Мировая энергетика в трендах: как будет развиваться отрасль
По оценкам экспертов, 2022 год стал рекордным по масштабам перехода к возобновляемым источникам энергии. И этот тренд никуда не пропадет. Основные тенденции отрасли, которые, по мнению аналитиков, будут актуальны еще не один год — в обзоре «Моей энергии».
Ориентир на углеродную нейтральность
Благодаря крупным инвестициям в технологии возобновляемых источников энергии (ВИЭ) мировая энергетика сделала существенный шаг в переходе к низкоуглеродной экономике. Более того, чтобы уменьшить выбросы CO2, энергетические компании всерьез занимаются технологиями улавливания и хранения углерода (CCS).
Как отмечают эксперты, несмотря на то, что абсорбция CO2 находилась в центре внимания в течение 15 лет, история не получила коммерческого развития. Во многом это было обусловлено отсутствием налоговых стимулов и льгот для предприятий, снижающих выбросы углерода. Однако сейчас ситуация меняется.
После того как компании начали коммерчески подходить к оценке стоимости CCS, в мире сформировалась концепция CCUS. Суть в том, чтобы перепрофилировать утилизацию углерода: использовать его в производстве пластика, бетона или топлива.
Системы хранения энергии
Найти дешевое, эффективное, масштабируемое решение для хранения энергии от ВИЭ — одна из ключевых задач отрасли и мирового научного сообщества.
В лидерах — системы хранения тепловой энергии (Thermal Energy Storage – TES). Они актуальны не только для систем отопления и охлаждения, но также для процессов преобразования тепла в электричество.
Исследуемые сейчас варианты доступного хранения тепла в больших объемах включают бетон, камень, песок или расплавленную соль. Примеры технологий, в которых системы TES используются для производства электроэнергии, включают:
- Перекачиваемое тепло — возобновляемая энергия преобразуется в тепло с помощью теплового насоса, которое затем преобразуется обратно в энергию в тепловом двигателе.
- Концентрированная солнечная энергия (CSP) — излучение сохраняется в виде тепла, которое преобразуется в энергию.
- Модернизированные традиционные котлы — TES устанавливается на существующей электростанции для хранения возобновляемой энергии из сети в виде тепла и обратного преобразования в электроэнергию с использованием установленного парового цикла.
Над этим работают и в России. Специалисты из «МИСиС», Института проблем химической физики РАН, «Сколтеха» и РХТУ им. Д. И. Менделеева создали углеродный композитный материал, пригодный для использования в ванадиевых аккумуляторах повышенной емкости. Полученные пластины для аккумуляторных батарей состоят из углеродного волокна Toray T700, искусственного графита и углерода N220. Они менее подвержены коррозии и просты в изготовлении.
Водород — топливо будущего
Прогнозируя будущее современной энергетики, специалисты обращаются к самому распространенному элементу во Вселенной — водороду. Этот универсальный источник энергии способен заменить многие существующие технологии.
В России планы по развитию ВИЭ включают не только строительство солнечных и ветроэлектростанций, но и внедрение технологий выработки «зеленого» водорода. Его можно использовать как элемент накопления энергии для балансирования графиков выработки солнечных и ветроэлектростанций, так и в качестве топлива для потребителей, пишет ТАСС.
Компания «Роснано» уже прорабатывает пилотный проект по производству «зеленого» водорода, использующего энергию строящейся ветроэлектростанции в Мурманской области. Реализация запланирована на 2024 год. Водород намерены производить на базе щелочного или твердополимерного электролизера. Предполагаемый ежегодный объем производства — не менее 12 тыс. тонн.
Инновации в энергетических системах — задача планетарного значения. По всему миру вопросы сокращении выбросов углекислого газа, CCS, хранения энергии и водородные технологии сейчас на пике научного и коммерческого интереса.