Авторы этого инновационного проекта для наглядности называют свое детище "самой большой в мире батареей". И, представляя его в Берлине 22 ноября 2017 года, обещали совершить "нечто революционное". Энергетическая компания EWE и ученые Йенского университета задались амбициозной целью хотя бы частично решить ключевую проблему возобновляемой энергетики: найти способ накапливать излишки электроэнергии.

Ведь главный недостаток солнечных электростанций и ветропарков состоит в том, что они вырабатывают электричество не тогда, когда оно требуется, а когда светит солнце и дует ветер. Нужны "аккумуляторы", которые могли бы временно сохранять эту электроэнергию и при необходимости возвращать ее в электрическую сеть. Как только такие технологии заработают в промышленных масштабах, исчезнет главная преграда на пути повсеместного распространения "зеленой энергетики", и без того быстро развивающейся в Германии и многих других странах мира, включая Китай.

Различные технологии накопления излишков электроэенргии

Один вариант решения проблемы существует уже более ста лет и применяется, в том числе и в России, для выравнивания суточных колебаний спроса на электроэнергию. Это гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Они используют излишки электроэнергии, чтобы закачивать воду из нижнего водоема в верхний, и затем вновь сбрасывают воду, проводя в движение генераторы как на обычной ГЭС.

Однако для сооружения ГАЭС нужна гористая или по крайней мере холмистая местность, так что эта технология применима далеко не везде. Особенно много гидроаккумулирующих электростанций в норвежских фьордах. Поэтому с 2016 года между Норвегией и Германией прокладывается гигантский подводный кабель NordLink, по которому немецкие ветропарки на Северном море часть вырабатываемого ими электричества будут отправлять норвежским партнерам на "временное хранение".

Другим вариантом накопления электроэнергии может стать технология Power to Gas, которую в Германии начали разрабатывать в 2008-2009 годах, а сейчас уже вполне успешно тестируют в разных уголках страны на доброй дюжине опытных установок. Тут с помощью излишков "зеленой электроэнергии" осуществляют классический электролиз, получая из обычной воды водород, который затем используют как топливо или превращают в метан. Этот синтетический (промышленно изготовленный) газ можно, как и обычный природный газ, закачивать в газохранилища, а позднее использовать для производства электроэнергии или тепла.

EWE - оператор ветропарков и подземных хранилищ газа

К той же цели, но иным путем, решило идти акционерное общество EWE AG. Штаб-квартира этой пятой по размерам немецкой энергетической компании находится в Ольденбурге - городе на северо-западе Германии вблизи Северного моря, славящегося своими ветрами. Так что вполне закономерно, что EWE стала в ФРГ одним из первопроходцев в области ветряной энергетики и, в частности, участвовала в сооружении самого первого немецкого морского ветропарка Alpha Ventus.

Северо-западный регион Германии славится также обилием соляных каверн. Это, по сути дела, огромные пещеры в соляных пластах (в некоторых из них мог бы полностью уместиться Кельнский собор), которые во всем мире, в том числе и в России, активно используются как подземные хранилища газа (ПХГ). У компании EWE, точнее у ее дочки EWE Gasspeicher, 38 таких каверн в этом регионе и на востоке Германии, и она входит в число крупнейших немецких операторов ПХГ.

И вот одна из этих каверн станет полигоном для испытания новой технологии. Хотя в основе ее - хрестоматийный, описанный в любом учебники физики принцип работы гальванического элемента или попросту аккумулятора, т.е. технического устройства, принцип действия которого основан на обратимости химической реакции. При этом поступающая извне электрическая энергия может вновь преобразовывается в электричество. Так что проект, получивший название Brine4power, действительно, можно считать попыткой создать гигантскую подземную батарею.

Проект Brine4power преодолел важный технический рубеж

Английское слово brine переводится как "соляной раствор". Именно он призван стать тем электролитом, в котором компания EWE собирается "хранить" избыточную электроэнергию, вырабатываемую ее ветропарками. Особенность этого электролита состоит в том, что в нем будут растворятся особые полимеры, значительно повышающие эффективность химических процессов. Разработали эти искусственные органические вещества химики Университета имени Фридриха Шиллера в восточногерманском городе Йене.

Собственно, поводом для пресс-конференции в Берлине стало завершение лабораторных испытаний этих полимеров в соляном растворе, взятом непосредственно из каверны компании EWE. Профессор Ульрих Шуберт (Ulrich Schubert) подтвердил: полимеры "выполнили предъявляемые к ним специфические требования".

Пока еще рано говорить об окончательном прорыве, предупредил собравшихся журналистов исполнительный директор компании EWE Gasspeicher Петер Шмидт (Peter Schmidt). Однако, пояснил он, "мы преодолели важный рубеж на пути создания работающей на соляном растворе батареи, поскольку один из ее ключевых элементов полностью выдержал все проведенные тесты".

Впереди - решение многочисленных других технических проблем, а также целого ряда юридических и налоговых вопросов, поскольку немецкое законодательство регулирует деятельность ПХГ, но пока не создало правовых рамок для "хранилищ электроэнергии". Тем не менее непосредственный руководитель проекта Brine4power, менеджер компании EWE Gasspeicher Ральф Рикенберг (Ralf Riekenberg) заявил в Берлине: "Я по-прежнему исхожу из того, что мы примерно к концу 2023 года могли бы иметь действующую каверну-батарею".

Она сможет "хранить" электроэнергию, обеспечивающую суточный расход 75 тысяч домашних хозяйств. Конечно, одной этой технологией проблему зависимости возобновляемой электроэнергетики от погоды и времени дня не решить. Но если учесть, что к этому времени уже 3-4 года будет действовать кабель NordLink, а суммарная мощность установок Power to Gas, согласно прогнозам, окажется сопоставимой с мощностью атомной электростанции, то можно предположить: Германия в середине следующего десятилетия к решению этой проблемы значительно приблизится.

Смотрите также: