«Энер­гия_к_Хе…м» имен­но так пе­ре­во­дит­ся на бо­га­тый рус­ский язык от­кро­вен­ное и ци­нич­ное на­зва­ние «Power2X». В ши­ро­ком смыс­ле это ком­плекс гран­то­ед­ский про­грамм, пред­на­зна­чен­ных для рас­пи­ла зе­лё­но­го бюд­же­та на темах раз­лич­ных спо­со­бов «со­хра­не­ния энер­гии».

По­че­му эта тема столь по­пу­ляр­на? По­то­му что сколь­ко бы ни был аль­тер­на­тив­но ода­рён по­сле­до­ва­тель ублю­доч­ной де­воч­ки, но рано или позд­но при­хо­дит по­ни­ма­ние, что пре­ры­ви­стая, зе­лё­ная энер­ге­ти­ка даёт много энер­гии, когда она ни­ко­му не нужна и мало энер­гии, когда она нужна. И чем боль­ше доля по­ра­же­ния энер­го­си­сте­мы, тем чаще на­чи­на­ют про­ис­хо­дить такие си­ту­а­ции.

В какой мо­мент оче­ред­ной жерт­ве ЕГЭ при­хо­дит в го­ло­ву мысль, под­ку­па­ю­щая своей но­виз­ной и ори­ги­наль­но­стью – «Ах… вес­ной и осе­нью солн­це ге­не­ри­ру­ет из­бы­ток энер­гии, и па­не­ли при­хо­дит­ся от­клю­чать…. Ну так да­вай­те же из «бес­плат­ной» энер­гии про­из­во­дить во­до­род.»

Оче­ред­ная ста­тья рас­пи­сы­ва­ю­щая как слав­но можно пе­ре­во­дить энер­гию на дерь­мо, то есть из­ви­ня­юсь со­хра­нять Power to X , вышла в дойче велле.

Power-​to-X: The secret to a 100% renewable energy system?

Энер­гия к Хе..м: Сек­рет 100% воз­об­нов­ля­е­мых энер­го­си­стем?

Во всём мире всё боль­ше и боль­ше элек­тро­энер­гии вы­ра­ба­ты­ва­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем  солн­ца и ветра. За по­след­ние де­ся­ти­ле­тия тех­но­ло­гия зна­чи­тель­но про­дви­ну­лась впе­рёд, и цена на воз­об­нов­ля­е­мую энер­гию стре­ми­тель­но па­да­ет.

Но если мы по­смот­рим за пре­де­лы энер­ге­ти­че­ско­го сек­то­ра на общее энер­го­по­треб­ле­ние, то воз­об­нов­ля­е­мые ис­точ­ни­ки энер­гии всё ещё иг­ра­ют незна­чи­тель­ную роль. В ото­пи­тель­ных, транс­порт­ных и про­мыш­лен­ных про­цес­сах все ещё пре­об­ла­да­ют ис­ко­па­е­мые виды топ­ли­ва, и мно­гие из этих си­стем не могут ра­бо­тать на элек­три­че­стве; им нужно топ­ли­во.

Вот где по­яв­ля­ет­ся  power-​to-X (также на­зы­ва­е­мый P2X или PtX). Общий тер­мин, ко­то­рый охва­ты­ва­ет раз­лич­ные про­цес­сы, пре­вра­ща­ю­щие элек­три­че­ство в тепло, во­до­род или син­те­ти­че­ское топ­ли­во, что озна­ча­ет, что всё боль­ше нашей энер­ге­ти­че­ской си­сте­мы может ска­зать про­щай углю, нефти и при­род­но­му газу.

оста­точне «про­ща­вай» - как любят го­во­рить шу­ме­ры по ана­ло­гич­но­му по­во­ду.

Пре­вра­щая энер­гию  в во­до­род

Power-​to-X также может ре­шить ещё одно из самых боль­ших пре­пят­ствий для пе­ре­хо­да на чи­стую энер­гию: хра­не­ние. В на­сто­я­щий мо­мент, на­при­мер, вет­ро­тур­би­ны в се­вер­ной Гер­ма­нии ино­гда вы­ра­ба­ты­ва­ют столь­ко энер­гии, что их необ­хо­ди­мо от­клю­чить от сети, чтобы предот­вра­тить её пе­ре­груз­ку.

Труд­но­сти, свя­зан­ные с хра­не­ни­ем энер­гии от солн­ца и ветра, сдер­жи­ва­ют их раз­вёр­ты­ва­ние.

Вме­сто этого эта из­бы­точ­ная мощ­ность может быть ис­поль­зо­ва­на для рас­щеп­ле­ния воды на кис­ло­род и во­до­род по­сред­ством элек­тро­ли­за. Мало того, что во­до­род может хра­нить­ся для де­фи­цит­ных дней, он может ис­поль­зо­вать­ся для отоп­ле­ния зда­ний, про­из­вод­ства стали или ис­поль­зо­ва­ния в топ­лив­ных эле­мен­тах для гру­зо­вых ав­то­мо­би­лей и судов.

... и во­до­род в топ­ли­во

Когда у вас есть во­до­род, на самом деле воз­мож­но­сти рас­ши­ря­ют­ся. С по­мо­щью про­цес­са, ко­то­рый до­бав­ля­ет уг­ле­кис­лый газ, вы мо­же­те про­из­во­дить син­те­ти­че­ский ке­ро­син, бен­зин или ди­зель­ное топ­ли­во. «Энер­гия в жид­кость», как это из­вест­но, также может быть ис­поль­зо­ва­на для про­из­вод­ства раз­лич­ных хи­ми­че­ских ве­ществ.

В самой тех­но­ло­гии на самом деле ни­че­го но­во­го - во время Вто­рой ми­ро­вой войны Гер­ма­ния про­из­во­ди­ла боль­шое ко­ли­че­ство син­те­ти­че­ско­го ке­ро­си­на для своих военно-​воздушных сил. Сей­час, когда мы ищем спо­со­бы обой­тись без ис­ко­па­е­мо­го топ­ли­ва, тех­но­ло­гия пе­ре­жи­ва­ет ре­нес­санс, и было по­стро­е­но несколь­ко де­мон­стра­ци­он­ных за­во­дов, в ос­нов­ном в Ев­ро­пе.

CO2, необ­хо­ди­мый для про­из­вод­ства этого топ­ли­ва, может быть от­филь­тро­ван по вы­бро­сам энер­ге­ти­че­ских, це­мент­ных или био­га­зо­вых уста­но­вок, ра­бо­та­ю­щих на угле, или что ещё лучше для мира с ней­траль­ным уров­нем вы­бро­сов уг­ле­ро­да, непо­сред­ствен­но из воз­ду­ха.

В 2017 году швей­цар­ская ком­па­ния Climeworks от­кры­ла ком­мер­че­ский завод с огром­ны­ми вентиляторами-​абсорберами, ко­то­рые еже­год­но из­вле­ка­ют около 900 мет­ри­че­ских тонн CO2 из воз­ду­ха. Ком­па­ния за­яв­ля­ет, что в на­сто­я­щее время это стоит около 550 евро за мет­ри­че­скую тонну CO2 - хотя экс­пер­ты го­во­рят, что при более вы­со­ком спро­се цены могут упасть до 50 евро за тонну к 2050 году. В на­сто­я­щее время в Ев­ро­пе име­ет­ся 14 таких за­во­дов, и в бу­ду­щем их будет боль­ше.

Сни­же­ние за­трат

В на­сто­я­щее время вы­со­кие за­тра­ты, ве­ро­ят­но, яв­ля­ют­ся самым боль­шим пре­пят­стви­ем для ши­ро­ко­го по­кры­тия наших по­треб­но­стей в энер­гии с по­мо­щью тех­но­ло­гии «Энер­гия к Х». Боль­шая часть во­до­ро­да всё ещё про­из­во­дит­ся из сырой нефти и при­род­но­го газа, что на­мно­го де­шев­ле, чем по­лу­че­ние элек­тро­ли­зом с по­мо­щью энер­гии ветра.

Тем не менее, Майкл Стер­нер, про­фес­сор эко­но­ми­ки энер­ге­ти­ки Ре­генс­бург­ско­го уни­вер­си­те­та при­клад­ных наук, от­ме­ча­ет, что, если бы рас­хо­ды свя­зан­ные с раз­ру­ше­ни­ем кли­ма­та были учте­ны, «во­до­род быст­ро пре­вра­тил­ся бы в [при­ем­ле­мую] аль­тер­на­ти­ву».

"если бы рас­хо­ды свя­зан­ные с раз­ру­ше­ни­ем кли­ма­та были учте­ны" - вот эта фраза яв­ля­ет­ся клю­че­вой для по­ни­ма­ния всей ста­тьи. В пе­ре­во­де на рус­ский - "Да мы по­ни­ма­ем, что энер­ге­ти­че­ски и эко­но­ми­че­ски, раз­ра­ба­ты­ва­е­мые нами тех­но­ло­гии яв­ля­ют­ся за­пре­дель­ным бре­дом. Но если вас по­пу­гать "гло­баль­ным по­теп­ле­ни­ем", "гло­баль­ным по­хо­ло­да­ни­ем", "гло­баль­ным из­ме­не­ни­ем кли­ма­та" или еще чем ни­будь гло­баль­ным, то вы как ми­лень­кие бу­де­те баш­лять и ра­до­вать­ся.

Стер­нер яв­ля­ет­ся пи­о­не­ром в тех­но­ло­гии и го­во­рит, что мы до­стиг­ли ста­дии, когда за­тра­ты могут на­чать па­дать. «Сей­час мы на­чи­на­ем вво­дить про­мыш­лен­ное про­из­вод­ство», - ска­зал он DW.

Он от­ме­ча­ет, что 20 лет назад фо­то­элек­три­че­ская (фо­то­элек­три­че­ская) сол­неч­ная энер­гия всё ещё ка­за­лась непо­мер­но до­ро­гой, но бла­го­да­ря го­су­дар­ствен­ной под­держ­ке спрос вырос, тех­но­ло­гии улуч­ши­лись, а эко­но­мия за счёт мас­шта­ба поз­во­ли­ла со­кра­тить рас­хо­ды.

 «Мас­со­во­го про­из­вод­ства не было, и лишь немно­гие уви­де­ли по­тен­ци­ал», - го­во­рит Стер­нер о PV. «Те­перь сол­неч­ная энер­гия неве­ро­ят­но де­ше­ва и ста­но­вит­ся самым важ­ным ис­точ­ни­ком энер­гии».

Эти влаж­ные мечты про­сто по­ра­жа­ют своей де­биль­но­стью, и иг­но­ри­ро­ва­ни­ем науки. Гер­ма­ния до­стиг­ла те­ку­щей доли зе­ле­ни в энер­го­ба­лан­се, толь­ко ски­ды­вая про­бле­мы ба­лан­си­ров­ки на со­се­дей. Еще десять-​пятнадцать про­цен­тов роста пре­ры­ви­стой ге­не­ра­ции, и далее уже и энер­го­си­сте­мы со­се­дей не смо­гут справ­лять­ся с этой на­груз­кой.А далее ввод каж­до­го сле­ду­ю­ще­го ме­га­ват­та зе­ле­ной ге­не­ра­ции, будет при­во­дить к тому, что все боль­шая и боль­шая часть до­бав­ля­е­мой ге­не­ра­ции будет ра­бо­тать в пу­сто­ту. Без ре­ше­ния про­бле­мы хра­не­ния энер­гии, су­ще­ству­ет ма­те­ма­ти­че­ски про­счи­тан­ные пре­де­лы по до­бав­ле­нию пре­ры­ви­стой ге­не­ра­ции в си­сте­му. И не зна­ние ма­те­ма­ти­ки не осво­бож­да­ет от от­вет­ствен­но­сти.

Теряя тепло

Вы­со­кие за­тра­ты - не един­ствен­ное огра­ни­че­ние по­тен­ци­а­ла power-​to-X. Есть также пре­де­лы его эф­фек­тив­но­сти; когда один вид энер­гии пре­вра­ща­ет­ся в дру­гой, неко­то­рые часть энер­гии все­гда те­ря­ют­ся в про­цес­се.

Кри­сти­ан Брей­ер, про­фес­сор сол­неч­ной эко­но­ми­ки (professor of solar economics) в Уни­вер­си­те­те LUT в Фин­лян­дии, от­ме­ча­ет, что дви­га­тель внут­рен­не­го сго­ра­ния в ав­то­мо­би­ле фак­ти­че­ски пре­об­ра­зу­ет в дви­же­ние толь­ко около 20% энер­гии топ­ли­ва - осталь­ное те­ря­ет­ся в виде тепла - и элек­тро­стан­ции в сред­нем толь­ко пре­вра­ща­ют около 40% энер­гии из угля в элек­три­че­ство.

Пред­ставь­те себе про­фес­сия - "Про­фес­сор сол­неч­ной эко­но­ми­ки". Да уж... это вам не инженер-​проектировщик атом­ной стан­ции. Мне ка­жет­ся - это пять.

По сло­вам Брей­е­ра, по­сколь­ку power-​to-X также вы­де­ля­ет тепло, ис­поль­зо­ва­ние элек­три­че­ства через ба­та­рею/дви­га­тель даёт вам боль­ше ки­ло­мет­ров на ки­ло­ватт, чем пре­об­ра­зо­ва­ние его в во­до­род для топ­лив­но­го эле­мен­та.

Если вы син­те­зи­ру­е­те во­до­род в газ или ди­зель­ное топ­ли­во, будет по­те­ря­но ещё боль­ше энер­гии, и это ещё до того, как по сути нач­нёт ра­бо­тать неэф­фек­тив­ный дви­га­тель внут­рен­не­го сго­ра­ния. Смысл в том, что за­пол­нять ма­ши­ну син­те­ти­че­ским ди­зе­лем во­об­ще не имеет осо­бо­го смыс­ла.

Об­ра­ти­те вни­ма­ние, что тут срав­ни­ва­ет­ся не от­но­си­тель­ная эф­фек­тив­ность энер­го­ав­то­мо­би­ли­ей и топ­лив­ных ав­то­мо­би­лей. Здесь по­ка­за­на де­биль­ность идеи пе­ре­го­нять элек­три­че­ство (по­лу­чен­ное из ро­зет­ки) в син­те­ти­че­ское топ­ли­во, с по­сле­ду­ю­щим ис­поль­зо­ва­ни­ем этого топ­ли­ва.

При этом ра­зу­ме­ет­ся ав­то­ры кар­тин­ки, со­вер­шен­но иг­но­ри­ру­ют во­про­сы энер­го­за­трат на про­из­вод­ство ба­та­реи, за­трат на ее ути­ли­за­цию, по­те­ри энер­гии на цикле/заряд/раз­ряд, по­те­ри энер­гии на необ­хо­ди­мость тас­кать тя­же­лую ба­та­рею по до­ро­ге, и необ­хо­ди­мость пол­го­да греть салон ма­ши­ны в боль­шин­стве при­лич­ных мест про­жи­ва­ния людей.

Тем не менее, эти виды топ­ли­ва по­лез­ны для со­кра­ще­ния вы­бро­сов уг­ле­кис­ло­го газа на судах и са­мо­лё­тах, уже по­стро­ен­ных для ра­бо­ты на ис­ко­па­е­мых вер­си­ях этих видов топ­ли­ва - транс­порт­ных сред­ствах, ко­то­рые ещё могут экс­плу­а­ти­ро­вать­ся ещё 30 лет, и к этому вре­ме­ни, как мы на­де­ем­ся, наша эко­но­ми­ка будет углеродно-​нейтральный.

Давай те те­перь по­смот­рим, по­че­му про­ек­ты Power2X об­ре­че­ны на про­вал в ка­че­стве сред­ства ба­лан­си­ров­ки сети и со­хра­не­ния энер­гии.

Ва­ри­ант 1.

Мы про­из­во­дим энер­гию из угля/газа 24ч*365 д. и вы­ра­ба­ты­ва­ем с по­мо­щью этой энер­гии во­до­род из воды. Во­до­род сжи­га­ем, вы­ра­ба­ты­ва­ем энер­гию и энер­гию про­да­ём.

Такой Биз­нес по-​русски – «Украсть ящик водки, водку про­дать, а день­ги про­пить»

По­нят­но, что это пол­ный бред. Ни­ка­кие спо­со­бы ак­ку­му­ля­ции энер­гии – энер­гию не про­из­во­дят. Они её толь­ко те­ря­ют. При этом по­те­ри в про­ек­тах «Power2X» за­пре­дель­но огром­ны.

Ва­ри­ант 2.

Мы ста­вим сол­неч­ную элек­тро­стан­цию, ко­то­рая ра­бо­та­ет (с КИУМ да­ле­ко не 100%, очень очень да­ле­ко)  толь­ко на элек­тро­лиз во­до­ро­да, во­до­род сжи­га­ем, а элек­три­че­ство про­да­ём.

На пер­вый взгляд, зву­чит чуть менее бре­до­во, но ….

Во-​первых, элек­три­че­ство, вы­ра­ба­ты­ва­е­мое такой стан­ци­ей, будет иметь кос­ми­че­ский цен­ник, во-​вторых в пе­ри­од сов­па­де­ние по­треб­но­сти в элек­три­че­стве и его вы­ра­бот­ки на па­не­лях, нужно его от­да­вать в сеть на­пря­мую, а не гнать, с по­те­ря­ми,  через «Power2X».

Ва­ри­ант 3.

И мы неиз­беж­но при­хо­дим к тре­тье­му ва­ри­ан­ту, тому са­мо­му, ко­то­рый так нра­вит­ся зе­лё­ным, и ко­то­рый ак­тив­но про­па­ган­ди­ру­ет­ся.

Якобы есть «лиш­няя», «бес­плат­ная» энер­гия и имен­но её мы на­прав­ля­ем на про­из­вод­ство во­до­ро­да.

Мы ста­вим сол­неч­ную элек­тро­стан­цию, Из­лиш­ки энер­гии от ко­то­рой ино­гда на­прав­ля­ют­ся на элек­тро­лиз во­до­ро­да, во­до­род сжи­га­ем, а элек­три­че­ство на рынок.

Ка­за­лось бы - здо­ро­во. Энер­гия бес­плат­но, во­до­род по­лу­ча­ет­ся бес­плат­ный. Живи и грей­ся…

Но так может рас­суж­дать толь­ко де­воч­ка Грет­та (А здо­ро­во все-​таки что они её по­ста­ви­ли свои во­ждём) и её не менее скорб­ные ра­зу­мом по­сле­до­ва­те­ли.

Да­вай­те рас­смот­рим в общем виде про­цесс про­из­вод­ства и пре­об­ра­зо­ва­ния какой-​либо энер­гии. Такой про­цесс, как пра­ви­ло, на­зы­ва­ет­ся ра­бо­той.

В про­цес­се у нас участ­ву­ет две со­став­ля­ю­щие

Ове­ществ­лён­ная энер­гия (ка­пи­та­ли­зи­ро­ван­ная) (обо­ру­до­ва­ние, пред­ме­ты, зна­ния) и за­тра­ты те­ку­щей энер­гии (труд, топ­ли­во, э/энер­гия).

По­нят­но, что за­тра­ты и со­от­но­ше­ние этих двух со­став­ля­ю­щих могут ва­рьи­ро­вать­ся в огром­ных пре­де­лах.

Край­ни­ми слу­ча­я­ми можно рас­смот­реть «Ло­па­та + Джам­шут» и «Атом­ная элек­тро­стан­ция»

«Ло­па­та + Джам­шут» по­треб­ля­ет (амор­ти­зи­ру­ет) очень неболь­шую долю ове­ществ­лён­ной в виде ло­па­ты энер­гии. И по­треб­ля­ет от­но­си­тель­но огром­ную долю энер­гии (в виде зар­пла­ты) на Джам­шу­та.

Как след­ствие, мы можем ис­поль­зо­вать ло­па­ту, как обо­ру­до­ва­ние,  всего несколь­ко дней в году, и это будет эко­но­ми­че­ски вы­год­но и ра­зум­но (ра­зу­ме­ет­ся, при усло­вии, что ра­бот­ник в это время за­ни­ма­ет­ся чем-​то дру­гим)..

На дру­гом по­лю­се «Атом­ная элек­тро­стан­ция»

Чу­до­вищ­но до­ро­гой (осо­бен­но для наших за­пад­ных дру­зей) про­ект, в ко­то­ром сто­и­мость те­ку­щих за­трат энер­гии (уран, зар­пла­та, вода) от­но­си­тель­но неве­ли­ка.

По­это­му атом­ная стан­ция долж­на почти всё время ра­бо­тать, для того чтобы амор­ти­за­ция раз­но­си­лась на боль­шой объем вы­ра­бо­тан­ной про­дук­ции. Если стан­ция будет ра­бо­тать с низ­ким КИУМ она будет при­но­сить ко­лос­саль­ные убыт­ки.

Со­от­но­ше­ние между ове­ществ­лён­ной энер­ги­ей и за­тра­та­ми те­ку­щей энер­ги­ей в каж­дом про­цес­се ре­гу­ли­ру­ют­ся рын­ком (ну типа рын­ком) в за­ви­си­мо­сти от сто­и­мо­сти энер­гии (в том числе и от ве­ли­чи­ны зар­пла­ты). Когда зар­пла­ты вы­со­кая и сто­и­мость энер­гии (элек­три­че­ство, топ­ли­во) вы­со­кая, то ста­но­вит­ся вы­год­ным вкла­ды­вать боль­ше денег (энер­гию) в ос­нов­ные сред­ства (ове­ществ­лён­ную энер­гию). Но чем боль­ше мы вкла­ды­ва­ем в ос­нов­ные сред­ства, тем боль­ше дол­жен быть КИУМ для рен­та­бель­ной ра­бо­ты.

В сред­нем вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ное обо­ру­до­ва­ние вы­год­но, если оно ра­бо­та­ет с за­груз­кой 60-70% от но­ми­наль­ной мощ­но­сти (про­из­во­ди­тель­но­сти)

К чему я это го­во­рю?

Ком­плекс обо­ру­до­ва­ния для элек­тро­ли­за во­до­ро­да, хра­не­ния во­до­ро­да, сжи­га­ния во­до­ро­да – это вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ное обо­ру­до­ва­ние, ко­то­рое не может быть эф­фек­тив­ным, если оно про­ста­и­ва­ет. По­нят­но, что че­ло­ве­ку, ко­то­рый ду­ма­ет, что элек­три­че­ство бе­рёт­ся из ро­зет­ки (а элек­тро­па­не­ли со скла­да), и ни разу в жизни не рас­счи­ты­вал эко­но­ми­че­скую эф­фек­тив­ность про­из­вод­ства это не оче­вид­но.

Рас­смот­рим ги­по­те­ти­че­скую си­ту­а­цию, чтобы лучше по­ни­мать ма­те­ма­ти­ку/эко­но­ми­ку про­цес­са.

Пред­по­ло­жим что в некой энер­го­се­ти за­ве­лась зе­лё­ная за­ра­за.

• По­треб­ле­ние макс. 5 Ги­га­ватт.
• По­треб­ле­ние ми­ни­маль­ное – 2 Ги­га­ват­та
• Сол­неч­ная ге­не­ра­ция – 250 ме­га­ватт

Вна­ча­ле доля солн­ца крайне незна­чи­тель­на 5% уста­нов­лен­ной мощ­но­сти от мак­си­маль­но­го по­треб­ле­ния.

Вес­ной и осе­нью на­чи­на­ют воз­ни­кать си­ту­а­ции, когда пики про­из­вод­ства солн­ца вы­хо­дят за тре­бу­е­мые объ­ё­мы по­треб­ле­ния . Пред­по­ло­жим несколь­ко раз за год на ве­ли­чи­ну 50 ме­га­ватт.

Воз­ни­ка­ет ге­ни­аль­ная идея, что нужно сде­лать ком­плекс обо­ру­до­ва­ния для элек­тро­ли­за, хра­не­ния и сжи­га­ния во­до­ро­да. Мощ­ность по­треб­ле­ния 50 ме­га­ватт.

Зву­чит вполне на­у­ко­об­раз­но.

Вот толь­ко лиш­ние 50 ме­га­ватт в си­сте­ме (это же пики)  будут об­ра­зо­вы­вать­ся ска­жем в те­че­ние 10-ти дней в году, по часу мак­си­мум. И ещё дней 50-60 в году, когда будет какой-​то из­бы­ток энер­гии от ме­га­ват­та до 50 ме­га­ватт в те­че­ние 4-6 часов. 

Грубо и округ­ле­но можно под­счи­тать

60*6*(50/2) = 9000 ме­га­ватт*час

Вот толь­ко обо­ру­до­ва­ние рас­счи­та­но на по­треб­ле­ние более 430 000 ме­га­ватт*час за год.

Ко­эф­фи­ци­ент ис­поль­зо­ва­ния по­ряд­ка 2% (мы ведь «спа­са­ем» толь­ко вер­хуш­ки пиков.)

Таким об­ра­зом, мы «спа­са­ем» 100% лиш­ней энер­гии и обо­ру­до­ва­ние по элек­тро­ли­зу, хра­не­нию и сжи­га­нию во­до­ро­да, ра­бо­та­ет у нас с за­груз­кой 2%. Обо­ру­до­ва­ние стоит почти все время, ожи­дая «бес­плат­ную» энер­гию, а ведь как мы рас­смат­ри­ва­ли ранее го­нять это обо­ру­до­ва­ние на плат­ной энер­гии яв­ля­ет­ся бре­дом за гра­нью зе­лё­ной фан­та­сти­ки.

Но ведь можно мно­го­крат­но уве­ли­чить мощ­ность сол­неч­ной ге­не­ра­ции. На­при­мер, в три раза.

Можно - но в этом слу­чае:

• По­треб­ле­ние макс. 5 Ги­га­ватт.
• По­треб­ле­ние ми­ни­маль­ное – 2 Ги­га­ват­та
• Сол­неч­ная ге­не­ра­ция – 750 ме­га­ватт

Воз­ни­ка­ют си­ту­а­ции, когда пики про­из­вод­ства солн­ца вы­хо­дят за тре­бу­е­мые объ­ё­мы по­треб­ле­ния на ве­ли­чи­ну 550 ме­га­ватт.

Всё ста­но­вит­ся на­мно­го ве­се­лее. Можно обос­но­ван­но пред­по­ло­жить, что по­ряд­ка 300 дней в году, в сети будет 50 и более ме­га­ватт «лиш­ней» энер­гии по 6 часов в день.

300*6*50 =90000 ме­га­ватт*час

Ко­эф­фи­ци­ент за­груз­ки уве­ли­чит­ся до 20%. И нужно ска­зать, что это уже прак­ти­че­ски пре­дел.  Ну оста­вим за кад­ром эко­но­ми­че­скую эф­фек­тив­ность ра­бо­ты обо­ру­до­ва­ния с такой на­груз­кой, а рас­смот­рим два таких во­про­са.

1. Чем это от­ли­ча­ет­ся от выше рас­смот­рен­но­го ва­ри­ан­та 2. Когда мы стро­им сол­неч­ные па­не­ли ис­клю­чи­тель­но с целью пе­ре­го­нять энер­гию в во­до­род. Да прак­ти­че­ски ничем, мы по­стро­и­ли 500 ме­га­ватт па­не­лей, с таким рас­чё­том, что у нас почти каж­дый день есть «лиш­няя энер­гия» и на­прав­ля­ем её в во­до­род. Но ком­плекс из па­не­лей + «Power2X» эко­но­ми­че­ски не эф­фек­ти­вен по опре­де­ле­нию.
2. Пики у нас до­сти­га­ют 550 ме­га­ватт, но про­ис­хо­дит это также не чаще де­ся­ти дней в году. В осталь­ные дни мы имеем 4-6 часов в день ге­не­ра­ции лиш­ней энер­гии от 0 до 550 ме­га­ватт.

300*6*(550/2) =495 000 ме­га­ватт*час – это при­мер­ный объём «лиш­ней» энер­гии

А спа­са­ем мы толь­ко 90 000 ме­га­ватт*час, что-​то около 20%. Осталь­ное те­ря­ет­ся.

То есть мы до­ба­ви­ли в си­сте­му 500 ме­га­ватт па­не­лей, и зна­чи­тель­ная часть энер­гии этих па­не­лей будет те­рять­ся. Наши 50 ме­га­ватт до­пол­ни­тель­но­го по­треб­ле­ния (на элек­тро­лиз) это капля.

Ну так давай по­стро­им ещё 500 ме­га­ватт мощ­но­сти элек­тро­ли­за для Power2X и будем спа­сать всю энер­гию.

Да­вай­те…толь­ко тогда ко­эф­фи­ци­ент ис­поль­зо­ва­ния этого обо­ру­до­ва­ния опять па­да­ет до 2-3 %. (же­ла­ю­щие могут под­счи­тать)

Ко­неч­но, для зе­лё­ных фи­зи­ка, химия, ма­те­ма­ти­ка и эко­но­ми­ка — это лже­на­у­ки при­ду­ман­ные для обос­но­ва­ния невоз­мож­но­сти по­стро­е­ния «чи­стой» энер­ге­ти­ки на пре­ры­ви­стой ге­не­ра­ции.

Но се­рьёз­но… не су­ще­ству­ет какого-​то сред­не­го оп­ти­маль­но­го со­от­но­ше­ния между мощ­но­стью пре­ры­ви­стой ге­не­ра­ци­ей (и, сле­до­ва­тель­но, объ­ё­мом лиш­ней энер­гии) и мощ­но­стью обо­ру­до­ва­ния Power2x.

Для луч­шей ви­зу­а­ли­за­ции этих рас­чё­тов , да­вай­те в гра­фи­че­ском виде по­смот­рим про­цесс «спа­се­ния» энер­гии на ре­аль­ных дан­ных.

За ос­но­ву возь­мём ре­аль­ные дан­ные ис­пан­ско­го про­ек­та на ост­ро­ве El Hierro.

Светло-​зелёная об­ласть — это «лиш­няя» энер­гия, на­прав­ля­е­мая в ГАЭС. По­нят­но, что нет прин­ци­пи­аль­ной раз­ни­цы и дан­ная энер­гия могла бы на­прав­лять­ся на про­из­вод­ство во­до­ро­да.

Рас­сто­я­ние между ниж­ний и верх­ней крас­ны­ми ли­ни­я­ми, это Пред­по­ла­га­е­мая Уста­нов­лен­ная мощ­ность обо­ру­до­ва­ния, необ­хо­ди­мая для пол­но­го спа­се­ния пиков «лиш­ней энер­гии». Пло­щадь между крас­ны­ми ли­ни­я­ми, это объём энер­гии, ко­то­рый мог бы быть спа­сён этим обо­ру­до­ва­ни­ем, при усло­вии его непре­рыв­ной ра­бо­ты. (оста­вим пока за скоб­ка­ми по­те­ри).

На этом гра­фи­ке очень на­гляд­но можно уви­деть, как часто вклю­ча­ет­ся обо­ру­до­ва­ние и на какой про­цент мощ­но­сти оно ра­бо­та­ет. Видно, что за месяц есть всего один день с за­груз­кой, при­бли­жа­ю­щей­ся к 100%, и ещё пару дней с за­груз­кой в рай­оне 50%. На самом деле мень­ше, но да­вай­те сде­ла­ем округ­ле­ние в сто­ро­ну ублю­доч­ной де­воч­ки. Таким об­ра­зом, обо­ру­до­ва­ние ра­бо­та­ет 2-3 дня за месяц. КИУМ будет от 5 до 10%.

Как я уже ска­зал ранее, не может до­ро­го­сто­я­щее, вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ное обо­ру­до­ва­ние быть энер­ге­ти­че­ски рен­та­бель­ным при за­груз­ке в 10% от мощ­но­сти. Ко­неч­но, с по­мо­щью фи­нан­со­вых ма­ни­пу­ля­ций, ика­же­ния ры­ноч­ных цен, суб­си­дий, рас­пи­ла гран­тов и пе­ре­кач­ки ко­ло­ни­аль­но­го на­ло­га это может быть крайне вы­год­ным для от­дель­ных людей или даже для круп­ных групп людей. Но это не имеет ни­ка­ко­го от­но­ше­ния к обес­пе­че­нию че­ло­ве­че­ства де­шё­вой и ста­биль­ной энер­ге­ти­кой.

Ну и нужно рас­смот­реть ещё пару во­про­сов, рань­ше чем они будут под­ня­ты в ком­мен­та­ри­ях.

Пер­вый во­прос – Ис­поль­зо­ва­ние Гид­ро­ак­ку­му­ли­ру­ю­щих энер­го­стан­ций. Их ведь ис­поль­зу­ют ? Они же вы­год­ны? Чем они от­ли­ча­ют­ся от про­ек­тов «Power2X»?

От­ли­чие одно, и оно всё опре­де­ля­ет.

Ра­зум­ные про­ек­ты ГАЭС в обя­за­тель­ном по­ряд­ке обя­за­ны ис­поль­зо­вать под­хо­дя­щий при­род­ный ре­льеф. Два гор­ных озёра с пе­ре­па­дом высот, впа­ди­на на гор­ном плато над морем, гор­ная до­ли­на, ко­то­рую можно пе­ре­крыть дам­бой и про­чее. В ре­зуль­та­те за­тра­ты ове­ществ­лён­ной энер­гии на стро­и­тель­ство ГАЭС от­но­си­тель­но неве­ли­ки, по срав­не­нию с мощ­но­стью ге­не­ра­ции и хра­не­ния энер­гии.

Если же мы пы­та­ем­ся ре­а­ли­зо­вать на­при­мер вот такой де­биль­ный немец­кий про­ект, то мы по­па­да­ем под такое же огра­ни­че­ние, как и с про­ек­том «Power2X».

За­тра­ты энер­гии на со­зда­ние дан­но­го «ак­ку­му­ля­то­ра» на­столь­ко ве­ли­ки, что он нерен­та­бе­лен даже при 100% за­груз­ке, и ко­лос­саль­но не рен­та­бель­но при за­груз­ке на 5-10%.

Ну и вто­рой во­прос. Кто ни будь из по­сле­до­ва­те­лей ублю­доч­ной де­воч­ки обя­за­тель­но вспом­нит при Мас­ко­вую чудо-​батарейку в Ав­стра­лии, ко­то­рая якобы в про­шлом году за­ра­бо­та­ла бе­ше­ные день­ги и тем самым до­ка­зы­ва­ет свою вы­год­ность.

• Чудо-​батарейка не за­ра­бо­та­ла денег. Нет… Поль­зу­ясь раз­ру­ше­ни­ем энер­го­рын­ка в Ав­стра­лии, при ко­то­ром в лет­ний пе­ри­од раз­ни­ца между ценой в пе­ри­од из­быт­ка и в пе­ри­од де­фи­ци­та со­став­ля­ет по­ряд­ка 13-14 тыс А$ (раз­ни­ца при­мер­но в 200-300 раз), соб­ствен­ни­ки ба­та­рей­ки обо­кра­ли по­тре­би­те­лей и дру­гих про­из­во­ди­те­лей энер­гии на огром­ную сумму. Мы ведь по­ни­ма­ем, что ба­та­рея не про­из­во­дит энер­гию. Соб­ствен­ни­ки ку­пи­ли очень незна­чи­тель­ное ко­ли­че­ство энер­гии по цене 30-50$ и потом про­да­ли её в три­ста раз до­ро­же. При­мер­но такую же «эф­фек­тив­ность» может по­ка­зать хлеб­ный спе­ку­лянт, ку­пив­ший амбар зерна по 30 бак­сов за мешок, и про­дав­ший во время го­ло­да и смер­ти людей этот хлеб по цене 13000 бак­сов за мешок. Во время го­ло­да, таких пред­при­им­чи­вых эф­фек­тив­ных ме­не­дже­ров ча­стень­ко рас­стре­ли­ва­ли вла­сти или уби­ва­ли сами жи­те­ли.
• Нужно по­ни­мать, что на самом деле на­ли­чие или от­сут­ствие дан­ной чудо ба­та­рей­ки ни­ка­ко­го эф­фек­та на энер­го­сеть не ока­зы­ва­ет. И дикие ко­ле­ба­ния цен, имен­но об этом нам и го­во­рят. Ба­та­рея слиш­ком мала.
  Да­вай­те те­перь мыс­лен­но уве­ли­чим мощ­ность ба­та­реи в 200-300  раз, то есть до того раз­ме­ра, когда она может ока­зы­вать ре­аль­ное вли­я­ние на энер­го­си­сте­му и це­но­об­ра­зо­ва­ние. До­бав­ле­ние такой ба­та­реи (в мас­шта­бах штта Южная Ав­стра­лия) , поз­во­лит со­кра­тить ко­ле­ба­ния  цен до ве­ли­чи­ны 30-40$, как это обыч­но и про­ис­хо­дит в здо­ро­вых энер­го­се­тях.

И пусть те­перь по­сле­до­ва­те­ли ублю­доч­ной де­воч­ки по­про­бую оку­пить ба­та­рею сто­и­мо­стью 20-30 млрд дол­ла­ров, при раз­ни­це цены в 30 дол­ла­ров, и го­до­вым КИУМ ба­та­реи в пре­де­лах 5-10%.

 

Вывод: С энер­ге­ти­че­ской точки зре­ния, любые вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ные си­сте­мы хра­не­ния энер­гии, за ис­клю­че­ни­ем немно­го­чис­лен­ных «де­шё­вых» ГАЭС, все­гда будут энер­ге­ти­че­ски убы­точ­ны и бес­по­лез­ны. Сте­пень убы­точ­но­сти будет за­ви­сеть от сте­пе­ни де­би­лиз­ма ис­поль­зу­е­мой тех­но­ло­гии.

Учи­ты­вая, что по-​настоящему удоб­ных, «де­шё­вых» мест для стро­и­тель­ства ГАЭС очень мало, они ни в коем слу­чае не долж­ны быть за­дей­ство­ва­ны в «зе­лё­ных» про­ек­тах, а долж­ны ис­поль­зо­вать­ся как пар­ное обо­ру­до­ва­ние для ба­лан­си­ров­ки атом­ных элек­тро­стан­ций. Про­сто ис­хо­дя из того, что со­во­куп­ный EROI  про­ек­та атом­ная стан­ция +ГАЭС, на­мно­го выше чем EROI (зе­лё­ная хрень + ГАЭС).

2020, Ста­ни­слав Без­гин

Twitter: StanislavBezgin

p.s. Не нужно ду­мать, что я от­кры­ваю какие-​то са­краль­ные ис­ти­ны, неиз­вест­ные за­пад­ным спе­ци­а­ли­стам. Если вы про­чи­та­е­те вы­ше­при­ве­дён­ную ста­тью, и в осо­бен­но­сти «между строк» и по­ни­мая сте­пень ре­дак­ти­ро­ван­но­сти и цен­зу­ры по­доб­ных ста­тей, вы уви­ди­те, что спе­ци­а­ли­сты все пре­крас­но знают и по­ни­ма­ют. По­че­му же они про­дол­жа­ют за­ни­мать­ся «дур­ной» ра­бо­той?

Преж­де всего, су­ще­ству­ет огром­ное ко­ли­че­ство «эф­фек­тив­ных» ме­не­дже­ров и узких спе­ци­а­ли­стов, ко­то­рые вне рамок своей непо­сред­ствен­ной про­фес­си­о­наль­ной сферы, по уров­ню раз­ви­тия прак­ти­че­ски не от­ли­ча­ют­ся от ублю­доч­ной де­воч­ки. К со­жа­ле­нию, это осо­бен­ность со­вре­мен­но­го об­ра­зо­ва­ния. Эти люди часто ис­кренне верят, в необ­хо­ди­мость «спа­се­ние пла­не­ты» от уг­ле­кис­ло­го газа. Ещё чаще, они по­ни­ма­ют, что на этом можно хо­ро­шо за­ра­бо­тать в неза­ви­си­мо­сти нужно или нет такое «спа­се­ние».

Ну а непо­сред­ствен­но спе­ци­а­ли­сты, зная бес­по­лез­ность своей ра­бо­ты, будут ей за­ни­мать­ся, так как она поз­во­ля­ет им по­лу­чать зар­пла­ту и гран­ты. Ведь это же всего-​навсего люди, и боль­шин­ству аб­со­лют­но на­пле­вать на аб­стракт­ную прав­ду, им нужно пла­тить ипо­те­ку, кре­ди­ты и бу­хать с парт­нё­ром №2. Боль­шин­ство со­вре­мен­ных учен­ных ничем не от­ли­ча­ют­ся от про­сти­ту­ток, и го­то­вы «ис­сле­до­вать» что угод­но, ровно до тех пор, пока уда­ёт­ся кого-​либо рас­кру­чи­вать на гран­ты.

И ко­неч­но нель­зя за­бы­вать о таких людях как про­фес­сор Зинн, ко­то­рые пы­та­ют­ся до­сту­чать­ся до своих со­граж­дан и объ­яс­нить им что ублю­доч­ная де­воч­ка не права, так как она про­сто несчаст­ный ум­ствен­но от­ста­лый ре­бе­нок.