Сегодня власти Германии в лице федерального министра экономики Роберта Хабека (Robert Habeck) представили стратегию ускоренного развития солнечной энергетики в стране. В основе стратегии лежит снижение бюрократических барьеров, и смягчение правил, ограничивающих самостоятельную установку солнечных панелей и их подключение рядовыми гражданами. Задачей властей является увеличение к 2030 году потребления электроэнергии из возобновляемых источников до 80 %.

Источник изображения: Pixabay

Наиболее значимыми направлениями в новой стратегии станут расширение наземных систем выработки электроэнергии солнечными панелями и упрощение установки фотоэлектрических систем на крышах. В связи с этим будут упрощены правила снабжения электроэнергией арендаторов и коммунальных зданий. Под эти цели уже принят ряд законодательных мер для ускорения внедрения солнечной энергетики, хотя в целом этого пока недостаточно, признают сами же власти.

Чтобы граждане активнее устанавливали на балконах и фасадах солнечные электростанции, строгую процедуру отчётности планируется или смягчить, или даже отменить. Подключить станцию к домашней электросети должно быть так же просто, как воткнуть вилку в розетку. Кстати, «евровилку» Schuko для этого утвердят в качестве базового решения для «энергетических подключаемых устройств». Также «подключаемые солнечные батареи» будут внесены в перечень привилегированных мер в немецком законе о кондоминиумах (WEG), а также в немецком гражданском кодексе (BGB), что не позволит игнорировать фотовольтаику при эксплуатации и строительстве новых жилых зданий.

Кроме того, будет поднят максимально разрешённый для использования солнечных панелей «на балконе» порог в 600 Вт мощности. Временно, до замены электрического счётчика, будут допускаться счётчики с обратным отсчётом. При этом сроки замены счётчиков должны быть сокращены.

Правительство Германии хочет сделать сектор электроэнергетики нейтральным по выбросам парниковых газов к 2035 году. Закон о возобновляемых источниках энергии (EEG) устанавливает промежуточную цель в 215 ГВт установленных фотоэлектрических мощностей к 2030 году. Для этого ежегодное расширение фотоэлектрических мощностей должно утроиться до 22 ГВт в 2026 году. Снижение бюрократических преград позволит сделать нормой размещение солнечных панелей на крышах зданий, а расширение льгот для граждан, самостоятельно обеспечивающих себя солнечной электроэнергией, придаст движению массовый характер.

Компания Tesla на этой неделе провела мероприятие для инвесторов, а генеральный директор Илон Маск (Elon Musk) воспользовался этой возможностью, чтобы рассказать о генеральном плане по реформированию мировой энергетической системы. В конечном итоге человечество должно отказаться от потребления ископаемых видов топлива и перейти на использование возобновляемых источников энергии ещё при жизни нынешнего поколения землян, как считает Илон Маск.

Источник изображения: Tesla

Помимо уже предлагаемых четырёх моделей электромобилей Tesla, а также грузовика Semi и пикапа Cybertruck, компания Tesla рассчитывает предложить более компактный легковой электромобиль, который по объёмам производства окажется самым массовым из выпускаемых моделей, а также некий электромобиль с высокой крышей, напоминающий своими очертаниями либо коммерческий фургон, либо минивэн для автономных такси. Впрочем, ориентироваться на эту иллюстрацию можно лишь с оговорками, ведь тот же Tesla Roadster второго поколения на слайде почему-то не представлен, хотя при его скромных объёмах производства он вряд ли сможет существенно влиять на экологическую обстановку в масштабах планеты.

Компания рассчитывает добиться увеличения ёмкостей по стационарному хранению электроэнергии до 240 ТВт‧ч. По словам руководства Tesla, для этого не потребуется существенно увеличивать потребление рудных ископаемых. На достижение этой цели уйдут не более 30 % мировых запасов никеля, а железной руды на планете и так в избытке, как заявил Илон Маск. Чтобы увеличить ёмкость систем стационарного хранения электроэнергии до указанного уровня, нужно будет занять ветряными турбинами и солнечными панелями менее 0,2 % земной поверхности.

Переход на использование электромобилей потребует от человечества увеличения ёмкости тяговых батарей и стационарных систем хранения до 115 ТВт‧ч, для подзарядки транспортной инфраструктуры потребуются генерирующие мощности на 4 ТВт и инвестиции в производство в размере $7 трлн. Дома необходимо оснащать тепловыми насосами для обогрева с использованием геотермальной энергии, а в промышленной сфере Маск допускает использование водородного топлива, применение которого в автопроме ранее неоднократно критиковал. Морские суда и летательные аппараты тоже будет необходимо перевести на использование возобновляемых источников энергии.

В общей сложности этот план потребует для своей реализации $10 трлн инвестиций — не такие большие средства в масштабах мировой экономики, как убеждён Маск. Он не потребует разрушения естественной среды обитания или какого-то радикального аскетизма. Жить в холоде или отказаться от использования электричества людей никто заставлять не будет. Более подробный план перехода к возобновляемым источникам энергии Илон Маск пообещал изложить в письменном виде позднее.

На этой неделе в Сандийской национальной лаборатории Министерства энергетики США заложили фундамент гелиоконцентратора нового типа. Установка в виде комплекса отражателей и башни с рабочим веществом и генератором должна быть введена в строй осенью 2024 года. Запас тепловой энергии в установке позволит хранить до 1 ГВт•ч электрической энергии.

Источник изображения: Sandia Labs

На установке будут испытаны новейшие способы накопления, хранения и выработки электричества, получаемого от Солнца. Это будет демонстратор, который позволит оценить возможность масштабирования установки для коммерческого использования. Построенный в Sandia Labs демонстратор будет использовать генератор мощностью 1 МВт. Будущие коммерческие гелиоконцентраторы будут оборудованы 100-МВт турбинами, что в перспективе, как рассчитывают в Министерстве энергетики, позволит снизить стоимость электрической энергии до 5 центов за кВт•ч к 2030 году.

Современные гелиоконцентраторы греют воду или расплавы солей сфокусированными лучами солнца и вращают турбины перегретым водяным паром. Но проблема кроется в другом. Когда солнце не светит, вода сравнительно быстро теряет накопленное тепло даже при наличии тепловой изоляции. Учёные Сандийской лаборатории потратили около пяти лет на поиск наиболее эффективного материала для поглощения и накопления тепловой энергии, а также на разработку системы превращения тепла в электричество.

На выходе научной работы с привлечением компьютерного моделирования появился проект гелиоконцентратора с использованием твёрдого, похожего на песок материала, состоящего из керамических частиц бокситов. Сыпучий материал поднимается на верх башни и сыплется сквозь приёмник падающих частиц (FPR). В приёмнике частицы разогреваются сфокусированными лучами солнца до температуры свыше 800 °C. Упав в накопительный контейнер внизу башни, разогретые частицы либо сразу используются для выработки электричества, либо хранятся до начала использования, например, в ночное время суток.

Превращение тепла в электричество также будет осуществляться по-новому. Для этого пришлось переделать систему подачи теплоносителя и блок турбины. Поскольку в современных гелиоконцентраторах температура теплоносителя не поднимается выше 560 °C, для передачи тепла с температурами выше 800 °C потребовались отличные от обычных металлов и сплавов материалы, которые бы не размягчались. Выбор был сделан в пользу карбида циркония и вольфрама — сплавов, используемых в дюзах твердотопливных ракетных ускорителей.

Более высокая температура аккумуляции и теплоносителя также заставила отказаться от воды и водяного пара как от механизма для вращения лопаток турбин. В опытной установке Generation 3 Particle Pilot Plant (G3P3) в качестве рабочей жидкости используется сверхкритический диоксид углерода в цикле Брейтона. Углекислый газ можно нагревать до температур более 700 °C. Чем выше температура аккумуляции и теплоносителя, тем эффективнее в итоге процессы и установка. Осталось подождать полтора года до запуска демонстратора G3P3 и несколько больше для оценки эффективности его работы.

Единство стран Европейского союза разошлось в вопросе считать ли атомную энергетику и всё, что с ней связано полезным для климата Земли или нет? Оспорить использование мирного атома пытается Германия и ряд поддержавших её стран, тогда как возглавляемая Францией коалиция шаг за шагом продавливает идею озеленения энергетики с помощью атомной энергии. По крайней мере, власти ЕС разрешили Франции производить «зелёный» водород энергией с АЭС.

Источник изображения: Pixabay

Производство водорода с помощью атомной энергетики — это лишь часть глобальной водородной Директивы ЕС. Европейский союз вслед за США принимает меры для снижения зависимости от ископаемых источников топлива и, в первую очередь, от природного газа. В этих планах водороду отводится главная роль. Пакет мер по водородной Директиве был представлен в декабре 2021 года, а заключительное голосование по нему прошло 9 февраля.

Комитет по промышленности, исследованиям и энергетике ЕС поддержал полное соглашение 62 голосами за и двумя против. Против ряда нормативных актов Директивы голосовали 17 человек, а 54 отдали голоса в их поддержку. На следующем этапе пакет мер в рамках водородной Директивы должен быть утверждён полным составом Европейского парламента, что произойдёт в марте. После этого последуют переговоры с 27 странами участницами ЕС.

Активно против принятых мер и актов голосует Германия и возглавляемая ею коалиция. У Германии нет собственной атомной энергетики, и она пытается заблокировать любые льготы для этого сектора. Представители Германии, например, заблокировали очередной раунд переговоров по Директиве о возобновляемых источниках энергии, которая охватывает более широкий круг проблем, чем Директива о водороде. Германия утверждает, что пока нет полной ясности в отношении происхождения возобновляемого водорода, атомную энергетику нельзя считать «зелёной».

Тем не менее, Франция получила разрешение на производство именно «зелёного» или возобновляемого водорода с применением энергии от атомных электростанций. В дальнейшем такой водород будет использоваться в ЕС как источник энергии для энергетически ёмких отраслей, например для выплавки стали. Примечательно, что водород в ЕС не планируют использовать для отопления жилищ граждан. Принято, что этот сектор обеспечат тепловые насосы и возобновляемые источники энергии.

Поскольку газотранспортная система масштаба прокачки природного газа будет больше не нужна (раз она не потребуется для нужд отопления), почти вся сегодняшняя инфраструктура будет уничтожена либо сведена до минимума, лишь бы обеспечить промышленных потребителей. По этому поводу у стран ЕС есть разногласия. Зелёные считают, что газотранспортную систему необходимо полностью уничтожить, чтобы нефтегазовые компании не получили преимущества. Иначе это будет, как пустить лису в курятник. Только созданная с нуля система распределения водорода обеспечит равные конкурентные условия для развития зелёной энергетики.

Согласно принятым нормативам, на каждый килограмм выработанного с помощью АЭС водорода H₂ производится 2,77 кг CO₂e (эквивалента CO₂). Примерно столько же углекислого газа производится при выработке водорода с помощью ветровой и солнечной энергетики. В принципе, любой водород с выработкой менее 3,38 кг CO₂ на 1 кг H₂ принято считать низкоуглеродным, поэтому атомная энергетика легко помещается в зелёный диапазон. Но бюрократическая борьба ещё не окончена и Германия надеется хоть в чём-то взять реванш.

Норвежская компания Wind Catching Systems приблизилась к завершению проектирования гигантской плавучей стены ветряных турбин, высота которой сравнима с Эйфелевой башней. Вместо одной большой турбины с лопастями максимальной длины проект WCS выглядит как сплошная стена из 150 турбин с роторами диаметром до 30 м каждый. Одно компактное изделие сможет генерировать уйму энергии, обещая эффективное и удобное обслуживание.

Изображение: Wind Catching Systems

Первый транш от норвежской государственной компании ENOVA на сумму 22 млн норвежских крон ($2,1 млн) проект Wind Catching Systems получил в октябре 2022 года. На этой неделе был выделен второй транш «на предпроектные работы» на сумму 9,3 млн крон ($900 тыс.). Ожидается, что пилотный проект плавучей электростанции с множеством турбин будет запущен до конца нынешнего года в ветропарке Mehuken у западного побережья Норвегии.

О серьёзности намерений Wind Catching Systems говорит тот факт, что в эту молодую компанию инвестировали крупные фонды: венчурное подразделение General Motors (GM Ventures), крупнейшая частная инвестиционная компания Норвегии Ferd и North Energy ASA, норвежская энергетическая инвестиционная компания с публичным капиталом.

Надводная высота балочной конструкции плавучей ветряной электростанции Wind Catching Systems достигнет 320 м. Благодаря такой высоте сплошной стены из 150 турбин и 30-м роторов можно собрать максимум энергии с небольшой площади. Производство, сборка и обслуживание секционной установки обещает оказаться дешевле обслуживания одной гигантской ветряной башни. Утилизация объекта также обещает оказаться проще и полнее, в отличие от 100-м лопастей современных ветряков, которые приходится целиком закапывать в землю.

Весомой проблемой, о которой редко вспоминают, остаётся утилизация отслуживших свой век лопастей ветряных турбин. Такие лопасти длиной свыше 100 м представляют собой пропитанную эпоксидной смолой стеклоткань, и потому их остаётся только отправлять на свалки, поскольку технологий по переработке сейчас нет. А разлагаться они могут сотни, если не тысячи лет. И это большая проблема, но датские исследователи стали ближе к её решению.

Источник изображения: Vestas Wind Systems A/S

По оценкам экспертов WindEurope, начиная с 2025 года ежегодно будут выбывать около 25 тыс. т лопастей турбин, а к 2030 году этот показатель может увеличиться до 52 тыс. т в год. И если башни, гондолы и компоненты генераторов без особых проблем можно перерабатывать, то материал лопастей пока никто не научился пускать в переработку. Ряд компаний ведут работы в этом направлении, но поиски движутся в сторону создания особых эпоксидных смол, поддающихся растворению, тогда как широко используемые в промышленности смолы остаются за бортом процесса и должны утилизироваться по старинке — на открытую свалку или во рвы.

Напротив, в Дании создано объединение CETEC, которое с 2021 года сочетает усилия компаний Vestas Wind Systems A/S, Olin Corporation, Датского технологического института и Орхусского университета в направлении переработки абсолютно любых лопастей на эпоксидной смоле, даже тех, которые уже отправлены на свалку.

«До сих пор ветровая промышленность считала, что материал лопастей турбин требует нового подхода к проектированию и производству, чтобы по окончании срока службы их можно было либо перерабатывать, либо, более того, использовать по новой, — сказала Лиза Экстранд (Lisa Ekstrand), вице-президент и руководитель отдела устойчивого развития компании Vestas. — В будущем мы можем рассматривать старые лопасти на эпоксидной основе как источник сырья. Как только эта новая технология будет внедрена в масштабе, старый материал лопастей, который в настоящее время находится на свалке, а также материал лопастей на действующих ветряных электростанциях, можно будет разобрать и использовать повторно».

Универсальный химический процесс для растворения и восстановления эпоксидной смолы разрабатывается в Орхусском университете с помощью остальных участников объединения. Процесс использует широко доступные химикаты и обещает оказаться коммерчески выгодным. В настоящий момент компания Vestas работает над расширением масштаба применения процесса и движется в сторону его коммерциализации.

Свежий анализ Международного энергетического агентства (МЭА) раскрывает, что к 2025 году в мировом энергетическом секторе произойдёт переломный момент. К этому времени энергия из возобновляемых источников начнёт доминировать в мировой генерации, что подчеркнёт закат ископаемой энергетики. К этому подталкивает сама природа, которая беспощадна к людям за последствия загрязнений.

Источник изображения: Pixabay

Данные последних лет показывают, что рост поставок возобновляемой энергии опережает рост генерации с помощью ископаемого топлива. В ближайшие несколько лет почти все новые поставки электроэнергии в мире будут осуществляться за счет возобновляемой и ядерной энергии, что благоприятно скажется на климате — ограничит выбросы и загрязнение.

В частности, до 2025 года безуглеродная энергетика удовлетворит во всём мире свыше 90 % нового спроса на электроэнергию. И большая часть этой энергии будет поступать из возобновляемых источников, включая солнечную, ветровую и гидроэнергетику. Также свой вклад внесёт ядерная энергетика, временно признанная чистой, но ядерный ренессанс будет сравнительно скромный, считают аналитики. Тем не менее, всё вместе приведёт к переломному моменту в энергетике и к её решающему «озеленению».

В 2022 году выбросы углекислого газа достигли пика, находят в МЭА, но дальше эти показатели выйдут на плато и начнут снижаться. «Мы близки к переломному моменту для выбросов в энергетическом секторе», — заявил сегодня в пресс-релизе исполнительный директор МЭА Фатих Бироль (Fatih Birol).

Если говорить предметно, то к 2025 году аналитики МЭА ожидают, что на долю возобновляемых источников придётся 35 % мирового производства электроэнергии. Доля угля в генерации снизится до 33 %. Природный газ сохранит вклад в выработку электричества на уровне 20 %, а атомная энергетика увеличит свою долю до 10 %.

Специалисты подчёркивают, что глобальное изменение климата уже негативно сказывается на выработке электроэнергии, заставляя снижать поставки ветряной и гидроэнергетики, а также тормозя работу атомной генерации за счёт обмеления водных ресурсов. Всё это указывает на усиление зависимости от природы и заставляет серьёзнее относиться к сокращению генерации за счёт ископаемого топлива. Мировой системе электрогенерации жизненно важно становиться устойчивее и чище, тут двух мнений быть не может, уверены в МЭА.

Группа китайских инженеров представила интересный проект орбитальной солнечной электростанции для передачи энергии на Землю. Изюминкой разработки стала «бионическая» система охлаждения, вдохновлённая крыльями бабочек. Тонкие и ажурные радиаторы с циркулирующей в них жидкостью будут сочетать малый вес и высокую эффективность, что сделает китайскую установку одной из самых удачных в мире.

Источник изображений: Xidian University

Космическая солнечная электростанция проекта OMEGA-2.0 (Orb-shaped Membrane Energy Gathering Array) представляет собой половину шара диаметром 1 км со светоотражающим покрытием внутри. Предыдущий проект OMEGA предусматривал полностью сферическую форму с полупрозрачным покрытием, но от этого отказались, как от сверхсложного решения.

Чаша зеркала OMEGA-2.0 будет всегда обращена к Cолнцу, а вся попавшая в него лучистая энергия будет фокусироваться на фотопанелях, размещённых на центральном стержне. Главной проблемой будет охлаждение панелей и, в целом, блока генерации электричества. Радиаторы в форме крыльев бабочек, для которых проблема охлаждения крыльев также стоит на первом месте в борьбе за выживание в природе, обеспечат высокую эффективность охлаждения и будут удерживать температуру центрального стержня не выше 50 °C.

Передача энергии на Землю в проекте OMEGA-2.0 планируется в виде микроволнового излучения с помощью двух дискообразных фазированных антенных решёток. Это позволит избежать использования движущихся механизмов и не проиграть в точности и скорости фокусирования. Грубой ориентацией чаши и удержанием её на орбите высотой свыше 30 тыс. км будут заниматься мощные электрические ракетные двигатели (на ионной тяге), разработкой которых также занимаются в Китае.

По словам разработчиков, проект OMEGA-2.0 обеспечит выработку 8,4 кВт электроэнергии на килограмм своего веса, что намного лучше альтернативных предложений. А такие проекты есть у всех космических стран, включая Россию, хотя дальше всех в экспериментах пошли американцы. Ряд их ранних прототипов солнечных электростанций на орбите уже проходят испытания, тогда как те же китайцы приступят к космическим испытаниям соответствующих технологий не раньше, чем через пару лет, а то и позже.

Свежий отчёт климатического аналитического центра Ember показал, что в 2022 году солнечная и ветряная энергия впервые в ЕС вышли на первое место по объёмам выработки, обогнав все другие источники. Специалисты расценивают это как стремительное «озеленение» европейской энергетики, что ещё сильнее подчёркнут показатели 2023 года.

Источник изображений: ec.europa.eu

Отчёт раскрывает, что рекордный прирост новых ветровых и солнечных мощностей в 2022 году помог Европе пережить «тройной кризис», вызванный ограничениями на поставки российского газа, спадом гидроэнергетики из-за засухи и неожиданными отключениями в атомной энергетике. В совокупности энергия ветра и солнца обеспечила рекордную пятую часть электроэнергии в ЕС (22,3 %) — этот вклад впервые был больше, чем от атомной (21,9 %) или газовой генерации (19,9 %).

Источник изображений: Ember

«Засуха, случающаяся раз в 500 лет по всей Европе, привела к самому низкому уровню выработки гидроэлектроэнергии, по крайней мере, с 2000 года, а также [произошли] широкомасштабные неожиданные отключения французских атомных электростанций в тот момент, когда закрывались немецкие атомные блоки», — сказано в отчёте.

Сложившаяся ситуация создала дефицит генерации на уровне 7% от общего спроса на электроэнергию в Европе в 2022 году. Около 83 % дефицита было покрыто за счёт ветровой и солнечной генерации. Помогло и падения спроса на электроэнергию. В частности, благодаря мягкой погоде и экономии энергии населением в четвёртом квартале 2022 года спрос на электричество снизился на 8 %. Полностью закрыть дефицит помог уголь, хотя рост электрогенерации с помощью угля оказался намного слабее, чем предсказывали аналитики.

В 2022 году производство солнечной энергии выросло на рекордные 24 %, что, по данным Ember, помогло избежать расходов на газ в размере 10 млрд евро. За это надо благодарить рекордные показатели по новым установкам солнечных панелей в 2022 году общей мощностью 41 ГВт или почти на 50 % больше, чем в 2021 году.

С мая по август солнечная энергетика обеспечивала 12 % электроэнергии в ЕС, впервые в истории превысив показатель 10 %. В 2022 году около 20 стран ЕС получили рекордную долю солнечной энергии. Лидером были Нидерланды, которые производили 14 % электроэнергии за счет Солнца, впервые обогнав уголь, но не отставали и Испания с Германией.

Ожидается, что в этом году рост ветровой и солнечной энергетики в ЕС продолжится, в то время как гидро- и атомная генерация, скорее всего, восстановится. В результате в 2023 году производство электроэнергии на ископаемом топливе может сократиться на беспрецедентные 20 %, что вдвое больше предыдущего рекорда, наблюдавшегося в 2020 году.

Работа угольных электростанций оказалась менее интенсивной, чем можно было ожидать в сложившейся ситуации. За счёт сжигания угля была компенсирована лишь шестая часть падения атомной и гидроэнергетики в 2022 году. В последние четыре месяца года, когда температура начала снижаться , угольная генерация упала на 6 % по сравнению с тем же периодом 2021 года. Это было вызвано, в первую очередь, падением спроса на электроэнергию, как сказано в отчёте.

Сообщается, что возвращённые в аварийный резерв 26 угольных блоков последние четыре месяца 2022 года работали на мощности всего 18 %. Девять из 26 угольных энергоблоков вообще не обеспечивали выработку электроэнергии и простаивали. В целом, выработка угля в 2022 году выросла на 7 % по сравнению с 2021 годом, что привело к увеличению выбросов в энергетическом секторе ЕС почти на 4 %, что оказалось существенно ниже прогнозов.

«Европейские страны не только по-прежнему привержены постепенному отказу от угля, но теперь они стремятся постепенно отказаться и от газа. Европа стремительно движется к чистой, электрифицированной экономике, и это будет наглядно продемонстрировано в 2023 году. Перемены наступают быстро, и все должны быть к ним готовы», — резюмируют аналитики.

Евростат сообщил, что в 2021 году доля потребления энергии из возобновляемых источников в странах Европейского союза составила 21,8 %, что на 0,3 % меньше уровня потребления 2020 года. Это первое зарегистрированное в ЕС снижение потребления «зелёной» энергии. Если подобная тенденция продолжится, ЕС не сможет достичь поставленных климатических целей. Властям следует принять меры для недопущения подобного развития событий.

Источник изображений: ec.europa.eu

Сразу отметим, что Евростат призывает не искать в снижении уровня потребления возобновляемой энергии странами Союза каких-либо фундаментальных проблем. Во-первых, в 2021 году начал расти спрос на энергию для промышленности после отмены карантинных ограничений 2020 года, что в полной мере не смогли удовлетворить также растущие мощности по выработке энергии из возобновляемых источников.

Во-вторых, изменился ряд нормативных документов по подсчёту выработки и потребления энергии из возобновляемых источников. Судить о влиянии на потребление той или иной причины Евростат призывает только после тщательного изучения 100-страничного документа с анализом нюансов подсчёта норм в 2020 и 2021 году, а не по причине, например, начавшегося осенью 2021 года энергетического кризиса в Европе.

Но даже скорректированная методика подсчёта намекает на пропасть между целями и реальностью. Так, согласно Директиве Европейского парламента и Союза 2018/2001 от 11 декабря 2018 года о стимулировании использования энергии из возобновляемых источников, в 2030 году доля потребления возобновляемой энергии в ЕС должна достичь 32 %. Показатель 2021 года на уровне 22 % заставляет усомниться в реальности этих целей. Более того, Комиссия Европарламента рекомендует увеличить это показатель до 40 % и даже 45 %, если изучить план REPowerEU на 2022 год. А ведь мы пока даже не знаем статистики за 2022 год, а она на фоне происходящих в Европе и мире глобальных событий обещает удивить во всех отношениях.

Если говорить о станах ЕС по отдельности, то самую высокую долю энергии из возобновляемых источников демонстрирует Швеция (62,2 %). Эта страна — абсолютный лидер, но не благодаря солнцу и ветру, а в основном за счёт биомассы, гидроэнергии, ветра, тепловых насосов и жидкого биотоплива.

На втором и третьем месте в ЕС расположились Финляндия (43,1 %) и Латвия (42,1 %), и тоже за счёт биомассы и гидроэнергии, а не солнца и ветра. Эстония с долей возобновляемой энергии на уровне 37,6 % получает выгоду от биомассы и ветра. Австрия (36,4 %) и Дания (34,7 %) также активно «сжигают» биомассу, хотя первой помогает также гидроэнергетика, а второй — ветер.

Что касается аутсайдеров, то в их число входят более половины стран-членов ЕС, показатели потребления чистой энергии в которых ниже среднего по ЕС. 15 из 27 членов Евросоюза сообщили о долях ниже среднего по ЕС в 2021 году: Бельгия, Болгария, Чехия, Германия, Ирландия, Испания, Франция, Италия, Кипр, Люксембург, Венгрия, Мальта, Нидерланды, Польша и Словакия.

Самая низкая доля возобновляемых источников энергии была зафиксирована в Люксембурге (11,7 %), на Мальте (12,2 %), в Нидерландах (12,3 %), Ирландии (12,5 %) и Бельгии (13,0 %). Ведущие экономики ЕС — Германии и Франции — также оказались в списке аутсайдеров, далеко отстав даже от прибалтийских стран.

Норвежские компании Hydro и World Wide Wind совместно создадут прототип плавучей ветряной турбины нового типа. Лопасти турбины будут необычными на вид, и расположатся на вертикально ориентированной оси. Это придаст установке компактный вид и сделает её легче и дешевле вплоть до изготовления из алюминия вместо стали, где алюминий сыграет роль «зелёного» металла, который можно получать с помощью возобновляемой энергии.

Источник изображения: World Wide Wind

Разработкой проекта будет заниматься компания World Wide Wind, а Hydro, как один из крупнейших в мире производителей алюминия, обеспечит выпуск деталей конструкции. В дальнейшем компания Hydro надеется внести алюминиевые ветряные турбины в список фирменных изделий, чтобы быть на пике климатических усилий.

Предложенное решение плавучей турбины опирается на пару вертикально расположенных роторов с противоположно направленным вращением. Лопасти в форме перевёрнутой буквы V по три на каждый ротор. Ось вращения наклоняется по ветру и каждый раз вращается с максимально выгодным для неё наклоном вне зависимости от направления ветра. Такой турбине не нужен фундамент на дне, гондола и редукторы, а это колоссальная экономия средств. Генератор в основании играет роль противовеса, что также упрощает конструкцию установки.

Разработчики делают акцент на то, что нельзя слепо переносить проекты наземных ветряных турбин на проекты морских ветряных установок. Даже для прибрежных зон с мелкой водой необходимо разрабатывать свои адаптированные решения. Посмотрим, как они с этим справятся.

Китайская государственная судостроительная корпорация CSSC Haizhuang сообщила о производстве ветряного генератора H260-18MW мощностью 18 МВт. Три лопасти длиной 128 м каждая формируют диаметр ротора 260 м, а площадь формируемой при вращении окружности равна восьми футбольным полям — около 53 тыс. м². За один оборот лопастей турбина будет генерировать 44,8 кВт·ч электричества. Такого в индустрии ещё не было.

Источник изображений: CSSC Haizhuang

Сегодня самая большая и мощная турбина работает в опытной эксплуатации в Дании. Это ветрогенератор Vestas V236-15 MW мощностью 15 МВт. Длина лопастей агрегата составляет 115 м при диаметре ротора 236 м. Одновременно компания CSSC Haizhuang завершает сборку на месте новой ветряной турбины MySE 16.0-242 мощностью 16 МВт. Ожидается, что эта турбина с лопастями длиной 118 м и ротором диаметром 242 м будет введена в опытную эксплуатацию в середине текущего года. Однако в CSSC решили пойти дальше и начали создавать ещё более мощную установку — 18-МВт H260-18MW.

Смысл подобной гигантомании в том, что значительные объёмы средств на создание морских ветроэлектростанций идут на возведение фундамента на морском дне. И чем мощнее отдельно взятая башня, тем в целом дешевле обходится создание фермы. По словам CSSC, для прибрежной ветроэлектростанции мощностью 1 ГВт при использовании 18-МВт турбин потребуется на 13 % меньше агрегатов, чем при использовании 16-МВт. Тем самым объём работ на морском дне будет сокращён и это позволит сэкономить «сотни миллионов юаней» (десятки миллионов долларов США).

В компании не поделились планами ввода в эксплуатацию новых турбин. Судя по видео и фотографиям, установка готова лишь частично. Кроме этого предстоят ещё нетривиальные строительные и транспортные мероприятия. Впрочем, установка и лопасти создаются на прибрежном заводе корпорации, что очень сильно облегчит доставку лопастей и других компонентов к месту установки ветрогенератора.

Самая мощная в мире ветряная турбина запущена в опытную эксплуатацию. Установка Vestas V236-15 MW собрана для оценки эксплуатационных характеристик на полигоне в Эстерильд в Западной Ютландии. Диаметр ротора установки составляет 236 м при длине лопастей 115,5 м. Вырабатываемая на пике мощность достигает 15 МВт. На основе этой установки разработаны проекты целого ряда морских ветроэлектростанций в Европе и США.

Источник изображения: Vestas

Реализация промышленных объектов с использованием Vestas V236-15 MW начнётся в следующем году. Ветрогенераторы высотой 280 м — самые высокие в мире — дебютируют на датской ветряной электростанции Фредериксхавн. Также эта установка выбрана в качестве основной для проектов морского ветропарка Atlantic Shores в Нью-Джерси и для нью-йоркских проектов Empire Wind 1 и Empire Wind 2.

Один такой генератор способен обеспечить электричеством 20 тыс. домохозяйств. Годовая выработка электроэнергии Vestas V236-15 MW достигает 80 ГВт·ч. Такие объёмы чистой энергии эквивалентны снижению выбросов углекислого газа на 38 тыс. т в год или примерно равны удалению с дорог 25 тыс. легковых автомобилей в год.

До установки Vestas V236-15 MW рекордсменом была ветротурбина Haliade-X компании General Electric мощностью 14 МВт. Но датская установка тоже недолго пробудет рекордсменом. Китайцы завершают создание ветряной турбины MySE 16.0-242 мощностью 16 МВт. Для опытной эксплуатации она будет собрана к середине текущего года, а серийный выпуск начнётся в 2024 году.

Калифорнийский технологический институт сообщил, что сегодня компанией SpaceX в 17:56 мск с площадки SLC-40 на мысе Канаверал (Флорида) будет запущена ракета Falcon 9. В ходе миссии Transporter-6 ракета-носитель выведет в космос ряд полезных нагрузок, включая собранный в Калтехе демонстратор для сбора и передачи солнечной энергии на Землю. Демонстратор поможет проверить работу ряда ключевых элементов будущих орбитальных солнечных электростанций.

Момент установки модуля DOLCE на спутниковое шасси. Источник изображения: Калтех

Проект родился по инициативе филантропа Дональда Брена (Donald Bren), председателя компании Irvine Company и пожизненного члена попечительского совета Калтеха. Из статьи в журнале Popular Science бизнесмен узнал о потенциале космического производства солнечной энергии. Вскоре он пожертвовал значительную сумму на исследования, которая в конечном итоге превысила $100 млн. Первое пожертвование в 2013 году запустило работу над проектом.

Запускаемый сегодня в космос демонстратор Space Solar Power Demonstrator (SSPD) — это аппарат весом 50 кг на спутниковой платформе Momentus Vigoride компании российского бизнесмена Михаила Кокорича (бывшего владельца «Техносилы»). Демонстратор содержит три ключевых элемента для испытания технологий: это блок развёртывания массива панелей на орбите (DOLCE), набор из 22 различных типов фотоэлементов для оценки эффективности каждого (ALBA) и модуль для передачи микроволновой энергии на Землю (MAPLE). Компьютер демонстратора подключён к компьютеру платформы Momentus Vigoride для создания в космосе условий для поставки экспериментов с узлами демонстратора.

Как считают разработчики, ракете потребуется около 10 мин для достижения заданной высоты. Затем предстоит отделение полезной нагрузки и космический аппарат Momentus будет выведен на рабочую орбиту. Первые эксперименты с демонстратором начнутся через несколько недель после этого. Одни будут проведены быстро — буквально за считаные дни, другие потребуют недель и месяцев сбора данных.

Самым быстрым станет опыт с развёртыванием демонстратора массива батарей DOLCE. На демонстраторе будет только каркас прототипа солнечного массива. За этим процессом будут наблюдать камеры и команда на Земле. В перспективе проект SSPD предполагает, что в космосе из квадратных рам будут собираться километровые массивы, а пока всё будет испытано на раме со сторонами 1,8 м.

Когда-нибудь из запускаемого сегодня демонстратора может родиться технология промышленного производства разворачиваемых в космосе массивов солнечных панелей. В космосе нет преград солнечным лучам в виде атмосферы и облаков, а также отсутствует понятие ночи. Солнечную энергию на орбите можно вырабатывать непрерывно, передавая на Землю чистую энергию, что особенно пригодится для тех уголков Земли, где чистую энергетику развить нельзя по природным или экономическим причинам.

Компания Northrop Grumman сообщила, что успешно испытала ключевой компонент будущей системы передачи солнечной энергии с орбиты на земные приёмники. Энергетический луч был передан с возможностью мгновенной перестройки направления с помощью фазированной антенной решётки. Этот опыт открыл дорогу к созданию прототипа орбитальной солнечной электростанции, которая полетит в космос в 2025 году.

Проект Arachne. Источник изображения: AFRL

«Что касается технологий, мы очень уверены в нашем проекте и доказали его эффективность, — сказала в интервью SpaceNews Тара Терет (Tara Theret), директор программы дополнительных демонстраций и исследований космической солнечной энергетики (SSPIDR) компании Northrop Grumman. — Теперь остается только построить, испытать и интегрировать остальное оборудование в сжатые сроки».

Соответствующий контракт Исследовательская лаборатория ВВС США заключила с компанией Northrop Grumman в 2018 году. Его стоимость составила $100 млн. Компания обязалась разработать демонстратор компонентов прототипа космической солнечной энергосистемы. Орбитальные испытания демонстратора намечены на 2025 год в рамках более широкой программы Arachne. По задумке военных, передача солнечной энергии с орбиты могла бы обеспечить питанием удалённые базы и оперативно решать проблемы подачи питания в районы стихийных бедствий.

Год назад Northrop Grumman продемонстрировала сэндвич-панель, которая могла преобразовывать солнечную энергию в электричество, а электричество в радиочастотный луч для передачи энергии без проводов на расстояние. Панели из такой плитки должны размещаться на спутниках подобно обычным солнечным панелям — ничего особенного для развёртывания и обслуживания они не требуют, как и не нуждаются в механизме для точного наведения на земные приёмники. Точное наведение осуществляется благодаря настройке антенной решётки исключительно силами электроники.

Источник изображения: Northrop Grumman

Именно этот «механизм» наведения компания Northrop Grumman успешно испытала в безэховой лаборатории на Земле. «Это была очень захватывающая демонстрация, которая позволила нам показать кульминацию различных технологических этапов, которые мы разрабатывали с самого начала этого проекта», — заявил один из участников эксперимента. Дальше компания начнёт собирать демонстрационную установку на спутниковом шасси собственной разработки, чтобы вывести испытания технологии в космос.

Вопросами передачи солнечной энергии с орбиты на земные приёмники занимаются также другие компании и лаборатории в США, создаются проекты в России и готовятся эксперименты в Китае. Великобритания год назад потратила внушительный грант на технико-экономическое обоснование подобного проекта. Земле нужна чистая и бесконечная энергия. Осталось только создать мостик, по которому она из космоса потечёт на Землю.