Пять технологий в энергетике, на которые стоит обратить внимание

Согласно обзору Международного энергетического агентства (МЭА) World Energy Outlook 2024, мировое потребление электроэнергии к 2050 г. вырастет вдвое вне зависимости от энергетической и климатической политики стран. Однако существенную часть спроса планируется удовлетворять за счет повышения эффективности и экономичности систем генерации и распределения электроэнергии. Инвестиции в модернизацию сетей и аварийного электроснабжения, а также обеспечение бесперебойного электроснабжения цифровой инфраструктуры — важнейший вектор развития отрасли.

Самые крупные инвестиции в энергетике сегодня связаны с центрами обработки данных. И это не случайно. Компании и государства понимают риски, связанные с хранением информации и управлением ею, и стремятся защитить не только саму информацию, но и зависящие от нее бизнес-процессы. Насколько этот вопрос стал критичным, можно судить по соответствующим законодательным инициативам в России. Например, закон «О связи» закладывает нормативную основу для регулирования отрасли дата-центров и запрещает размещать майнинговую инфраструктуру в российских ЦОДах, которые войдут в реестр Минцифры. 

Очевидно, что критически важная информационная инфраструктура государства должна быть обеспечена бесперебойным электропитанием. В этом контексте энергетические компании и поставщики генерирующего оборудования стали как никогда близки к ИТ-компаниям и облачным провайдерам.

Сегодня многим государствам стало понятно, что возможности безопасной ядерной энергетики — это не просто слова. Например, во Франции, по данным Всемирной ядерной ассоциации, в 2024 г. примерно две трети электроэнергии было выработано АЭС.

Атомная энергетика совершила настоящий технологический прорыв. Российский водо-водяной энергетический реактор ВВЭР-1200 используют по всему миру. Создатели учли все риски и опыт предыдущих аварий в Чернобыле и Фукусиме. Современные атомные станции отличаются невероятной прочностью. Например, атомные реакторы нового поколения выдерживают прямое падение самолета Boeing-777. Кроме того, у них есть защита от землетрясений — российский реактор «Аккую» выстоял при землетрясении в Турции в 2023 г. при магнитуде 7,5 баллов по шкале Рихтера. «Росатом» недавно ввел в эксплуатацию уникальный реактор АЭС с замкнутым ядерным топливным циклом.

Кроме того, стоит отметить накопленный в эпоху СССР опыт по переработке отходов и отработанного ядерного топлива. В России разработан реактор БРЕСТ-ОД-300, позволяющий использовать отработанное топливо на атомных станциях повторно. Такой энергоблок уже строится в Северске Томской области на площадке Сибирского химического комбината. Инновационная технология дает возможность перерабатывать отработанное топливо и повторно использовать его, что уменьшает объемы радиоактивных отходов и повышает безопасность атомной энергетики.

 

Сегодня иностранные компании обращаются к российским крупным поставщикам оборудования для атомных станций, несмотря на санкции и экономические сложности. Так, «Росатом» сообщил о строительстве двух новых энергоблоков на атомной станции «Пакш» в Венгрии. МАГАТЭ дало добро этому проекту без оглядки на сложности в отношениях между Евросоюзом и Россией. И причина этому — уникальная для мира технология.

Технический прогресс значительно увеличивает возможности использования энергетического потенциала солнца, воды, ветра и других возобновляемых источников энергии (ВИЭ). На новых источниках работают солнечные электростанции, ветрогенераторы, гидроэлектростанции, станции, использующие геотермальную энергию, биогаз и биомассу. 

Компании, занимающиеся возобновляемыми источниками энергии, сегодня очень перспективны. Поэтому, например, «Росатом» купил самого крупного игрока в России в этой сфере, компанию «НоваВинд» (теперь — АО «Росатом Возобновляемая энергия»). Были выкуплены и заводы, производящие ветрогенераторы, и другие составляющие бизнеса.

 

В России территории позволяют развивать технологии ВИЭ. Однако пока они весьма дороги, и не все проекты доходят до начала строительства из-за множества рисков. Случалось также, что предприятия полностью сворачивали бизнес в сфере возобновляемой энергии из-за нерентабельности. Так, норвежская компания Havfram ликвидировала бизнес-подразделение, занимавшееся ранним этапом развития морских ветряных электростанций, и отменила участие в тендерах. В другом проекте в сфере ВИЭ в планы бизнеса вмешалась природа — в южных горах коммуны Бюгланн (Норвегия) пришлось отказаться от строительства ветряной электростанции мощностью 120 МВт из-за рисков для популяции северных оленей, которые исторически обитают на этих территориях.

Среди перспективных технологий отдельно стоит упомянуть водородную энергетику, т.е. производство энергии с использованием водорода. В России эта технология пока не очень популярна. Однако в «Концепции развития водородной энергетики в РФ», принятой в 2021 г., построению инфраструктуры и запуску пилотных проектов в этой сфере уделяется большое внимание. Поэтому компании с экспертизой в этой области могут в перспективе создать себе хорошую репутацию.

В Китае, для сравнения, производство электроэнергии с помощью водорода вызывает большой интерес у бизнеса. Страна является крупнейшим производителем и потребителем водорода в мире. В планах Китая — создать крупнейшую в мире водородную энергосистему замкнутого цикла. Строительство турбины, которая будет использовать только водород, а не смесь водорода и природного газа, началось в этом году на юге автономного региона Внутренняя Монголия примерно в 300 км от Пекина.

Еще один технологический тренд в энергетике — аккумулирование энергии. В крупных масштабах речь идет не о привычных аккумуляторах, а об аккумулирующих электростанциях, как гидро-, так и твердотельных аккумулирующих станциях, которые позволяют накапливать большие объемы энергии и сглаживать пиковые нагрузки. В малой энергетике уже применяются батарейные системы, включая литий-ионные аккумуляторы, но человечество пока не умеет эффективно хранить электроэнергию в масштабах всей сети.

В эту сферу инвестируются значительные средства. Например, «Росатом» в 2023 г. инвестировал более 14 млрд руб., в том числе в проекты по переработке и утилизации ядерного топлива, а также в разработку литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. Имеют перспективы для развития и системы хранения энергии на основе аккумулирующих электростанций.

Цифровизация и умные сети (Smart Grid) уже сегодня позволяют прогнозировать и балансировать электросетевые нагрузки. Самый свежий тренд — использование в этих процессах искусственного интеллекта. Интеллектуальные счетчики, системы управления распределением, умные выключатели для промышленных объектов и т.п. все больше привлекают внимание инженеров и лиц, принимающих решения, на самых высоких уровнях в промышленном и технологическом секторе.

* * *

Одни источники говорят о постоянном росте потребления электроэнергии в мире, другие — о постепенном снижении. Истина, как всегда, посередине. Основным показателем, который будет определять объем и характер потребления электроэнергии, остается энергоэффективность в сочетании современными технологиями управления спросом и цифровыми подстанциями. Среди ключевых областей применения этих технологических решений — энергоэффективные здания, интеллектуальное городское освещение и высокоэффективные промышленные электродвигатели. Эти направления формируют технологические тренды в энергетике и позволяют оптимизировать использование ресурсов, снижать потери и повышать устойчивость энергосистем.

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!