Голландский путь: большой интернет энергии для маленькой страны (часть 2)
Обзор основных треков энергетического перехода в Голландии
Все ресурсы — в дело
Нидерланды входят в число стан Европы, где свалки бытовых отходов были ликвидированы полностью. Рынок утилизации отходов животноводства, промышленности и потребительского сектора насыщен технологическими решениями, за год в стране только твердых бытовых отходов (ТБО) разного происхождения перерабатывается около 8 млн. тонн (в том числе импортированных). В ходе функционирования предприятия по переработке ТБО в энергию (waste-to-energy plant), в качестве конечных продуктов образуются: водяной пар, который может подаваться как на паровую турбину, так и напрямую отапливать здания или конденсироваться в воду для различных нужд; СО2, который удерживается и перерабатывается, чтобы служить сырьем для ускорения роста зерновых культур; а также твердые, в том числе металлосодержащие побочные продукты переработки отходов, которые затем используются в строительстве.
Из бывших полигонов ТБО технология позволяет выкачивать газ, конвертируя его в электроэнергию, а на вчерашних свалках обустраивать полезные для общества объекты рекреационного характера. К примеру, если объектом такой трансформации сделать нашумевший мусорный полигон «Ядрово», то за 4–5 лет генерации электроэнергии из его ресурсов окупятся все работы по дегазации, а нормированная стоимость энергии (LCOE) составит около 4.7 руб. за кВт*ч.
Более углубленный анализ технологических возможностей показывает, что такой мощный потребитель электроэнергии, как национальная система водоканалов, способен самостоятельно обеспечить свои внутренние потребности в энергии за счет переработки донных отложений и ила. В результате переработки 1,5 млн. тонн ила в год общая выработка электроэнергии может достичь 1500 ГВт∙ч и создать до 1500 рабочих мест. Не говоря уже о том, что это убережет атмосферу от выброса 17,5 млн. тонн СО2, которые могли бы быть произведены менее экологичными источниками энергии, не будь эти мощности замещены илом и прочими отходами водоканалов.
Свою пользу от переработки органических скоплений может усмотреть и сельское хозяйство, фосфатные удобрения для которого производятся как побочный продукт всего технологического процесса.
Спорной с этической точки зрения остается инициатива по экстракции питательных веществ из органических отложений. Особо прогрессивные «зеленые» консьюмеристы, а также менеджеры голландской компании SNB полагают, что поверхность амстердамских каналов может стать источником биологически-активных добавок к пище за счет содержащихся в илистых отложениях минералов, углеводов и микроэлементов, а обогащенная таким образом еда чуть ли не решит проблему скудного питания среди малоимущих слоев населения. Судьбу этой инициативы определит время, руководство и наблюдательный совет SNB, чей слоган гласит: «haalt meer uit slib — получите больше от ила!»
Солнечные панели 3.0
В начале 80-х, когда в лабораториях NASA были разработаны первые солнечные батареи с беспрецедентно высоким по тем временам КПД, состоящие из кристаллического кремния, эффективно преобразующего свет в электричество, это стало революцией в фотовольтаике. Сейчас никого не удивить придомовой солнечной панелью, электромобилем с панелью на крыше, и даже портативными решениями для зарядки телефона. гибкие панели третьего поколения, которые будут вшиваться в элементы строительных конструкций зданий и транспорта, что особо популярно у владельцев электрокатеров.
Гибкими полупрозрачными панелями легко покрывать стекла зданий, управляя освещенностью внутри помещения в течение дня. В период высокой солнечной активности батарея заряжается, параллельно играя роль щита от ярких дневных лучей, а в вечерние часы можно снизить плотность и непроницаемость покрытия панели, и использовать накопленную энергию. Такие панели намного легче своих предшественников, и не требуют профессиональных навыков при монтаже, так как удобно клеятся на любую поверхность.
Зеленый водород для самых холодных провинций
Водородным технологиям отводится значительная роль в будущем, так как они обеспечивают важнейшие функции в распределенной энергетике — аккумулирование энергии и её транспортировку. В странах с выраженной сменой сезонов энергопотребление имеет неравномерную интенсивность в течение года. Голландия- яркий пример тому.
Учитывая, что водородные топливные элементы становятся легче и компактнее, а их экономические показатели улучшаются, внедрение водородных технологий значительно облегчит построение Интернета энергии. Шагом к такому построению стало утверждение дорожной карты проекта «The Green Hydrogen Economy in the Northern Netherlands 2030», который должен к 2030 году обеспечить переход к зеленой водородной экономике в северной части страны. Почему «зеленой»? Предполагается, что единственным поставщиком водорода в проекте станет ветроэнергетика — экологически чистый ресурс.
Предпосылкой к развертыванию проекта стала сама инфраструктура северных провинций — обилие бывших объектов газовой энергетики, которые с минимальными доработками подойдут для нового вида топлива; запланированное на ближайшее десятилетие поступление в регион внушительных мощностей из оффшорных ветропарков, которые будет целесообразно конвертировать в водород для хранения и транспортировки; широко представленные в регионе сельскохозяйственные концерны и химические предприятия, которые только выиграют от поставок «зеленого водорода» и побочных продуктов для переработки в своих промышленных циклах; наличие крупных промышленных объектов, для нужд которых потребуется аккумулированная энергия; наконец, спрос на водород в Европе с годами только возрастает, особенно в близко расположенной Германии, поставки в которую наиболее удобно совершать из северных провинций.
Таким образом, объекты водородной энергетики свяжут между собой, казалось бы, несовместимые индустриальные площадки и рынки, создав под свои нужды дополнительную инфраструктуру (в виде портов, хабов, трубопроводов, заправочных станций и т.д.) и построив своеобразный «Интернет водорода». И действительно, следуя этой схеме, водородные технологии вполне могут послужить залогом устойчивого развития региона, активно участвуя в снижении выбросов CO2 и в развитии водородного транспорта не только в Нидерландах, но и во всей Западной Европе. Блестящая инициатива, однако сложно представить, как такой грандиозный план возможно воплотить в жизнь до 2030 года.
Первые локальные сети Интернета энергии
Успешным примером внедрения цифровой энергетики можно считать проект Jouliette, ставший результатом сотрудничества между компаниями Alliander и Spectral. Jouliette — это основанный на блокчейне энергетический токен, который позволяет жителям сообщества в амстердамской бухте De Ceuvel обмениваться электроэнергией через p2p транзакции. Проект призван выяснить насколько блокчейн транзакции могут быть эффективными в процессе обмена энергоресурсами, а также должен стать глобальным примером устойчивого развития экосистемы, построенной вокруг микрогрида. (https://jouliette.net/index.html)
Нидерланды на своем примере показывают, как трансформируются отношения между экономикой, энергетикой и обществом. Казавшийся непоколебимым на протяжении почти полутора века постулат товарообмена «товар-деньги-товар», сформулированный Карлом Марксом в своем труде «Капитал», в экономической модели 21 века разбивается об отказ развитого общества возводить деньги в статус наиболее привлекательного результата товарообмена.
Краеугольный камень современных экономических инициатив в передовых странах Европы и Азии — польза для общества, экологии, будущих поколений. В данном контексте процветают технологии открытого и беспрепятственного «шеринга» (совместного использования) безопасных для экологии ресурсов, появляется общественная и регуляторная база для внедрения Интернета энергии.
А в ноябре 2017 был запущен первый пилотный проект в Европе, построенный на интеграции пулов децентрализованных придомовых систем хранения энергии — всё это под контролем технологии распределенного реестра. Участники проекта — голландский системный оператор TenneT, у которого уже был успешный опыт использования придомовых накопителей для балансирования системы и IBM в качестве поставщика блокчейн технологии. В новом проекте они скооперировались с крупнейшим в мире производителем придомовых накопителей Sonnen, чтобы внедрить в энергосистему TenneT основанную на блокчейне самобалансирующуюся сеть накопителей для частного сектора. В рамках этой сети излишки электроэнергии будут накапливаться, а затем высвобождаться в есть в периоды повышенного спроса. Цель проекта- создать рынок гибкости, основанный на возобновляемых источниках энергии, операции на котором, благодаря технологии распределенного реестра, будут происходить за считанные секунды. Пилотная стадия проекта продлится до середины 2018 года.
Выводы
В ходе своего развития, энергетика Нидерландов сталкивается с рядом проблем и вызовов, характерных для энергетического перехода в развитых странах северной Европы. Рациональное планирование, обдуманный подход к комплексным проблемам и вызовам позволяют стране двигаться в направлении устойчивого развития без нанесения серьезного ущерба для окружающей среды. Нидерланды выступают форвардом целого ряда технологических движений и инициатив, успешно тестируя передовые решения, давая им возможность «вызреть» на своей земле.
Своим примером Голландия показывает, что немаловажную роль в новой энергетике будут играть проблемы хранения энергии. Решение проблем накопления и хранения электроэнергии откроет «окно возможностей» для построения новых архитектур в энергетике.
Развитие энергетики в Нидерландах двигается в сторону создания крупных объектов генерации на базе ВИЭ и, одновременно с этим, широкого распространения распределенных решений. Весьма вероятно, что именно эти компоненты — залог успешного перехода не только к новой архитектуре энергетики, но и к более продвинутой, гибкой модели экономики и более ответственному, развитому обществу.
Подготовлено Центром развития цифровой энергетики
Авторы: Ася Тертышная, Игорь Чаусов
