влияние: ценные бумаги Trina потеряли в цене 1,6 %, Jinko — 0,9 %, JA Solar — 0,1 %. Дело в том, что решение властей США было в значительной степени ожидаемым, и сами компании перевели часть производственных мощностей в беспошлинные страны, в том числе в Индонезию и Лаос. Поэтому уже в текущем году Индии, Индонезии и Лаосу грозят новые раунды пошлин, считают эксперты.

На днях компания Siemens Gamesa завершила установку самой мощной в мире ветряной турбины, тем самым бросив вызов китайским производителям. Пока европейские компании в большинстве своём выпускают ветрогенераторы мощностью 14–15 МВт, дочернее подразделение Siemens Energy изготовило и установило в прибрежных водах Дании 21,5-мегаваттную турбину.

Источник изображения: Goldwind Australia

До последнего времени в мире по выпуску наиболее мощных ветряных турбин лидировали китайские компании, включая Dongfang Electric и MingYang. В их активе значились ветрогенераторы мощностью от 18 до 20 МВт, а также планы по созданию 26-мегаваттной турбины. Чем мощнее отдельные турбины, тем дешевле вырабатываемая ими энергия, хотя затраты на транспортировку и монтаж циклопических конструкций, высотой сравнимых с Эйфелевой башней, весьма велики и сопряжены с технологическими трудностями.

Европейский производитель ветряных турбин осознаёт всю сложность монтажа и эксплуатации установок повышенной мощности. Поэтому в Siemens Energy пока не приняли окончательного решения о запуске коммерческого производства 21,5-мегаваттных турбин. Первая установка станет своего рода полигоном для отработки технологий. Лицензия на её эксплуатацию и доводку выдана властями Дании до 2027 года. За это время компания определится, начинать ли массовое производство таких турбин или сосредоточиться на выпуске установок меньшей мощности.

Германия лидирует в Европе по выработке электроэнергии за счёт солнечного света. Теперь этот опыт может быть поднят буквально на космическую высоту. Немецкие учёные разработали техпроцесс производства перовскитных солнечных панелей из лунного реголита и предлагают изготавливать солнечные элементы непосредственно на спутнике. По их мнению, это будет дешевле и эффективнее для всех.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Исследование провели учёные факультета физики и астрономии Потсдамского университета (University of Potsdam Institute of Physics and Astronomy). Работа опубликована в журнале Device. Вместо дорогостоящей доставки на Луну готовых солнечных панелей 99 % их массы можно получить из местных ресурсов. Локальное производство обеспечит рекордный уровень удельной мощности элементов — свыше 22–50 Вт/г, что в 20–100 раз превышает показатели традиционных космических солнечных батарей.

Как отмечают исследователи, добиться таких высоких показателей удельной мощности можно без ущерба для надёжности, механической стабильности и радиационной защиты панелей. «Используя анортозит в качестве имитатора реголита с высокой стеклообразующей способностью, мы получаем прозрачные лунные стёкла, которые позволяют осаждать высококачественные перовскиты», — заявили учёные.

Исследовательская группа протестировала три конфигурации устройств на основе непрозрачных медных (Cu) электродов в различных сочетаниях с подложками, а также прозрачных ультратонких металлических и оксидно-цинковых (IZO) электродов.

«В конфигурациях с подложками эффективность достигала 9,4 % (при сверхтонком металлическом контакте) и 12,1 % (при IZO) с использованием лунного стекла в неоптимизированных условиях нанесения контактных слоёв. Эти показатели сопоставимы с эффективностью, достигаемой на обычных стеклянных подложках, — подчеркнули учёные. — Дальнейшая оптимизация прозрачных контактных слоёв для снижения последовательного сопротивления устройств может повысить эффективность до 17,5 %».

Работа показала, что лунное стекло обладает высокой устойчивостью к облучению высокоэнергетическими протонами. В сочетании с радиационной стойкостью перовскитов это позволит создавать надёжные и устойчивые к радиации устройства, что проложит путь к экологически безопасным решениям в области лунной энергетики.

Учёные считают, что перовскитные солнечные батареи, изготовленные на Луне по их технологии, могут достичь эффективности более 23 %. «Сочетая высокую радиационную устойчивость, максимальную мощность на единицу массы и простоту производства, наши перовскитные солнечные батареи на основе лунного реголита станут наиболее перспективным способом энергоснабжения будущих лунных поселений», — заключили исследователи.

До сих пор американский стартап Aptera Motors ограничивался только демонстрацией прототипа двухместного электромобиля с солнечными панелями на кузове, которые позволяют преодолевать до 64 км в день исключительно на энергии солнца. На уходящей неделе предсерийный образец машины впервые преодолел около 500 км без подзарядки по дорогам общего пользования в США.

Источник изображения: Aptera

Как отмечается в пресс-релизе на сайте стартапа, путешествие протяжённостью около 500 км началось в Аризоне и завершилось в Калифорнии, за рулём находился один из генеральных директоров компании Стив Фамбро (Steve Fambro), маршрут пролегал по знаменитому шоссе 66. Каким способом был сформирован заряд тяговой батареи перед началом поездки, не уточняется, но следует учитывать, что бортовое зарядное устройство мощностью 6,6 кВт способно принимать заряд от сетевых станций с разъёмом NACS, поэтому машина подзаряжается не только от солнца.

Тем не менее, организаторы эксперимента отмечают, что ещё до подъёма светила над горизонтом солнечные панели на кузове электромобиля принимали до 300 Вт энергии. На маршруте в условиях облачности они принимали более 545 Вт. Штатный тяговый аккумулятор позволяет машине преодолевать без подзарядки до 643 км по условному циклу EPA, поэтому способность электромобиля проехать около 500 км без подзарядки в условиях горной местности можно считать хорошим достижением. Напомним, что разработчики обещают жителям регионов с большим количеством солнечных дней до 16 100 км в год пробега с использованием одной лишь солнечной энергии.

Пока китайцы лезут под землю в поисках мест для хранения там энергии в сжатом воздухе, французы предпочитают работать на поверхности в комфортных условиях. Так, компания Segula Technologies представила компактные системы воздушного компрессионного хранения энергии, размещённые в стандартных 12-метровых контейнерах, заполненных баллонами и компрессорами. Такие установки можно разместить где угодно для поддержки экологически чистой энергетики.

Источник изображения: Segula Technologies

В часы максимальной выработки энергия солнечных и ветряных электростанций будет направляться на закачку воздуха в баллоны. Для получения электричества в часы пикового потребления воздух будет возвращаться в атмосферу через генераторы, производя электроэнергию. Заявлено, что КПД установки достигает 70 %, что соответствует уровню конкурирующих решений.

Первоначально системы накопления энергии Remora разрабатывались для закачки воздуха в баллоны под водой. Это позволяло сильнее сжать воздух с меньшими затратами энергии. Новые установки Remora Stack (для предприятий) и Remora Home (для частного использования) предназначены для эксплуатации на поверхности. Первые два прототипа мощностью 200 кВт будут построены в Испании — в Эйбаре и Бильбао.

«Срок службы всей системы составляет не менее 30 лет, она не выделяет загрязняющих веществ и, в отличие от аккумуляторов, использует прочные и долговечные материалы», — заявила компания, добавив, что в разработке не используются литий и редкоземельные элементы.

Ёмкость и мощность системы Remora Stack, предназначенной для предприятий, жилых экорайонов, торговых центров, электростанций и объектов общественной инфраструктуры, могут варьироваться в зависимости от требований заказчика. Система Remora Home для жилых помещений, вероятно, будет иметь стандартные параметры.

Проект частично финансируется в рамках программы ЕС Air4NRG. В его реализации участвуют десятки европейских компаний из Франции, Италии, Испании, Португалии и других стран. Пилотная установка будет введена в эксплуатацию в 2026 году, а серийное производство комплектов Remora Stack ожидается в 2027–2028 годах.

Инновационный фонд Европейской комиссии выделил финансирование на начало создания мощнейших в мире подводных приливных турбин. Проект запустила французская компания Normandie Hydroliennes, которая планирует в течение трёх лет установить у берегов Нормандии четыре первых турбины для выработки возобновляемой электроэнергии от приливных процессов в море.

Источник изображения: Normandie Hydroliennes

Проект NH1 стал одним из 85 проектов «Zero-Net» общей стоимостью €4,8 млрд, выделенных в 2023 году на цели зелёной энергетики Европейским союзом. Первая фаза реализации NH1 завершится установкой четырёх подводных приливных генераторов AR3000, каждый из которых будет характеризоваться мощностью 3 МВт. Все вместе генераторы будут вырабатывать 33,9 ГВт·ч в год — этого хватит для обеспечения электроснабжением 15 000 домов.

Для старта работ компания Normandie Hydroliennes получила от властей ЕС €31,3 млн. Грант ускорит реализацию проекта — одного из первых коммерческих решений по использованию приливной энергии во Франции, что будет способствовать развитию морских возобновляемых источников энергии. Это будут турбины с горизонтальной осью, которые к 2028 году начнут вырабатывать электричество для французской энергосистемы.

Разработанные компанией Proteus Marine Renewables турбины AR3000 являются самыми мощными в мире приливными установками. Они полностью конкурентоспособны по стоимости при производстве электроэнергии. Сборка установок на 80 % использует французские комплектующие и материалы, что также позволит в рамках реализации проекта NH1 создать около 400 прямых и косвенных рабочих мест.

Приливная энергетика с потенциалом до 5 ГВт является важнейшим компонентом перехода Франции на возобновляемые источники энергии, утверждают аналитики Ocean Energy Europe. Ожидается, что к 2030 году затраты на её производство будут сопоставимы с затратами на плавучую ветряную энергетику, что сделает приливные электростанции конкурентоспособной частью энергетического баланса будущего. Приливные турбины безопасны для окружающей среды, оказывают незначительное воздействие на морскую среду и легко перерабатываются по окончании срока службы.

Приливные электростанции полностью погружены в воду, что исключает любые визуальные, акустические и морские помехи, в отличие от других источников возобновляемой энергии. Помимо того, что отрасль сохраняет окружающую среду, она укрепляет местную экономику, что особенно полезно для малого и среднего бизнеса.

Ожидается, что к 2030 году приливная энергетика во Франции создаст 6000 новых рабочих мест, укрепив местную экономику и способствуя энергетической независимости страны.

Аккредитованная ООН неправительственная организация Международное общество солнечной энергии (ISES) занимается вопросами возобновляемой энергетики с 1954 года. Имея колоссальный опыт в этой сфере, специалисты ISES видят выгоду там, где другим она кажется невозможной. У Европы есть доступ к неограниченным ресурсам по хранению энергии, уверены в ISES, но даже профильные специалисты закрывают глаза на этот уникальный источник.

ГАЭС в Испании. Источник изображения: Sirbatch, Wikimedia

Эксперты ISES утверждают, что этим условно бесконечным ресурсом для чистого хранения энергии являются гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Разглядеть потенциал ГАЭС мешает целый спектр ошибочных представлений: небольшое число таких станций, необходимость множества плотин на реках, большая площадь затопляемых земель, большой расход воды, ущерб окружающей среде и высокие капитальные затраты на ГАЭС. Всё это неправильное понимание сути и принципов эксплуатации гидроаккумулирующих электростанций, заявляют в организации. Избавившись от этих заблуждений, можно радикально изменить подход к хранению энергии в Европе.

Вопрос хранения энергии в ЕС важен по той причине, что выработка электричества из возобновляемых источников крайне неравномерна по своей географии и носит сезонный характер. На севере обычно доминирует ветер, а на юге — солнечные электростанции. Объём хранения должен быть достаточным, чтобы пережить недели отсутствия солнца и ветра. ГАЭС могут стать идеальным решением для этих целей.

Обычные аккумуляторы способны легко обеспечить краткосрочное хранение энергии — до нескольких часов — с высокой выходной мощностью уровня ГВт. ГАЭС, в свою очередь, могут обеспечить долгосрочное хранение энергии — до нескольких дней, перекрыв потребность в запасаемом объёме до 95 %. Вместе оба этих источника могут стать комплексным решением проблемы с перебоями в возобновляемой энергетике.

Эксперты ISES создали европейский атлас с потенциальными местами для размещения ГАЭС ёмкостью от 2 до 5000 ГВт·ч. Предпочтения отдавались местам с большим перепадом высот и с наиболее короткими участками для сброса воды для выработки электроэнергии. В атласе представлены участки для 820 тыс. объектов ГАЭС с общим объёмом хранения 86 млн ГВт·ч, что эквивалентно 2 трлн аккумуляторов для электромобилей.

Атлас включает в себя участки премиум-класса (стоимостью AAA и AA) и участки более низкого качества (стоимостью A, B, C, D и E). Участки премиум-класса для ГАЭС характеризуются большим напором (более 500 м), небольшими дамбами, короткими напорными туннелями, большим объёмом (более 40 ГВт·ч) и длительным сроком работы (более 100 часов). В атласе свыше 6000 мест для объектов ГАЭС премиум-класса, с общим объёмом хранения около 1100 ТВт·ч, что примерно в 40 раз больше, чем требуется для полностью электрифицированной и декарбонизированной Европы.

Капитальные затраты на высококачественные накопители энергии длительного хранения находятся в диапазоне $8–25 за 1 кВт·ч. Например, накопитель энергии Snowy 2.0 в Австралии (класс AA) стоит около 12 млрд австралийских долларов за 350 ГВт·ч энергии и 2,2 ГВт мощности (срок хранения 160 часов). Это соответствует $22 за 1 кВт·ч, что намного ниже, чем стоимость аккумуляторов для системы, которая прослужит 100 лет.

Согласно расчётам специалистов, 150 ГВт·ч мощностей ГАЭС, расположенных за пределами национальных парков, не требуют строительства новых плотин на реках, а разветвлённая сеть высоковольтных линий передач в ЕС позволит размещать объекты почти в любой местности и не заботиться о необходимости подтягивать издалека энергетическую инфраструктуру.

Требования к земельным участкам для ГАЭС довольно скромны. Общая площадь затопления составит 60 км² (0,6 м² на человека), что в 100 раз меньше площади, занимаемой солнечными электростанциями, которые будут поддерживаться ГАЭС, и в 20 раз меньше площади парковки, занимаемой 100 млн автомобилей. Капитальные затраты на эту систему из пяти мощнейших ГАЭС для покрытия потребностей Европы составляют около €100 млрд и представляют собой огромную возможность для развития местной экономики. Это составляет всего €1000 на человека за возможность 100 лет пользоваться услугами ГАЭС.

Пять подобных участков способны обеспечить электричеством всю Европу на несколько дней

Что касается опасений по поводу расходов воды, то её потребление для ГАЭС невелико, потому что одна и та же вода циркулирует между резервуарами в течение 100 лет. В засушливых районах может потребоваться небольшое количество воды для восполнения потерь при испарении. Количество воды, необходимое для первоначального заполнения и восполнения потерь при испарении, составляет несколько литров на человека в день, что эквивалентно 20-секундному утреннему душу.

Воздействие ГАЭС на окружающую среду незначительно из-за отсутствия новых плотин на крупных реках, небольших требований к земле и воде, отсутствия электрохимических процессов, длительного срока службы (100 лет) и большого выбора мест за пределами рек (что позволяет избежать рискованных сценариев).

Глобальные мощности солнечной и ветряной энергетики в ЕС устанавливаются в шесть раз быстрее, чем всё остальное вместе взятое. Электрификация транспорта, отопления и промышленности удвоит или утроит спрос на электроэнергию. К счастью, для декарбонизации Европы по доступной цене можно использовать готовые решения в области солнечной, ветряной энергетики, включая ГАЭС, на что всем заинтересованным сторонам необходимо обратить особое внимание.

По итогам минувшего года ветровая и солнечная энергетика впервые в истории США произвели больше электричества, чем уголь, гласит доклад аналитического центра Ember. Уголь как энергоресурс упал до исторического минимума, составив 15 % по стране, тогда как солнце и ветер вместе взятые показали 17 %.

Источник изображения: Chelsea / unsplash.com

При Дональде Трампе (Donald Trump) федеральные власти США начали отходить от чистой энергии, но не исключено, что инициативы прошлого года смогут сохранить импульс вопреки приоритетам Белого дома. В 2024 году солнечная энергия стала самым быстрорастущим источником электричества в стране — на её долю пришлось 81 % добавленной мощности; в коммунальном секторе присутствие солнечной энергетики выросло на рекордные 31 ГВт. Для сравнения: 1 ГВт мощности сопоставим с 1,9 млн панелей.

В 2020 году солнечная энергетика достигла исторически низких показателей затрат, а в большинстве регионов мира оказалась самым дешёвым источником электроэнергии. Цепочки поставок в этом сегменте по-прежнему сосредоточены в Китае, но за минувший год и в США производственные мощности по выпуску солнечных модулей выросли на 190 %. Наибольший рост в солнечной энергетике и производстве модулей в США показал Техас, который традиционно был центром нефтегазовой промышленности.

Источник изображения: ember-energy.org

Ветрогенерация показала более скромный рост. Как энергоисточник она по-прежнему превосходит солнечную энергетику вдвое и составляет около 10 % энергетического баланса США; это также, как правило, более дешёвый источник электроэнергии, чем уголь или газ. Спрос на электроэнергию из-за роста энергоэффективности в последние 14 лет демонстрировал стагнацию, но сейчас начал расти — по итогам минувшего года он увеличился на 3 %, и это пятый по величине скачок в XXI веке.

Интерес к разработке большего количества источников электроэнергии по всем направлениям спровоцировали рост энергоёмких центров обработки данных для искусственного интеллекта, криптомайнинг и электромобили. Из-за увеличения спроса в минувшем году на 3,3 % выросла выработка газовых электростанций. Уголь как энергоресурс достиг максимальных показателей в 2007 году, но затем уступил место газу, который добывается методом гидроразрыва пласта. Углеродных выбросов от газовой энергетики меньше, чем от угольной, но первая остаётся мощным источником загрязнения, способствующим изменению климата.

К 2040 году США потребуется дополнительно установить 900 ГВт источников возобновляемой энергии и аккумуляторов, пишут эксперты. Также говорится о 100 ГВт новых газовых мощностей, но это направление не поможет в борьбе с климатическим кризисом. Около 60 % энергетического баланса США до сих пор приходится на ископаемое топливо, но диспозиция меняется быстро: ещё в 2018 году уголь втрое превосходил солнечную и ветровую энергию вместе взятые.

На днях Китайская национальная ядерная корпорация (CNNC) подтвердила верность амбициозному плану зажечь к 2050 году в стране множество «искусственных солнц» — запустить коммерческие электростанции на термоядерной энергии. Для этого ещё 29 декабря 2023 года была создана государственная компания China Fusion Corp, которая собирает инвестиции на проекты и ведёт разработку необходимых технологий.

Модель перспективного термоядерного реактора China Circulation II. Источник изображения: Bloomberg

Информационное агентство Bloomberg со ссылкой на заявление CNNC сообщило, что коммерческая эксплуатация первого проекта по производству электроэнергии может стартовать примерно через пять лет после демонстрационного этапа, который начнется примерно в 2045 году. Очевидно, что на этом пути Китай имеет намерение обогнать США и другие страны по количеству термоядерных реакторов.

Общеизвестно, что управляемый термоядерный синтез очень сложно осуществлять на постоянной основе, и лишь горстке стран, таких как США, Россия и Южная Корея, удалось освоить основы. Считается, что термоядерный синтез несёт с собой относительно мало радиоактивных отходов и обещает достаточно чистую и условно бесконечную энергию.

За прошедший год компания China Fusion привлекла около 1,75 млрд юаней ($240 млн) инвестиций от CNNC и Zhejiang Zheneng Electric Power для создания ультрасовременных реакторов типа токамак, которые используют магнитные поля для удержания и контроля перегретой плазмы. CNNC также планирует в течение следующих пяти лет расширить разработку обычных атомных реакторов (деления) и небольших модульных реакторов, сообщил на брифинге в минувшую пятницу заместитель генерального директора компании Синь Фэн (Xin Feng).

Пока термоядерные реакторы существуют лишь в смелых проектах, Китай намерен наращивать количество обычных АЭС в стране. С 2022 года ежегодно утверждаются к строительству по 10 новых реакторных блоков. Этот темп сохранится как минимум до 2030 года. Это позволит Китаю обогнать США и Францию по общему количеству реакторов в стране и защитит от потенциального дефицита электроэнергии.

Компания Infinix нередко демонстрирует яркие концептуальные устройства, одним из которых стал компактный трёхстворчатый смартфон Zero Series Mini Tri-Fold, способный превращаться в экшн-камеру. Теперь же на выставке MWC 2025 вендор показал смартфон с интегрированной в тыльную часть корпуса солнечной панелью, а также чехол для смартфона, дающий возможность использовать солнечную энергию для подзарядки аккумулятора, и смартфон с встроенной в заднюю часть корпуса панелью E-Ink.

В Infinix эту технологию называют SolarEnergy-Reserving, а её реализация предполагает использование перовскитных солнечных элементов, поскольку такие панели тоньше и дешевле в производстве по сравнению с традиционными кремниевыми солнечными элементами. Вместе с солнечными элементами работает система регулирования напряжения под названием Maximum Power Point Tracking. Идея состоит в том, чтобы максимизировать мощность и одновременно чётко контролировать выделение тепловой энергии, управляя этим процессом.

Нахождение смартфона под палящими солнечными лучами может быть полезным для солнечной панели, но для внутренних компонентов перегрев нежелателен. В нынешнем виде эта технология позволяет поддерживать процесс зарядки мощностью 2 Вт, а её предназначение сводится к восполнению резервного заряда устройства, пока оно не используется.

Смартфон со встроенной в заднюю поверхность солнечной панелью выглядит достаточно понятным устройством, но чехол, вероятно, представляется даже более интересным. Вендор демонстрирует чехол в паре с прототипом смартфона, на боковой панели которого имеется пара контактов, обеспечивающих передачу энергии.

Вместе с этим Infinix показала смартфон второго поколения с встроенной в заднюю крышку панелью E-Ink. В предыдущей версии устройства задняя панель меняла цвет только при подключении к сети. Теперь же она питается от внутреннего аккумулятора и может быть настроена для отображения различных узоров и цветовых оттенков.