Безлимитное хранилище энергии внезапно обнаружили в Европе

Аккредитованная ООН неправительственная организация Международное общество солнечной энергии (ISES) занимается вопросами возобновляемой энергетики с 1954 года. Имея колоссальный опыт в этой сфере, специалисты ISES видят выгоду там, где другим она кажется невозможной. У Европы есть доступ к неограниченным ресурсам по хранению энергии, уверены в ISES, но даже профильные специалисты закрывают глаза на этот уникальный источник.

ГАЭС в Испании. Источник изображения: Sirbatch, Wikimedia

Эксперты ISES утверждают, что этим условно бесконечным ресурсом для чистого хранения энергии являются гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Разглядеть потенциал ГАЭС мешает целый спектр ошибочных представлений: небольшое число таких станций, необходимость множества плотин на реках, большая площадь затопляемых земель, большой расход воды, ущерб окружающей среде и высокие капитальные затраты на ГАЭС. Всё это неправильное понимание сути и принципов эксплуатации гидроаккумулирующих электростанций, заявляют в организации. Избавившись от этих заблуждений, можно радикально изменить подход к хранению энергии в Европе.

Вопрос хранения энергии в ЕС важен по той причине, что выработка электричества из возобновляемых источников крайне неравномерна по своей географии и носит сезонный характер. На севере обычно доминирует ветер, а на юге — солнечные электростанции. Объём хранения должен быть достаточным, чтобы пережить недели отсутствия солнца и ветра. ГАЭС могут стать идеальным решением для этих целей.

Обычные аккумуляторы способны легко обеспечить краткосрочное хранение энергии — до нескольких часов — с высокой выходной мощностью уровня ГВт. ГАЭС, в свою очередь, могут обеспечить долгосрочное хранение энергии — до нескольких дней, перекрыв потребность в запасаемом объёме до 95 %. Вместе оба этих источника могут стать комплексным решением проблемы с перебоями в возобновляемой энергетике.

Эксперты ISES создали европейский атлас с потенциальными местами для размещения ГАЭС ёмкостью от 2 до 5000 ГВт·ч. Предпочтения отдавались местам с большим перепадом высот и с наиболее короткими участками для сброса воды для выработки электроэнергии. В атласе представлены участки для 820 тыс. объектов ГАЭС с общим объёмом хранения 86 млн ГВт·ч, что эквивалентно 2 трлн аккумуляторов для электромобилей.

Атлас включает в себя участки премиум-класса (стоимостью AAA и AA) и участки более низкого качества (стоимостью A, B, C, D и E). Участки премиум-класса для ГАЭС характеризуются большим напором (более 500 м), небольшими дамбами, короткими напорными туннелями, большим объёмом (более 40 ГВт·ч) и длительным сроком работы (более 100 часов). В атласе свыше 6000 мест для объектов ГАЭС премиум-класса, с общим объёмом хранения около 1100 ТВт·ч, что примерно в 40 раз больше, чем требуется для полностью электрифицированной и декарбонизированной Европы.

Капитальные затраты на высококачественные накопители энергии длительного хранения находятся в диапазоне $8–25 за 1 кВт·ч. Например, накопитель энергии Snowy 2.0 в Австралии (класс AA) стоит около 12 млрд австралийских долларов за 350 ГВт·ч энергии и 2,2 ГВт мощности (срок хранения 160 часов). Это соответствует $22 за 1 кВт·ч, что намного ниже, чем стоимость аккумуляторов для системы, которая прослужит 100 лет.

Согласно расчётам специалистов, 150 ГВт·ч мощностей ГАЭС, расположенных за пределами национальных парков, не требуют строительства новых плотин на реках, а разветвлённая сеть высоковольтных линий передач в ЕС позволит размещать объекты почти в любой местности и не заботиться о необходимости подтягивать издалека энергетическую инфраструктуру.

Требования к земельным участкам для ГАЭС довольно скромны. Общая площадь затопления составит 60 км² (0,6 м² на человека), что в 100 раз меньше площади, занимаемой солнечными электростанциями, которые будут поддерживаться ГАЭС, и в 20 раз меньше площади парковки, занимаемой 100 млн автомобилей. Капитальные затраты на эту систему из пяти мощнейших ГАЭС для покрытия потребностей Европы составляют около €100 млрд и представляют собой огромную возможность для развития местной экономики. Это составляет всего €1000 на человека за возможность 100 лет пользоваться услугами ГАЭС.

Пять подобных участков способны обеспечить электричеством всю Европу на несколько дней

Что касается опасений по поводу расходов воды, то её потребление для ГАЭС невелико, потому что одна и та же вода циркулирует между резервуарами в течение 100 лет. В засушливых районах может потребоваться небольшое количество воды для восполнения потерь при испарении. Количество воды, необходимое для первоначального заполнения и восполнения потерь при испарении, составляет несколько литров на человека в день, что эквивалентно 20-секундному утреннему душу.

Воздействие ГАЭС на окружающую среду незначительно из-за отсутствия новых плотин на крупных реках, небольших требований к земле и воде, отсутствия электрохимических процессов, длительного срока службы (100 лет) и большого выбора мест за пределами рек (что позволяет избежать рискованных сценариев).

Глобальные мощности солнечной и ветряной энергетики в ЕС устанавливаются в шесть раз быстрее, чем всё остальное вместе взятое. Электрификация транспорта, отопления и промышленности удвоит или утроит спрос на электроэнергию. К счастью, для декарбонизации Европы по доступной цене можно использовать готовые решения в области солнечной, ветряной энергетики, включая ГАЭС, на что всем заинтересованным сторонам необходимо обратить особое внимание.