С интернетом не разобрались, а…

Никто не спорит, Томас Эдисон был наделен великим даром. Но то, что он смог предвидеть развитие технологий на целый век вперед, вызывает священный трепет не только у американцев.

Никто не спорит, Томас Эдисон был наделен великим даром. Но то, что он смог предвидеть развитие технологий на целый век вперед, вызывает священный трепет не только у американцев. В 1882 году, строя свою первую тепловую электростанцию неподалеку от Уолл-стрит, Эдисон считал, что лучше всего, если источники энергии будут небольшими и будут располагаться поблизости от тех, кому нужна энергия. Прошло столетие, и теперь становится ясно, как прав был изобретатель.

Век уходящий явно страдал мегаломанией: в числе прочих «чудес света» возводились все более и более мощные электростанции - тепловые, гидравлические, атомные. Трансконтинентальные высоковольтные линии, эти ненасытные «черные дыры», поглощавшие ощутимую долю передаваемой энергии, требовали для постройки и обслуживания ресурсов целых государств. Но мода меняется, звучат речи о революции в производстве электроэнергии, о переходе к независимым источникам адекватной мощности.

Есть несколько причин такого поворота событий. Во-первых, идет либерализация рынков, ранее полностью пребывавших под контролем государств. Например, почти половина Северо-Американских штатов ныне упраздняет монополии в производстве и поставке электроэнергии. В 1999 году Евросоюз принял директиву, требующую освобождения закрытых внутренних рынков электроэнергии. Немало развивающихся стран, от Индии до Аргентины, заняты дерегуляцией и приватизацией энергетики.

Небольшие местные станции - самый простой способ создания новых рынков. Даже если доставка топлива на станцию обойдется дороже, на стоимости производимой энергии не скажутся потери при ее передаче на большие расстояния. Дополнительное, немыслимое при централизованном энергоснабжении достоинство малых станций: выделяемое в процессе работы тепло может расходоваться, например, для отопления домов, теплиц, бассейнов и пр. Итак, производство энергии на местах оказывается экономически целесообразным.

Вторая причина - забота об экологии. Все более строгие меры по пресечению загрязнения среды, принимаемые в развитых странах, делают все менее привлекательными станции, сжигающие уголь. В то же время в США до сих пор более половины электроэнергии производится именно такими станциями, поскольку энергетика страны закладывалась давно. Но в один прекрасный момент такое положение дел придется резко и болезненно менять. Европа даже активнее, чем США, стремится перейти к источникам «чистой» энергии. И микрогенераторы в этом плане очень хороши. Самые «нечистоплотные» из них сжигают природный газ - не слишком опасный продукт в смысле загрязнения среды. Другие небольшие электростанции могут быть солнечными, водородными - просто восторг для любого «зеленого»!

Наконец, третье обстоятельство. Использование небольших локальных станций решит задачу стабильной непрерывной подачи энергии, что более чем актуально, например, для США, поскольку сбои в энергоснабжении становятся там обыденностью. (Оказывается, это проблемы не только нашего Дальнего Востока.)

Указанные причины полностью объясняют потребность в небольших, чистых, надежных и (хорошо бы!) недорогих электростанциях. И такие решения уже появляются, подкрепляемые все возрастающим потоком венчурных инвестиций (в США: 1999 год - более 400 млн. долларов, 2000 год - 800 млн. долларов) и вдохновляемые прогнозами, что через десятилетие рынок микроэлектростанций достигнет объема 60 млрд. долларов.

Какие же технологии малых электростанций можно реально рассматривать сегодня? Прежде всего, это, конечно, топливные элементы, о которых я уже писал в своей колонке (см.«КТ» #334 от 11 апреля 2000 года). Разительных открытий в этом направлении с тех пор вроде бы не было. Проблемой же топливных элементов остаются источники недорогого водорода. Над ней и бьются специалисты.

Другая технология - микротурбины - основана на использовании природного газа. Важнейшим преимуществом микротурбин по сравнению с гигантскими турбинами современных электростанций является то, что в них всего лишь одна действительно движущаяся деталь - компрессор, совмещенный с ротором, который вращается со скоростью до 100 тыс. оборотов в минуту.

Отсутствие сложного механизма означает простоту управления и обслуживания микротурбин. Действительно, затраты на обслуживание микротурбины в три раза меньше, чем на дизель-генератор такой же мощности. Проблемой микротурбин является подача смазки в узлы вращения, но и она разрешима.

Небольшая американская компания Capstone Turbine разработала технологию аэроподшипников (air bearings), которая позволяет обходиться вообще без смазки. И если кто-то только исследует микротурбины, то Capstone Turbine их уже продает, по несколько тысяч в год, в диапазоне мощностей от 25 до 500 кВт.

Третий вид перспективных технологий - солнечные электростанции. Подобно топливным элементам (созданным в прототипе еще в 1839 году), фотоэлементы прошли долгий путь, прежде чем стали рассматриваться как основа солнечной энергетики. Достоинства солнечных батарей очевидны: они совершенны, учитывая требования экологии, надежны, а источник энергии, солнечные лучи, абсолютно бесплатен. Проблема в другом: пока 1 кВт солнечной энергии стоит от 22 до 36 центов, что вдвое больше, чем энергия, поставляемая топливными элементами. Правда, лет двадцать назад цена солнечной энергии была в четыре раза больше нынешней, и есть все основания полагать, что она будет и дальше снижаться.

Почему в список перспективных разработок не вошли такие электростанции, как ветряные, приливные, геотермальные и пр. и пр.? Потому, что здесь речь шла об универсальных решениях. А станции перечисленных типов в значительной мере привязаны к условиям среды и поэтому не могут стать массовыми. Хотя, безусловно, и им найдется место в новом энергетическом хозяйстве человечества.

Со временем микроэлектростанции полностью изменят концепцию и структуру сети энергоснабжения нашей планеты. Добавив чуточку «интеллекта» каждой из них, можно не только экономить на локальном потреблении энергии, но и получить нечто большее. Если такие станционные процессоры (независимо от технологии получения энергии) смогут взаимодействовать друг с другом, то можно будет создавать энергетические микросети (microgrids). Таким образом, появится энергетический рынок совершенно нового типа - онлайновый, подобный информационному рынку нашего времени. А потребители сами смогут выбирать поставщика энергии, может быть, даже «виртуального», то есть оперирующего на уровне сети энергетических сайтов.

Собственно, первые шаги в этом направлении уже делаются. Гигантская промышленная группа ABB, изготовитель (в числе многого другого) энергооборудования, готовится разворачивать микросети в следующем году - и в Европе, и в Северной Америке. Будущее, как обычно, застигает нас врасплох.

[i37316]