Продавцы воздуха

В комментариях любезно дали ссылку на созидательную деятельность компании "Высокий взгляд на энергию" ("Highview Energy"). Вот, сходил на сайтик, почитал, повеселился. Предлагается перевод "вопросов и ответов" с сайта самой компании. Ничего не выдумано, всё тут: https://www.highviewpower.com/faq/ Ну и "правильный" ("Гоблинский") перевод на всякий случай.

Вопрос: Зачем нам нужно хранение энергии?
Ответ: В связи с растущей прерывистостью выработки из-за повышения доли ВИЭ, необходимо балансировать энергосистему и хранить энергию для подачи в сеть в периоды пикового спроса.
Гоблинский перевод: Говоря грубо, без вертяков и солнцепанелей услуги хранения были бы куда меньше востребованы.

Вопрос: Реально ли на 100% удовлетворить наши энергетические потребности за счёт ВИЭ?
Ответ: Не реально. Большинство ВИЭ являются прерывистыми, поэтому на них нельзя полагаться на 100% для обеспечения непрерывной работы энергосистем. Сейчас вам нужен смешанный портфель источников генерации, включающий ТЭС на ископаемом топливе и АЭС для обеспечения базовой нагрузки плюс системы хранения энергии для сглаживания пиков потребления. Возможно, что в далёком будущем мы сможем обходиться АЭС в сочетании с ВИЭ и системами запасания энергии.
Гоблинский перевод: Так точно!

Вопрос: Что вы подразумеваете под термином "долгосрочное хранение энергии"?
Ответ: В нашей компании мы называем "долгосрочными" системы хранения энергии с продолжительностью хранения от 4 часов до нескольких дней. БОльшая длительность требуется для приложений, связанных с безопасностью систем (например, систем запуска после аварийных отключений) или в случае, если ваша система, вследствие недостатка инвестиций, не удовлетворяет государственным стандартам надёжности.
Гоблинский перевод: Вообще, для угля, нефти и газа "долгосрочное" хранение - это от месяцев до лет, а вовсе не часы и дни, ну да Бог с ним. Тут вас заверяют, что ежели из-за любви к вертякам вы профукали все полимеры ТЭС, то обращаться, кроме как в "Highview Power", вам больше некуда!

Вопрос: Полезно ли для народа Великобритании инвестирование в ваши криогенные системы?
Ответ: Наши хранилища обеспечивают бОльшую устойчивость энергосистем к перерывам в производстве ветровой и солнечной энергии, поэтому позволяют добиться большего процента ВИЭ в генерации. Кроме того, наши хранилища обеспечивают население бОльшей резервной мощностью для покрытия непредвиденных событий в системе (например, аварий на АЭС или ТЭС) и, таким образом, способствует сохранению энергетической независимости страны, сохраняя при этом достаточную надёжность нашей энергосистемы.
Гоблинский перевод: Мы вам разве не сказали, что без вертяков и солнечных панелей наши услуги не особо востребованы?

Вопрос: Каковы основные характеристики технологии для длительного хранения энергии?
Ответ: Технология длительного хранения должна быть недорогой, долговечной, гибкой с точки зрения места установки/подключения и притом экологически чистой. Криогенные системы удовлетворяют всем этим характеристикам.
Гоблинский перевод: Мы знаем, кого и как вы удовлетворяете! Читаем ниже.

Вопрос: Мы заказали систему хранения энергии у компании "Highview Power". Как вы будете выполнять наш заказ?
Ответ: Компания "Highview Power" работает "на проносе". Мы проведём для вас технико-экономическое обоснование и предварительное проектирование, а может даже составим детальный проект. За это мы оставим себе часть вашей сметы. Реальное проектирование, поставка, монтаж и запуск осуществляются нашими субподрядчиками, компаниями-производителями криогенного оборудования. Далее, если мы пожелаем и далее быть на проносе, то создадим с вами консорциум по эксплуатации установки.  Но можем и просто нафиг продать, если уже срубили с вас достаточно баблоса.
Гоблинский перевод: Основной поставщик - компания из КНР, называется "Chengdu Air Separation" http://en.chengduair.com/html/Air-Separation-Unit.html, но лохам это знать не надо. Установлено, компания "Highview Power" арендует офисы в Лондоне и Нью-Йорке. Недвижимой собственности нет.

Вопрос: Так кто же будет строить установку?
Ответ: Мы же сказали: "квалифицированный субподрядчик".
Гоблинский перевод: Детали лохам знать не обязательно.

Вопрос: И всё-таки. Кто является основным бизнес-партнёром компании "Highview Power"? Кто изготовит установку?
Ответ: "Highview Power" имеет давние отношения со своими партнёрами, в том числе лицензионные соглашения, соглашения о сотрудничестве, и соглашения о разработке технологий.
Гоблинский перевод: У нас всё схвачено. Не волнуйтесь, если установка сломается, то будет у кого купить запчасти.

Вопрос: Каким образом Правительство Великобритании поддерживает разработку технологий компании "Highview Power"?
Ответ: С момента основания компании в 2005 году, наша компания получила из государственного финансирования около 12 млн фунтов стерлингов, в основном за счёт конкурсных грантов Департамента бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS), а до него - Департамента энергетики и изменения климата (DECC), а также из госфонда "Инновации Великобритании". Основные технические разработки мы получили бесплатно от лаборатории Брайтонского университета. Одного из молодых кандидатов наук мы оттуда увели, теперь он трудится у нас на фирме.
Гоблинский перевод: от "Инновации Великобритании" получено 1.5 млн фунтов. Помимо Брайтонского университета, над "исследованиями" трудились лабы университетов Лидса и Бирмингема. Тоже не бесплатно, а на правительственных грантах. Но оттуда "Highview Power" в конце концов погнали ссаными тряпками, поэтому про эти лабы FAQ не упоминает.

Вопрос: Кто изобрёл криогенное хранение энергии и сколько лет этой технологии?
Ответ: Кто изобрёл не знаем. Концепция использования жидкого воздуха в качестве накопителя энергии была опубликована в научных трудах в 1970х годах.
Гоблинский перевод: Вообще-то изобрёл некто лорд Кельвин (который градус) в 1850х, а приложил шаловливые, но очень умелые ручки некто Пётр Капица (который "знал, куда вдарить"), в 1920х. Но оба уже в могиле, возражать не будут.

Вопрос: Почему вы полагаете, что такая старая технология лучше чем другие прочие?
Ответ: Мы же вам сказали выше. Технология длительного хранения должна быть недорогой, долговечной, гибкой с точки зрения места установки/подключения и притом экологически чистой. Криогенные системы удовлетворяют всем этим характеристикам.
Гоблинский перевод: Вообще-то враньё. Криогенные установки в среднем дорогие и требуют довольно интенсивного техобслуживания. В теплообменниках у "Highview Power" используется этилен-гликоль, который бяка.  Но в остальном - чистая правда.

Вопрос: Мощность вашей системы в наименьшей конфигурации?
Ответ: Не менее 10 мега Вт.
Гоблинский перевод: Сосните Проснитесь! Пилотный проект с Бирмингемским университетом в 2011-14 произвёл на гора экскрементальную (в смысле из экскрементов и древесины) установочку на 350 кило Вт (электрических) при запасе энергии 2.5 МВтч. Ещё тиснули относительно честную, но технически безграмотную статейку https://www.researchgate.net/publication/303814262_Liquid_air_energy_sto..., где на рисунке 4 - цикл Капицы, названный в тексте циклом Линде. Насколько известно, других научных достижений нет.

Вопрос: Почему никто не делал подобных систем раньше?
Ответ: До "Highview" многие пробовали, но но ни у кого не вышло сделать систему экономически жизнеспособной. А у нас всё получится.
Гоблинский перевод: "Highview Power", конечно, исключение. Для них законы термодинамики не писаны. Они разрабатывают такие пиз-, простите, хорошие системы с такой офигенной эффективностью и при такой низкой стоимости!

Вопрос: Что значит ваше утверждение «установка для хранения криогенной энергии "Highview" может обеспечить 200 000 домов на целый день»?
Ответ: У нас есть эскизный проект установки мощностью 200 МВт (электрических) с запасом энергии 4,8 ГВтч. Если такую построить, то она сможет обслуживать 200 000 частных домов/квартир со средней потребляемой мощностью 1кВт в течение 1 суток.
Гоблинский перевод: Считая по 2.5 человека на дом/квартиру, 1 кВт на квартиру соответствует 400 Вт на душу. Среднее потребление в Британии в 2018 году было такое же, как в КНР: 572 Вт. Оценку "Highview" надо уменьшить до "140 000 частных домов/квартир". Ну да ладно, не будем придираться. Эта теоретическая установка всё одно не построена, и вряд ли будет. Сейчас есть в работе проектик на 50 МВт/250МВтч, который строить ещё не начали. Сдать планируют в 2022 году. https://www.greentechmedia.com/articles/read/highview-power-is-developin... Других проектов в работе нет и не предвидится.

Вопрос: Почему вы называете системы "Highview Power" «недостающей частью головоломки ВИЭ»?
Ответ: Современная энергетическая система должна быть устойчивой, безопасной и недорогой. Наши установки являются недостающим звеном в решении этой проблемы.
Гоблинский перевод: Ага. Экспериментальная установка в Бирмингемском университете продемонстрировала огромную эффективность. По циклу "заряд-разряд" - почти цельных 25%. Остальные 75% просто рассеиваются в атмосфере в виде тепла или холода! Для сравнения, типичная ГАЭС имеет практическую эффективность около 85%.

Вопрос: Как позиционируется "Highview Power" на рынке криогенного хранения электроэнергии?
Ответ: Насколько нам известно, кроме "Highview Power" этой лабудой вообще никто не занят, следовательно, мы и есть лидер криогенного накопления энергии. Мы построили первую в мире полностью интегрированную пилотную установку по хранению криогенной энергии, которая работала с 2011 по 2014 год.
Гоблин: Ага. Ту самую в Бирмингемском университете, с эффективностью по циклу "заряд-разряд" менее 25%. Самое лучшее достижение - 225кВт в течение 45 минут. Далее теплообменник/испаритель почему-то обмерзает как айсберг (и с чего бы это?)
Продолжение ответа: Затем в 2018 году мы сдали в эксплуатацию первую в мире крупную установку в рамках городской энергосистемы. Ну и разработали схемы развода лохов на баблос цепочки проектирования, поставок, эксплуатации и обслуживания криогенных установок лохов наших уважаемых заказчиков с использованием китайских производителей стандартного криогенного оборудования.
Гоблин: Так точно. "Сдали в эксплуатацию" в 2018, а по проекту обещали в 2015. Эта установка на 5МВт (электрических), 15 МВтч; до "200 МВт/4,8 ГВтч" не дотягивает примерно в 300 раз, хе-хе. Находится установка на тепловой газовой электростанции мусорной компании "Виридор" в районе дороги Мосс-холл, в Пилсуорте. К вертякам и солнцепанелям отношения не имеет никакого, а сама ТЭС добывает и сжигает метан со свалки. На это ушлые мусорщики получили/освоили 8 лимонов правительственных фунтов (плюс "Highview Power" ещё освоила грантик на 1.5 ляма, смотри выше). Правда, по состоянию на 2019 год установка работает херово - только поморозили своей криогеникой территорию. Отчего это - смотрим ниже. По большому счёту, ТЭС "Виридора" накопитель нужен лишь на время техобслуживания или аварии газовых турбин. Метан, в отличие от ветра, притекает непрерывно.

Вопрос: Какими патентами владеет "Highview Power" для защиты своей интеллектуальной собственности?
Ответ: "Highview Power" владеет рядом патентов на технологию хранения энергии в криогенном виде. Патенты в основном на уровне подсистем и компонентов и включают криогенные хранилища энергии, тепловые процессы и другие практические усовершенствования. Растущий портфель патентов "Highview Power" охватывает около 15 семейств патентов и более 35 выданных патентов по всему миру.
Гоблинский перевод: Пётр Капица (который знал куда вдарить) работал на королевские деньги и публиковался в журналах Королевского общества. Так что на турбодетандер (которого Капица однажды кувалдой по кожуху) получить патент ну никак не выйдет. Острый хрен вам под майонезиком, а не британский патент! А на замену вакуумного дьюара стальной цистерной с кварцевым песком в качестве теплоизолятора получай патенты скока влезет. Это не интересно никому, не защищаемо в суде, оттого никакой интеллектуальной собственности не представляет.

Как подсчитать реальный КПД криогенного накопителя? Да запросто:

В реале не бывает ни турбин и генераторов с КПД 100%, ни идеальных сосудов Дьюара. А тем более если вы вместо вакуума - кварцевый песок, а цикл Капицы именуете циклом Линде.

Впрочем студенты и преподы из Бирмингема (откуда потом продавцов воздуха ссаными тряпками) написали честно. Если все системы идеальны, то предельный теоретический КПД накопителя по циклу заряд-разряд (без учёта потерь при хранении и расходов энергии на нагнетание воздуха до 200 атм на входном патрубке детандера) - не выше 86%. На средненькой ГАЭС выходит ровно столько, но не теоретически, а практически.

Предельный технический КПД на реальном оборудовании (где у генератора нет 100% эффективности и т.д.) на установке в Бирмингеме был 36%:

В реальных запусках получили практический КПД ниже 25%.

Пилотный проект в Университете Бирмингема - 350кВт/2.5МВтч показал реальный КПД по циклу заряд-разряд менее 25% вследствие неудачного выбора параметров нагнетателя и низкой эффективности детандера. Однако, размер этой установки значительно меньше той, что наши заказчики могут создать в будущем. Мы верим, что на установке 10МВт/100МВтч может быть достигнут КПД около 70%... В сочетании с системами, генерирующими бросовое тепло или готовых потреблять бросовый холод, установка имеет смысл.

Ну, то есть лучше ставить там, где есть ТЭС или городской мясокомбинат. А нам втуляют, что ставить можно где угодно, например под ветряками.

А чтобы получить, даже с идеальным генератором, 10МВт (электрических) к испарителю надо как-то подводить как минимум 3.3МВт тепла (вентиляторы или дымовые трубы от котельной)!  Поняли зачем "Highview Power" построила свою установку рядом с метановой ТЭС? Правильно: дармовое тепло из выхлопа. Если тепло к испарителю не подводить, то испаритель покроется сначала конденсацией, а потом коркой льда, и испарение замедлится до нифига. Впрочем, так оно и было в Бирмингеме, и так оно и есть в Мосс-холле. Гении инжиниринга на площадке "Виридора" уже всё поморозили. Но говорят, будто это помогает сжижать воздух...

Невольно вспоминается старикашка Эдельвейс с его пишмашинкой и неонкой

 

Удачи.