Портал «Глобальная энергия» сообщил, что доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в структуре мощности китайской электроэнергетики достигла 49,9 %. В абсолютных цифрах показатель установленных мощностей ВИЭ в Китае превысил 1,4 ТВт (тераватт). Причём лидируют солнечные панели и концентраторы, которые впервые обогнали показатели ГЭС.

Источник изображения: Appolinary Kalashnikova/unsplash.com

Согласно обнародованной Национальным энергетическим управлением КНР статистике, на конец 2023 года общая мощность солнечных панелей и концентраторов достигла 536 ГВт. Вклад гидроэлектростанций в энергетику Поднебесной составил 420 ГВт. На третьем месте разместилась ветроэнергетика с установленной мощностью 404 ГВт. Вклад биомассы в ВИЭ Китая составил 44 ГВт.

В период с января 2023 года по октябрь в работу введено 190 ГВт генерирующих мощностей на основе возобновляемых источников. Это на 90,8 % выше, чем за аналогичный отрезок прошлого года. Лидером предсказуемо стала солнечная энергетика (142 ГВт). За ней идут ветроэнергетика (37,3 ГВт), гидроэлектростанции (8,4 ГВт) и установки на биомассе (2,3 ГВт). Всё это вместе составило 76,4 % в общей структуре электрогенерации в Китае, включая ввод в строй новых АЭС, а также угольных и газовых электростанций.

Добиться столь впечатляющих успехов Китаю помогло наличие собственной сырьевой и производственной базы. По данным Геологической службы США, на долю Китая в 2022 году приходилось 68 % глобального производства кремния, 14 % добычи серебра и 9 % добычи меди — основных материалов, которые используются в солнечной и другой энергетике. Немаловажно также, что Китай в 2022 году занял 30 % в глобальной добыче лития и 65 % графита, которые используются в производстве литийионных аккумуляторов. Остальным странам приходится мириться с этим и создавать Китаю проблемы в виде санкций и налоговых барьеров, чтобы выглядеть на его фоне не так бледно.

На каждую тонну надводной части морского ветрогенератора необходимо четыре тонны подводного балласта, что делает такие проекты крайне затратными. Выход предложен в виде плавучих ветрогенераторов пирамидальной конструкции вместо традиционной «вентилятор на палочке». Ранее на этой неделе в США спущен на воду первый прототип такого ветрогенератора, что позволит оценить новшество в реальных условиях.

Источник изображений: T-Omega

Прототип в масштабе 1:16 спущен на воду недалеко от города Нью-Бедфорд в штате Массачусетс. Ранее компания T-Omega, предложившая уникальную конструкцию морского ветрогенератора, провела испытания на плавучесть прототипа в масштабе 1:60. Утверждается, что конструкция сможет выдержать волны высотой до 30 м.

Конечной (или промежуточной) целью компании заявлено строительство 10-МВт ветровой установки высотой 119 м со сторонами 70 м и ротором диаметром 198 м. Ориентировочный вес установки составит от 1200 до 1800 т.

Пирамидальная конструкция опоры на поплавках создаст две точки для поддержки оси ротора вместе с генератором. Две точки опоры для ротора уменьшат нагрузку на подшипники. Благодаря поплавкам и точке крепления якоря на дне конструкция будет самостоятельно разворачиваться по ветру. Для ремонта и обслуживания трапециевидный плавающий генератор можно будет отбуксировать в сухой док, что снизит стоимость обслуживания и исключит необходимость арендовать дорогостоящие плавучие краны.

Похожий проект разрабатывает французская компания Eolink. В сентябре прошлого года она получила инвестиции на сумму около $23 млн от испанской компании Acciona Energy и фирмы по управлению проектами Valorem. На эти деньги будет построен 5-МВт прототип, который к 2024 году должен был пройти проверку на испытательном полигоне SEM-REV в французских водах Атлантического океана. Пока об этом не сообщалось.

Добавим, морские ветрогенераторы обещают оказаться эффективнее прибрежных, поскольку ветра в открытом море, как правило, сильнее. Но в открытом море «вентилятор на палочке» — это практически невозможное решение ввиду больших глубин. Однако для плавучего ветрогенератора трапециевидный конструкции это не проблема. Бросить якорь — это не сваи вбивать. А какая экономия на материале… В идеале от подобных систем ожидают LCoE около $50 за МВт·ч, что очень и очень хорошо.

Группа учёных из Иорданского технического университета им. Аль-Хусейна и Университета Катара смоделировала «солнечную» башню высотой около 200 м, которая смогла бы вырабатывать электроэнергию не только днём, но также и ночью. Вертикально ориентированные турбины в башне будут приводить в движение восходящий и нисходящий потоки воздуха, работая, таким образом, круглосуточно и без выходных.

Источник изображения: ИИ-генерация DALL-E/newatlas.com

Система получила название TTSS (Twin technology solar system) или «солнечная система по двойной технологии». Гигантский коллектор тепличного типа диаметром 250 м будет собирать нагретый воздух с большой территории и выводить его через отверстие в центре диаметром 13,6 м. Поток воздуха, устремившийся в башню высотой 200 м, будет вращать большую турбину в основании трубы.

Источник изображения: Al Hussein Technical University / Qatar University

Вокруг трубы при этом создаётся ряд из 10 сегментированных секций шириной 1,8 м каждая, охватывающий центральную трубу по окружности. В секциях воздух устремляется вниз, поскольку на высоте он будет более холодным, чем внизу. Для ускорения потока в верхней части каждой секции будет распыляться влага в виде тумана, что ещё сильнее охладит воздушные массы. В нижней части каждой секции будет по одной небольшой турбине.

Предложенное решение будет работать не только днём, но также и ночью. На ночь центральная турбина будет отключаться, тогда как за счёт разности температур поток воздуха сверху вниз сохранится.

Моделирование с учётом местных условий показало, что предложенный проект сможет выработать в общей сложности 753 МВт·ч электричества в год. Восходящий поток обеспечит 350 МВт·ч (но только при свете Солнца), а нисходящий в круглосуточной работе выработает около 400 МВт·ч. Остаётся вопрос заметного расхода воды на охлаждение воздуха туманом, поэтому проект будет ограничен в местах установки, хотя предложение обещает оказаться заманчивым для использования в пустынных районах с жарким климатом.

Наконец, архитектура солнечной башни может гармонично сочетаться с арабской культурой, что придаст ей особое очарование, а это дорогого стоит.

Власти Великобритании назвали проект компании Xlinks по созданию трансконтинентального энергомоста национальным, и запретили на своей земле препятствовать его реализации. Проект предусматривает прокладку энергетического подводного кабеля длиной 3800 км из Марокко к южному побережью Великобритании. Если кабель будет проложен, Великобритания закроет до 8 % своих потребностей в электричестве.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 2.2/3DNews

Проект Morocco-U.K. Power Project с полным правом можно будет назвать стройкой века. Его стоимость превысит $25 млрд и может продлиться свыше пяти лет. Разработчик надеется ввести энергомост в эксплуатацию в 2029 году, но эти сроки могут оказаться нереалистичными.

Со стороны европейских государств вопросов к проекту быть не должно. Энергомост будет проложен в прибрежных водах Португалии, северной Испании и юго-западной Франции. К Великобритании он выйдет на юго-западе острова и по широкой дуге обогнёт побережье Бретани и Корнуолла, а затем выйдет на берег в Северном Девоне. Кабеля будет два — каждый мощностью 3,6 ГВт. По каждому из них будет передаваться высоковольтное напряжение постоянного тока (HVDC).

На этом хорошие новости заканчиваются. Компании Xlinks ещё предстоит построить в Марокко солнечные и ветровые электростанции, которые будут поставлять электричество в Великобританию. Всего надо будет создать солнечные и ветровые фермы мощностью до 11,5 ГВт. С властями Марокко договорённости ещё нет, а это сотни квадратных километров земли.

Потенциально проект может быть привлекательным для этой африканской страны с точки зрения занятости населения. Он может создать до 10 тыс. рабочих мест. Однако опыт сходных проектов в Африке показывает, что на работу обычно набирают специалистов из-за рубежа, у которых есть необходимая квалификация. Также надо понимать, что в энергосистему Марокко проект не подаст ни одного ватта энергии. Как при этом будут мотивировать местные власти к соглашению, остаётся только догадываться.

Более того, энергомост будет проходить рядом с территорией военного конфликта в Западной Сахаре. Само соседство с таким регионом не обещает спокойной работы и эксплуатации энергомоста. Наконец, в районе выработки электроэнергии придётся строить огромную батарею ёмкостью 22,5 ГВт·ч и мощностью 5 ГВт.

Основной аргумент разработчика строится на том, что энергомост из Африки даст больше электрической энергии, чем долгострой в виде АЭС Hinkley Point C, чья стоимость преодолела отметку в $40 млрд и продолжает расти с неизвестным итогом. Впрочем, стоимость проекта Morocco-U.K. Power Project также может оказаться выше ожидаемой планки в $25 млрд. И он может легко затянуться до середины 30-х годов. И это не говоря о технических трудностях, ведь энергомосты такой протяжённости да ещё глубоководные (на глубине 700 м) ещё никто не строил: максимум — это 765 км кабеля HVDC по маршруту Viking Link между энергосистемами Великобритании и Дании, ток по которому должен быть пущен в январе 2024 года.

Во что в итоге выльется проект Morocco-U.K. Power Project британскому налогоплательщику — это загадка, ответ на которую будет получен только после его запуска в эксплуатацию. Но если всё получится, этот кабель может стать началом для создания глобальной подводной распределительной энергосети, как это произошло с информационными каналами, опутавшими всю Землю.

Google сообщила, что в её центр обработки данных в Неваде начала подаваться электрическая энергия с первой в своём роде электростанции. Электричество вырабатывает нагретая до почти 200 ℃ вода, поднятая с глубины свыше 2 км. Чтобы обеспечить непрерывную работу электростанции с номинальной мощностью 3,5 МВт потребовалось пробурить горизонтальные скважины. Уникальный проект позволит создавать подобные установки во многих уголках Земли.

Источник изображения: Google

Проект реализован благодаря двухлетнему сотрудничеству Google и стартапа Fervo Energy. Опыт, необходимый для создания электростанции был перенят у нефтяников, для которых горизонтальная проходка не в новинку. Горизонтальный ствол длиною 990 м с помещённой внутрь обсадной трубой диаметром 17,78 см позволил создать постоянный и равномерный поток нагретой до 191 ℃ воды со скоростью 63 л/с. Обычный вертикальный канал был бы достаточен для обеспечения объектов теплом, чем практически сегодня и занимается геотермальная индустрия. До реализации проекта Google и Fervo о выработке электрической энергии из геотермальных источников никто всерьёз не думал.

Google показала, что проект рабочий и его можно тиражировать. Ранее компания Fervo заявляла, что в случае успеха намерена построить в штате Юта на порядок или даже более масштабную геотермальную электростанцию. Этот проект предусматривает обеспечение чистой энергией четверть жителей штата или около 300 тыс. домохозяйств.

Схема бурения скважин в проекте. Источник изображения: Fervo Energy.

Вдоль горизонтального канала с трубой проложены оптоволоконные кабели, которые служат датчиками потока, измеряют температуру и динамику прохода воды. Слежение за параметрами скважины ведётся в непрерывном круглосуточном режиме. Энергия от выработки также подаётся в стабильном режиме 24/7 в любое время года вне зависимости от погоды. Она может стать весомым дополнением к солнечной и ветровой энергетике, сглаживая пики потребления и прерывистый характер этих возобновляемых источников.

Созданный на базе Делфтского технологического университета стартап Kitepower Hawk предлагает мобильные аккумуляторы с подзарядкой от воздушных змеев. Система поставляется в стандартном транспортном контейнере и содержит литиевые аккумуляторы ёмкостью 400 кВт·ч. Установка обещает найти применение в отдалённых районах, на островах и как временное решение на месте проведения работ. О цене не сообщается, но заказать уже можно.

Источник изображений: Kitepower Hawk

Площадь воздушного змея Kitepower Hawk, или, скорее, парашюта типа крыло составляет 40–60 м². Трос компании Dyneema одним концом намотан на вал генератора, а вторым прикреплён к специальной нагрузке, которую поднимает змей. Блок полезной нагрузки управляет полётом змея и контролирует угол подъёма, тангаж и рысканье. Система позволяет управлять полётом автоматически днём и ночью в широком диапазоне силы ветра, как на низких, так и на больших высотах. Как утверждают разработчики, Kitepower Hawk добывает энергию из силы ветра намного эффективнее обычных ветрогенераторов.

В процессе подъёма на высоту змей создаёт электрическую мощность до 40 кВт. На его подтягивание до уровня земли уходит до 10 кВт энергии. Тем самым в процессе работы 80 % времени уходит на режим заряда, заявляют в компании. Выдаваемая контейнером пиковая мощность достигает 330 кВт. Когда аккумуляторы модуля разряжаются, воздушный змей снаряжается к полёту и заряжает аккумуляторы.

«Система является идеальным решением для небольших предприятий в сельском хозяйстве и строительстве, которые ищут устойчивый способ получения электроэнергии, — говорит генеральный директор компании Йоханнес Пешель (Johannes Peschel). — Система проста в установке, может работать днём и ночью и отличается высокой эффективностью».

На днях в Вене на Международном форуме по энергетике и климату британская компания Global OTEC заявила, что первый коммерческий генератор для выработки электричества на разнице температур воды в океане начнёт работать в 2025 году. Баржа Dominique с генератором мощностью 1,5 МВт будет круглогодично обеспечивать электричеством островное государство Сан-Томе и Принсипи, чем покроет примерно 17 % потребности страны по электричеству.

Источник изображения: Global OTEC

Идея вырабатывать электроэнергию на разнице температур воды в океане не нова. Впервые эксперимент был поставлен в 1881 году (142 года назад). В 1930 году на Кубе построили OTEC-установку (ocean thermal energy conversion) мощностью 22 кВт. Но не всё было гладко. Проблема со всеми ранними установками была в том, что подавляющее большинство вырабатываемой такими установками электроэнергии шло на работу насосов, которые поднимали холодную воду на поверхность с глубины в несколько сотен метров.

Температура воды на глубине 800 м в экваториальных водах примерно 4 °C. На поверхности вода не ниже 25 °C. В турбинном генераторе с замкнутым контуром используется хладагент, который закипает в данном диапазоне, например, аммиак. Проделав свою работу, хладагент конденсируется под воздействием поднятой с глубины холодной воды и вновь превращается в пар в контуре с водой с поверхности океана. С одной стороны, всё просто, но инфраструктура такой электростанции очень дорогая.

Для подъёма холодной воды с глубины труба должна быть теплоизолирована. Баржа должна быть надёжно закреплена на месте, чтобы не нарушилась целостность заборных труб, а в тропических водах шторма — обычное явление. Ориентировочная стоимость 5-10-МВт плавучей электростанции может составить от $200-300 млн, что большинству островных государств не по карману. И это уже похоронило несколько таких проектов.

Как утверждают представители Global OTEC, совместное коммерческо-государственное партнёрство произвело все необходимые экономические, социальные и другие обоснования, и это приведёт к развёртыванию первой коммерческой OTEC-электростанции в 2025 году. Вырабатываемое первыми баржами Dominique электричество будет недешёвое: от $150 до $300 за МВт·ч. Однако оно будет вырабатываться в непрерывном режиме с номинальной мощностью круглогодично и может стать буфером для прерывистой солнечной или ветряной электрогенерации. Впоследствии стоимость будет снижена до $50 за МВт·ч, а будет это или нет, мы узнаем через два года.

Французская компания Segula Technologies установила на крышу коммерческого здания в муниципалитете Анже-ан-Сантер десять гибридных солнечно-ветряных генераторов, которые круглый год будут обеспечивать подачу и распределение энергии в сооружении. Одна такая установка включает ветряной генератор мощностью 1500 Вт и два солнечных модуля мощностью 800 Вт каждый, а также индивидуальные аккумуляторы и систему распределения, что делает её умной.

Шуточное представление гибридного солнечно-ветрового генератора. Источник изображения: Wind my Roof

Гибридные генераторы спроектировала и изготовила компания Wind my Roof. Согласно расчётам, каждая установка будет способна за один год работы выработать до 2000 кВт·ч энергии от ветра, и до 800 кВт·ч энергии от солнца. На крыше один гибридный генератор занимает площадь 4 м². Его размеры составляют 2,1 × 1,6 × 2 м.

Генераторы надёжны и способны выдерживать скорость ветра до 50 м/с. При этом они работают якобы бесшумно, в чём ещё надо убедиться. Ведь шум от ветрогенераторов — это одна из причин запрета их эксплуатации в жилой застройке. Кстати, они не рассчитаны на сильное похолодание и выдерживают снижение температуры только до -15 °C.

Если верить компании Wind my Roof, до работы в Анже-ан-Сантер она установила восемь установок на крыше здания в Руане (Нормандия). Позже во Франции она реализует ещё четыре проекта, что произойдёт до конца текущего года. Компания также работает над установкой «ветряных коробок» в Бельгии, Люксембурге и Германии.

Международное энергетическое агентство опубликовало свежий прогноз по темпам потребления в мире угля, нефти и газа до 2030 года. Установлено, что пик глобального спроса на эти ископаемые ресурсы придётся на конец текущего десятилетия с последующим выходом на ровные показатели в течение десятилетий. Этот прогноз конфликтует с прогнозом ОПЕК, ожидающей роста спроса на газ и нефть до 2045 года.

Источник изображения: Pixabay

«Переход на экологически чистую энергию происходит во всем мире, и его невозможно остановить, — заявил Фатих Бироль (Fatih Birol), исполнительный директор Международного энергетического агентства. — Это не вопрос "если", это вопрос "как скоро" — и чем скорее, тем лучше для всех нас».

Аналитики агентства подчёркивают, что нынешний энергетический кризис в корне отличается от нефтяного кризиса 70-х. Тогда не было альтернатив — солнечной и ветряной энергетики, электромобилей и практики удалённой работы. Сегодня всё это есть и последствия кризиса будут преодолеваться с меньшими издержками, несмотря на разгорающийся новый конфликт на Ближнем Востоке в дополнение к кризису в Европе.

ОПЕК считает опасным давать призрачную надежду на возобновляемую энергетику. Это выльется в недофинансирование нефте- и газодобычи и приведёт к энергетическому хаосу. В агентстве согласны, что потребность в нефти, угле и газе не исчезнет в одночасье. Но трансформация рынков и сознания уже началась и выход спроса на ископаемые ресурсы для энергетики на плато уже к 2030 году — это реальность. После этого развитые станы начнут сокращать потребление ископаемых ресурсов, а развивающие будут увеличивать спрос, но не выше среднего показателя в глобальном масштабе.

Согласно проведенному анализу, к 2030 году на дорогах может появиться в 10 раз больше электромобилей, чем сегодня, а возобновляемые источники энергии, такие как солнце, ветер и гидроэнергия, смогут обеспечивать 50 % мировой электроэнергии по сравнению с 30 % сегодня. Тепловые насосы и другие электрические системы отопления могут превзойти отопление от сжигания газа и мазута. Глобальные инвестиции в морские ветряные электростанции могут превысить инвестиции в угольные и газовые электростанции.

Если всё это произойдет, то в ближайшие три десятилетия спрос на нефть и газ, скорее всего, будет находиться на плато, несколько превышающем сегодняшний уровень, увеличиваясь в развивающихся странах и сокращаясь в странах с развитой экономикой. Спрос на уголь, самое грязное из ископаемых видов топлива, начнёт снижаться, хотя и может колебаться из года в год, если, например, угольные электростанции будут вынуждены работать чаще во время аномальной жары или засухи.

Крупнейшие американские нефтегазодобывающие компании почему-то не воспринимают прогноз агентства всерьёз. В последние месяцы в США они скупают мелких добытчиков, явно ожидая роста спроса на нефтепродукты. Так, в понедельник компания Chevron объявила о планах покупки компании Hess за $53 млрд, что произошло всего через две недели после того, как Exxon Mobil заявила о намерении приобрести Pioneer Natural Resources за $59,5 млрд. В результате обеих сделок нефтяные гиганты приобрели крупные запасы сланцевой нефти в таких регионах, как Техас и Северная Дакота.

В своём почти 400-страничном докладе аналитики Международного энергетического агентства тщательно объяснили пагубность подобных решений и порекомендовали нефтедобытчикам узнать нужды и планы рынка возобновляемой энергетики, что должно вернуть их на землю.

«У меня есть мягкое предложение к руководителям нефтяных компаний: они общаются только между собой, — сказал г-н Бирол в интервью. — Им следует поговорить с производителями автомобилей, с производителями тепловых насосов, с производителями возобновляемых источников энергии, с инвесторами — и узнать, каким они все видят будущее энергетики».

«Пик спроса на ископаемое топливо будет значительным, но для достижения наших климатических целей потребуется его резкое сокращение в таких масштабах и темпах, которых мы еще не видели», — резюмировал Бордофф. В противном случае нам не удастся обуздать климатические изменения и это скажется на всём человечестве.

Многолетние эксперименты с запасанием концентрированной энергии Солнца в высокотемпературных аккумуляторах позволили исследователям из Австралии найти интересное решение. Они отказались от традиционной в таких случаях системы на основе расплавов солей в пользу свободно падающей керамической пыли из частиц субмиллиметрового размера, чем сразу повысили температуру накопления с 600 до 800 °C.

Источник изображений: CSIRO

Опытная установка по сбору концентрированной солнечной энергии от отражений около 400 зеркал собрана в Ньюкасле (штат Новый Южный Уэльс) под патронажем Австралийской организации научных и промышленных исследований Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, более известной как CSIRO. Это самая мощная солнечная термальная система в Южном полушарии и единственная в Австралии. Площадка служит для проведения экспериментов и не предназначена для коммерческой эксплуатации.

Четыре сотни зеркал фокусируются на небольшом рабочем объёме аккумулятора энергии наверху башни. Раньше команда исследователей CSIRO подбирала составы солевых растворов, которые плавятся под воздействием сфокусированных солнечных лучей и могут долго сохранять высокую температуру для каких-либо целей, например, для выработки электрической энергии или для прямого использования накопленного тепла.

Максимальная температура для расплавов солей, которой удалось достичь, не превышала 600 °C. Другие теплоносители показывали худший результат, обеспечивая нагрев до 400 °C. Между тем, повышение температуры теплоносителя позволило бы использовать накопленное тепло для целого спектра промышленных процессов вплоть до плавления металлов, что дало бы надежду когда-нибудь отказаться от сжигания ископаемых ресурсов для обеспечения энергоёмких производств.

Поэтому специалисты CSIRO перешли на эксперименты с керамическими теплоносителями, температура которых способна достигать 1000 °C. И не зря: было найдено решение, когда свободно падающие под действием земной гравитации и окрашенные в чёрный цвет керамические частицы субмиллиметрового размера пролетают сквозь пронизанное сфокусированными солнечными лучами пространство башни, нагреваясь до высочайших температур. Разогретые таким образом частички скапливаются в нижнем отсеке башни, где размещаются теплообменники. Частички держат нагрев в течение 15 часов и могут быть использованы в любой момент в течение этого времени.

В процессе оптимизации работы установки возникла проблема: частички керамики размерами меньше половины миллиметра постепенно опускаются, открывая дорогу солнечным лучам, которые насквозь просвечивают рабочий объём и ничему не передают свою энергию. Чтобы этого не происходило, пришлось создать систему желобов, которые подхватывают падающие частички и повторно распределяют их по рабочему объёму.

В ходе экспериментов удалось создать накопитель тепла с температурой носителя 803 °C. В перспективе разработчики намерены поднять эту температуру до 1000 °C.

Внезапно выяснилось, что солнечная энергетика может серьёзно пострадать от такого редкого, но обычного явления, как солнечное затмение. Согласно прогнозам, ближайшее солнечное затмение 14 октября обрушит суточную солнечную генерацию в отдельных штатах США как минимум на 17 %. И чем больше потребители будут полагаться на солнечную энергетику, тем больше будет масштаб проблем от массовых отключений энергосистем до порчи оборудования.

Источник изображения: Pixabay

Современные средства слежения и прогнозирования солнечной активности позволяют заблаговременно подготовиться к затмениям, отрегулировав баланс потребления и генерации в энергосистеме. Это необходимо и важно, поскольку микроменеджмент даёт возможность избегать перебоев в поставке электроэнергии даже на грани балансирования энергосистемы, которое становится обычным, если система начинает опираться на возобновляемые источники энергии. Умные распределительные сети и спутниковые данные в комплексе способны предотвращать проблемы с поставкой энергии.

Источник изображений: Solcast

Свежие данные компании Solcast, которая входит в структуру сертификационной и консалтинговой компании DNV, заставляют ожидать 14 октября потери суточной солнечной генерации до 17 % в некоторых штатах США. Сильнее всего пострадает Техас, где при этом развёрнуты значительные солнечные мощности: 13,046 ГВт из 80,368 ГВт общей паспортной мощности крупномасштабных солнечных фотоэлектрических установок в США. В целом же солнечное затмение, так или иначе, затронет 40,756 ГВт действующих крупномасштабных солнечных активов в США. И при этом, заметим, затмение не будет полным — Луна закроет солнечный диск частично.

Сильнее всего от затмения 14 октября пострадает Центральная Америка, где солнечная активность снизится на 20 %. В Техасе и странах Центральной Америки, например, Мексике, период затмения совпадёт с самыми продуктивными дневными часами, когда обычно генерация максимальная. Там где затмение будет происходить в утренние и вечерние часы — в более северных штатах США и в странах Южной Америки, падение суточной генерации будет меньше.

К счастью, пик затмения длится секунды, хотя весь процесс достигает трёх часов. Тем не менее, даже этого времени будет достаточно, чтобы в отдельных местах могли возникнуть заметные проблемы с энергоснабжением.

Шансы на скорейший отказ от ископаемых источников энергии достаточно высоки, завили немецкие климатологи после изучения динамики цен на киловатт возобновляемой энергии и батареи. Об этом сказано в свежей научной публикации Берлинского климатического института Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC), в которой сообщается о почти 90 % снижении цен за последние 10 лет как на солнечную энергию, так и на её накопители.

Источник изображения: Pixabay

«Некоторые расчеты даже позволяют предположить, что всё мировое энергопотребление в 2050 году может быть полностью и с минимальными затратами покрыто за счёт солнечных технологий и других возобновляемых источников энергии», — сообщает Феликс Кройтциг (Felix Creutzig), руководитель рабочей группы MCC по землепользованию, инфраструктуре и транспорту и ведущий автор исследования.

Учёные уточнили, что за последнее десятилетие стоимость солнечной энергии снизилась на 87 %, а стоимость аккумуляторных батарей — на 85 %. По мнению авторов исследования, такое снижение цен может сделать глобальный энергетический переход гораздо более жизнеспособным и дешёвым, чем предполагалось ранее. По крайней мере, такое будущее возможно, но оно потребует определённых усилий со стороны политиков и общества.

Научно-технический прогресс в технологиях производства возобновляемой энергии — рост КПД солнечной ячеек, увеличение их надёжности и снижение стоимости производства, а также массовое производство литиевых батарей на фоне также их массового производства для электромобилей привело к тому, что «зелёное» энергетическое оборудование стало более доступным для населения и компаний. Этому также способствовали льготы и субсидии со стороны местных властей.

В совокупности создаются условия для более быстрого снижения стоимости фотопанелей и батарей. Например, по сравнению с анализом двухгодичной давности, прогноз сокращения ценовой надбавки на аккумуляторы в 2030 году снижен со 100 % до 28 %.

Всё вместе позволяет строить новые модели для глобального энергетического перехода. Эти модели начнут проявлять себя в ближайшие годы и это может открыть неожиданный и более быстрый путь к углеродной нейтральности, построенной на экономике на основе возобновляемых источников энергии.

«Новые сценарные модели, некоторые из которых уже начинают изучаться, в обозримом будущем, вероятно, продемонстрируют, что глобальный климатический переход может оказаться не таким дорогим, как предполагалось ранее, и даже экономичным — при условии, что им наконец-то займутся», — резюмируют авторы работы, опубликованной в журнале Energy Research & Social Science.

Международное энергетическое агентство (МЭА) опубликовало новые планы для достижения углеродной нейтральности к 2050 году. Агентство больше не делает ставку на непроверенные технологические решения в виде широкого использования водородного топлива и улавливания углекислого газа. Вместо них эксперты рекомендуют умножить усилия по переходу на возобновляемую энергетику и ускорить отказ от сжигания ископаемых ресурсов.

Источник изображения: Hugo Herrera / The Verge

Согласно представленным в 2021 году планам МЭА, чтобы удержать рост средней температуры на Земле на уровне 1,5 °C от доиндустриального уровня, необходимо отказаться от инвестиций в новые проекты по добыче и использованию ископаемого топлива. Среди ряда шагов для достижения углеродной нейтральности к 2050 году, наряду с переходом на возобновляемые источники энергии рекомендовалось переходить на водородное топливо и создавать системы для улавливания углекислого газа в процессах производства.

За прошедшие с момента публикации плана два года планета нагрелась на 1,2 °C и обещает нагреться к 2050 году выше критического уровня в 1,5 °C, установленного Парижским соглашением по климату. За это же время водородные технологии и перспективные решения по улавливанию углерода показали себя малоперспективными и не способными развиться до зрелого уровня. Стало очевидно, что в краткосрочной и среднесрочной перспективе они не смогут спасти Землю от глобального потепления и делать ставку на них больше нельзя. И если до этого МЭА ожидало от новых технологий сокращения выбросов до 50 %, то теперь ожидания снижены до 35 %.

Так, в докладе сказано, что «производство водорода является скорее климатической проблемой, чем решением климатических проблем». Водород, напомним, должен снизить выбросы тяжёлого транспорта, который загрязняет атмосферу наиболее сильно — это авиация, судоходство, железнодорожный транспорт и грузовики. Для производства водорода в основном в мире используется природный газ, что ведёт также к росту выбросов в атмосферу парниковых газов.

Благие намерения уничтожаются современными технологиями производства водорода. Пока это не изменится, экологическая польза водородного топлива достаточно сомнительна и эксперты решили это признать. Поэтому в новых планах МЭА прогноз по доле большегрузного автомобильного транспорта на топливных ячейках на дорогах в 2050 году снижен по сравнению с планами 2021 года на 40 %.

Аналогичным образом на 40 % снижены предсказания по улавливанию выбросов углерода при производстве энергии. «До сих пор история [улавливания углерода] была в основном историей неоправдавшихся ожиданий», — сказано в новом докладе МЭА. Министерство энергетики США (DOE) потратило сотни миллионов долларов на неудачные проекты по улавливанию углерода в основном из-за «факторов, влияющих на их экономическую жизнеспособность», как было сказано в одном из отчётов федерального регулятора.

«Извлечение углерода из атмосферы обходится очень дорого. Мы должны сделать всё возможное для того, чтобы перестать выбрасывать его в атмосферу», — заявил в пресс-релизе исполнительный директор МЭА Фатих Бироль. Эти технологии могут быть использованы лишь в критических случаях, когда не будет другого выхода.

Вместо непроверенных технологий МЭА рекомендует утроить мощности возобновляемых источников энергии в мире, чтобы в первую очередь прекратить генерировать загрязнение, приводящее к потеплению планеты. Расходы на экологически чистую энергетику должны увеличиться более чем в два раза: с $1,8 трлн в этом году до $4,5 трлн к началу следующего десятилетия. Энергоэффективность также должна удвоиться в те же сроки, а наиболее богатые страны мира должны достичь нулевого уровня выбросов за несколько лет до достижения глобальной цели в 2050 году.

Будет ли услышан голос экспертов? В США активно осваивают бюджетные средства на технологии улавливания углекислого газа из атмосферы и газов, сопутствующих производству. В России также готовы следовать этому курсу, и уже оценили потенциал ресурсов для хранения CO₂ из промышленных источников, к чему подталкивает введение климатических налогов на выбросы.

Являясь участником инициативы RE100, тайваньская компания TSMC взяла на себя определённые обязательства по переходу на использование энергии из возобновляемых источников и достижению углеродной нейтральности. Недавно компания объявила о готовности ускорить этот процесс, перейдя на использование энергии только из возобновляемых источников к 2040 году, на десять лет раньше первоначального срока.

Источник изображения: TSMC

Соответственно, подверглась корректировке и цель, привязанная к 2030 году. Теперь к концу текущего десятилетия TSMC рассчитывает использовать 60 % энергии из возобновляемых источников вместо прежних 40 %. При этом цель по переходу к углеродной нейтральности не подвергалась корректировке, компания по-прежнему рассчитывает достичь её только к 2050 году. По словам председателя совета директоров Марка Лю (Mark Liu), «TSMC глубоко осознаёт свою ключевую позицию в мировой полупроводниковой промышленности и собственное влияние на различные отрасли экономики», а потому располагает в основе своей политики управления принцип «зелёного» производства.

Крупнейший клиент TSMC в лице Apple мог оказать влияние на руководство TSMC в ускорении темпов перехода к использованию лишь энергии из возобновляемых источников. Поставщик iPhone все свои изделия намеревается сделать «углеродно нейтральными» к 2030 году, и в достижении этой цели серьёзно зависит от своих подрядчиков, одним из которых как раз является TSMC. Сотни партнёров Apple уже подтвердили свою готовность перейти к 2030 году на использование энергии лишь из возобновляемых источников.

Непосредственно для TSMC движение к этой цели усложняется тем, что основная часть её производственных мощностей сосредоточена на Тайване, который пока не готов предложить компании достаточное количество источников возобновляемой энергии. Входящая в тройку крупнейших производителей полупроводниковой продукции корейская компания Samsung Electronics тоже является участником инициативы RE100, поэтому проблема такой миграции не уникальна для компаний полупроводниковой отрасли.

Компания Panasonic сообщила, что первой в мире начинает долгосрочные демонстрационные испытания фотоэлектрического стекла на основе перовскита в окнах жилого дома. Испытания в «умном» городе Фудзисава продлятся до конца следующего года. Фотоэлектрические стёкла Panasonic будут вырабатывать электроэнергию и при этом оставаться прозрачными либо тонированными.

Источник изображений: Panasonic

Фотоэлектрические окна защитят от перебоев с поставками электричества, что обычно происходит во время частых в Японии стихийных бедствий, а также обеспечат экологически чистое снабжение энергией жилых помещений и офисов. Представленные компанией стёкла с функцией выработки электроэнергии приблизились к этапу массового производства в 2020 году, когда Panasonic анонсировала эту разработку.

По словам Panasonic, её фотоэлектрические стёкла на основе перовскита обладают самым высоким в мире КПД для солнечных фотоэлементов такого рода, который достигает 17,9 % для элементов площадью более 800 см². По показателю КПД тонкие и лёгкие перовскитные стёкла компании приближаются к кремниевым солнечным панелям, но имеют такие преимущества, как прозрачность и очень малый вес.

На практике будет испытано достаточно небольшая площадь остекления. В экспериментальном доме компания застеклит «фотостёклами» одну лоджию с окнами на юго-восток. Размеры остекления составят 3876 мм в ширину и 950 мм в высоту.

Добавим, фотоэлектрические стёкла Panasonic производятся методом струйной печати с использованием лазеров для гравировки. В этом одно из главных преимуществ перовскитных соединений — они легко растворяются до состояния чернил для промышленных струйных принтеров. А струйное производство дешевле, доступнее и чище традиционных техпроцессов с травлением, которое сопровождает обработку кремниевых подложек для обычных фотопанелей.