Освещать и отапливать наши дома за счет энергии Солнца и ветра – реально. Почему мы этого не делаем?
Недавно знаменитый американский изобретатель и инвестор Илон Маск представил супер-производительные литий-ионных аккумулятор для дома Powerwall. Он утверждает, что его новое детище перевернет мир, поскольку откроет зеленый свет альтернативной энергетике. Ведь проблема упиралась в то, что электричество, произведенное солнечной батареей или ветрогенератором невозможно было хранить. В отличии от нефти и газа. А теперь – милое дело! Применима ли эта схема в условиях России? Можем ли мы питать, освещать и отапливать наши дома только с помощью энергии солнца и силы ветра? И при этом ни копейки не платить энергетическим компаниям? На эту тему мы поговорили с со специалистом по альтернативной энергетике профессором Сколковского института науки и технологий (Сколтех) Александром Устиновым.
ПРИВЕТ ОТ «Ё-МОБИЛЯ»!
– Я бы не назвал системы Маска прорывными, – говорит Устинов. – Похожие энергетические комплексы совершенно спокойно работают в России, их строит компания РАО Энергетические Системы Востока на Дальнем Востоке и в Якутии. Речь правда идет не об индивидуальном жилье, а о целых поселках. Дело в том, что в этих регионах много изолированных поселений, где живет небольшое количество человек. Если от электростанции тянуть туда линию на несколько сотен километров, то потери в этой линии будут неоправданно большие. Поэтому там активно строятся солнечные, ветряные электростанции в совокупности с аккумуляторами. Благо погодные условия там более подходящие для этого, в отличии от Средней полосы России.
РЕКЛАМА
– А в чем же ноу-хау американцев?
– Здесь стоит вспомнить об историческом развитии бизнеса Илона Маска. Одним из его детищ являлся электромобиль «Тесла». И у меня есть подспудное ощущение, что это направление оказалось не таким перспективным, как полагали. Все же запас хода у электромобиля небольшой, если сравнивать с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. И Маск стал искать дополнительные сферы, в которых он смог бы применить разработанные для электрокаров аккумуляторы. Логичным продолжением является применение этих аккумуляторов для домохозяйств.
Профессор «Сколтеха» Александр Устинов.
– Каков хитрец!
– Я об этом говорю, потому что мне сразу вспомнился проект «Ё-мобиля». Казалось бы, он почил в бозе, но все равно были сделаны определенные инвестиции. В частности, создано производство суперконденсаторов. Мы в «Сколтехе» планируем использовать суперконденсаторы наряду с литий-ионными аккумуляторами как накопители при создании своей экспериментальной энергетической установки. А что касается литий-ионных аккумуляторов, то в этой области работает огромное количество фирм. РОСНАНО несколько лет назад построило в Новосибирске целый завод «Лиотех». Их аккумуляторы как раз стоят в поселках на Дальнем Востоке, о которых я упоминал. Почему мы слышим только про Маска? Это вопрос пиара.
САМ СЕБЕ ЧУБАЙС
– Значит ничего нового Маск не изобрел?
– Его преимущество в том, что он предлагает уже готовое «коробочное» решение. Вы заказали оборудование, получили коробку, распаковали и оно у вас работает. А если вы в России захотите в свой коттедж установить независимую систему энергообеспечения, то вам придется в четыре разные фирмы обратиться. У одних аккумулятор, у других солнечные панели, у третьих систему управления и т.д.
– Если у нас в Якутии целые поселки живут за счет альтернативных источников, то почему бы в остальных регионах страны не пересесть с нефтяной на солнечную «иглу»?
– Даже в обеспеченной Европе этот рынок удалось запустить благодаря субсидиям государства. В Германии человек сначала за свои деньги устанавливал подобную систему дома, потом в конце года подавал налоговую декларацию и деньги ему возвращались. Пока действовал такой механизм, все очень хорошо работало. Несколько лет назад это субсидирование было отменено, и картина резко изменилась. Многие немецкие фирмы, которые производили подобные системы, просто обанкротились. Кстати, есть и еще один нюанс: в Германии аккумуляторы Маска вообще не нужны. Там аккумулятором выступает… сеть. Владельцы солнечных батарей не имеют права пользоваться своим электричеством: они обязаны продавать его в сеть. А потом покупать по более низкому тарифу.
– У немцев был дополнительный стимул: они после аварии на Фукусиме отказались от атомных электростанций…
– Это чуть раньше началось на волне заботы об экологии. В Германии же до сих пор основу энергетики составляет уголь – где-то 45 процентов. Немцы за счет альтернативных источников стараются от угля уйти (в хороший летний день солнечные батареи дают уже более 50 процентов суточного потребления страны – авт.) Но там режим такой экономии действует, который нам и не снился. У них понятия центрального горячего водоснабжения в принципе нет.
СКОЛЬКО СТОИТ СОЛНЕЧНЫЙ КИЛОВАТТ
– Практический вопрос: какая площадь солнечной батареи должна быть, чтобы обеспечить в Подмосковье коттедж в 200 квадратных метров?
– Это очень сильно зависит от вашего энергопотребления, то есть какие устройства вы включаете.
– Возьмем стандартный случай. Обычная семья: родители и двое детей. Что там у них: холодильник, чайник, микроволновка, телевизор, компьютер, стиральная машинка, котел… Ну, 10 киловатт.
– Один квадратный метр солнечных батарей на наших широтах дает от 0,3 до 0,5 кВт. Значит площадь батарей где-то 40 квадратных метров. В принципе крыши может хватить, для того чтобы полностью себя обеспечивать. Но тут нужна система управления, чтобы различные приборы не вступали друг с другом в конфликт. Мы как раз такую энергетическую систему разрабатываем у себя в Сколтехе. У нас есть два варианта: для индивидуального пользования и большая установка (мини-сеть) В ее состав будут входит ветряк российского производства, солнечные панели, гидро- и водородная установки. Плюс интеллектуальная система управления. Думаю, к концу года уже сможем предложить функциональные образцы.
– А можно сопоставить сколько стоит киловатт из «розетки» и от солнечной батареи?
– Это зависит от региона. В Штатах в местах с большим количеством Солнца удалось снизить стоимость киловатта с одного доллара до 7 центов, это около 4 рублей. В наших условиях это будет дороже. Но все зависит от региона. В южных областях – Сочи, Ростов, Волгоград, уровень инсоляции (облучения поверхности солнцем) высокий. Там привлекательность использования солнечных батарей выше. В Центральной России заметно ниже (см. схему).
Фото: Алексей СТЕФАНОВ
КОГДА ЭТО ОКУПИТСЯ?
– Значит пока по-прежнему проще питаться электричеством из сети?
– Пока да. Дешевый газ и электричество из розетки сдерживают развитие альтернативных систем в России. Даже на Западе такие установки выбирают не из соображений экономии, а скорее заботясь об окружающей среде. В российских условиях солнце и ветер лучше использовать во взаимодействии с общественной электросетью. Для начала можно «поручить» солнечным батареям, например, только освещение дома и участка.
– А мы уже хотели обрезать все провода, размечтались о независимости и автономной энергетике. Жаль, что в Подмосковье это невозможно.
– Почему? В принципе возможно. Если вкупе с солнечными панелями вы будете топить зимой дровами или газом…
– Как-то хлопотно получается. А вы бы у себя какую систему поставили?
– Я бы не делал ставку на что-то одно. На крышу бы поставил солнечные панели, смонтировал бы мачту с ветряком, а в землю бы закопал тепловой насос. Он работает за счет тепла Земли. Тогда ваш дом станет полностью автономным.
– Но это какой бюджет нужен! Один тепловой насос чего стоит! Жизни не хватит, чтобы эти расходы окупились.
– Китайский аппарат на 6 кВт потянет на 250 тысяч рублей. Плюс установка тысяч 700, поскольку надо выкопать колодец в несколько десятков метров. Согласен, пока это удовольствие для фанатов «зеленых» технологий. С окупаемостью тут большой вопрос. Но со временем, уверен, мы полностью будем осуществлять энергоснабжение за счет возобновляемых источников.
А В ЭТО ВРЕМЯ…
Жорес Алферов: «Светить и никаких гвоздей!»
Нобелевский лауреат-2000 заявил, что будущее человечества за солнечной энергетикой.
Эту лекцию Жорес Алферов прочитал 26 июня 2015 на форуме «Наука и общество. Наноструктуры: физика и технологии». Его выступление оказалось очень созвучно теме нашего материала. Вот только несколько цитат.
– Каменный век закончился не потому, что наступил дефицит камня, и век нефти закончится не из-за дефицита нефти… Просто появились новые технологии. Сегодня способ преобразования солнечной энергии достиг уровня, когда он начинает экономически конкурировать с существующими типами производства электроэнергии (в том числе и с АЭС).
– Теоретическая эффективность преобразования солнечной энергии… может достигать 86%. Сегодня используются кремниевые солнечные батареи, у которых рекорд КПД составляет 25% в лаборатории и 18% в массовом производстве, но и это уже очень выгодно.
– Для сравнения, пиковая мощность всех электростанций России составляет примерно 200 ГВт, а суммарная мощность всех установленных в мире солнечных батарей сегодня составляет 187 ГВт. Согласно прогнозам, к 2020 году она составит 500-540 Гвт…. С моей точки зрения, к середине столетия солнечная энергетика будет составлять заметную часть, десятки процентов производства электроэнергии в мире.
Ярослав Коробатов
Источник: msk.kp.ru