З переходом на енергію відновлюваних джерел постає проблема її видобування. Традиційні вугільні, газові, атомні станції можна без проблем розмістити відносно недалеко від споживачів і вони будуть надійно та безперебійно видавати енергію. Сонячні панелі та вітряки так не працюють і сильно залежать від локальної погоди. Тому Китай запропонував рішення – об’єднати світ гігантською енергомережею, в якій відновлювані джерела будуть на величезній відстані від споживачів.
Китай сьогодні є лідером у виробництві та розробці ліній електропередач ультрависокого постійного струму (UHVDC). Якщо цій країні вдасться проштовхнути своє бачення глобальної енергосистеми, це може мати такі наслідки, як це колись було після Другої Світової війни. За її підсумком США набула такої потужності та влади, що формувала глобальну фінансову систему більше півстоліття.
У Китаю є досить високі шанси втілити свої плани, оскільки цікавість до освоєних ним технологій проявляють багато країн, котрі дали обіцянки скорочення парникових викидів та активніше переходити на відновлювані джерела енергії.
За оцінками Bloomberg New Energy Finance, країни сукупно мають до 2050 року витратити $14 трильйонів для зміцнення своїх мереж. І це лише невелика частка запланованих витрат, що потрібні для нарощування потужностей відновлюваної енергетики. Стає дедалі зрозуміліше, що лінії постійного струму ультрависокої напруги відіграватимуть значну роль в цьому переході. Залишається лише питання наскільки міжнародними вони будуть.
Трансконтинентальні енергомережі завойовують довіру
У квітні Євросоюз започаткував робочу групу, щоб та розробила рекомендації по збільшенню його електромереж. Останні є найбільш розвиненими у світі, які включають різні джерела генерації. Центром такої системи може стати Данія, яка на початку цього року оголосила плани по спорудженню енергоострова вартістю $34 млрд і потужністю 10 ГВт. Це дві третини нинішніх генеруючих потужностей країни.
Схожий проєкт суперенергомережі почали обмірковувати і в Північній Америці. Засновник Microsoft Білл Гейтс запропонував сценарій, в якому така трансконтинентальна мережа ультрависокої напруги об’єднає три існуючі енергомережі США. Відповідні агенції Канади, Мексики та США також вивчають можливості об’єднання своїх мереж в одну.
“Я думаю, час прийшов, – каже Міка Охбаяші. Він працює директором Інституту відновлювної енергії в Токіо. Цю організацію запустили після аварії на станції Фукусіма в 2011 році для просування північноазіатської суперенергомережі. Вона має об’єднати Китай, Японію, Монголію, Росію та Південну Корею. – Я не можу уявити Японію в 2050 році, яка досі ізольована від інших”.
Ультрависока напруга рухає прогрес енергомереж
Через погодні та інші експлуатаційні вимоги джерела відновлюваної енергії часто доводиться розміщувати на значній відстані від споживачів. Це особливо справедливо для вітряних ферм, які розміщують далеко в морі, де є стійкі вітри. Хоча такі ферми виробляють змінний струм і його конвертація в постійний означає додаткові втрати енергії, лінії високої напруги постійного струму (HVDC) стають економічно вигідними на дистанціях понад 800 км над землею та 50 км для закопаних і підводних кабелів.
Лінії HVDC також можуть бути цікавими для наземних проєктів, наприклад, монгольська пустеля Гобі планується центром північносхідної азіатської суперенергомережі. Її просувають Китай та інститут Охбаяші. В теорії, пустеля Гобі може стати джерелом 2,6 ТВт електроенергії від сонця та відру. Це понад вдвічі більше наявної потужності США. Енергія з цієї пустелі живитиме групу азіатських країн, які разом продукують понад третину глобальних викидів вуглецю. Сьогодні потенціал пустелі Гобі нереалізований через відсутність засобів доставити енергію поза межі Монголії.
В також розглядають проєкти віддаленої доставки енергії. Нью-Йорк може скористатися багатими на сонце та вітер площами півдня та центрально-східного регіону США. Додаткову енергію можуть надати віддалені регіони Канади або чилійська пустеля Атакама. Вона відома як місце із найпотужнішою концентрацією сонячного випромінювання на квадратний метр.
За оцінками американського економіста Джеремі Ріфкіна, сукупний ринок Америк може складати 1,1 млрд споживачів, що робить його таким же великим як Китай. Ріфкін був енергорадником Німеччини, Євросоюзу та Китаю. Енергетичний проєкт Китаю дуже схожий на план із книги Ріфкіна 2011 року “Третя індустріальна революція”.
Перехід на непередбачувану енергію відновлюваних джерел вимагає переконання країн опиратися одна на одну для забезпечення надійного постачання. “Це не геополітика викопного палива, яке належить комусь та яке купують інші, – каже він. – Це біосферна політика, заснована на географії. Спільне використання сил вітру та сонця”.
Китай показує шлях в майбутнє
Китай сьогодні є лідером у будівництві трансконтинентальних підводних суперенергокабелів. В грудні 2020 країна завершила проєкт лінії UHVDC з напругою 800 000 вольт вартістю $3,45 млрд та довжиною близько 1400 км. Лінія передає сонячну та вітряну енергію з Тибету в центральну частину Китаю.
Після цього проєкту почалося будівництво лінії з напругою 1,1 млн вольт, яка здатна передавати до 12 мегават потужності. Це трохи менше, ніж уся генерація Ірландії. Енергія вироблятиметься в пустелях та горах синцзянської провінції та передаватиметься до району Шанхая, який знаходиться на відстані близько 3000 кілометрів на схід.
Очолює глобальне будівництво суперенергомережі Лю Женья, який був головою State Grid Corp. of China (SGCC) та який очолює організацію Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization (GEIDCO) під патронатом ООН. За планом цієї організації, спершу потрібно зміцнити національні мережі. Потім приблизно у 2070-х роках завершити будівництво глобальної мережі з 18 трансконтинентальних кабелів.
З 2088 року SGCC купила до 85% енергорозподільних компаній на Філіппінах, Португалії, Австралії, Гонконзі, Бразилії, Греції, Італії, Омані. Інші китайські компанії також викуповують великі долі в іноземних енергокомпаніях.
“З точки зору США про це варто хвилюватися, – каже енергетичний радник Atlantic Council Філіпп Корнелл. – Це не те, що “я відріжу вам енергію” як Росія припинила поставки газу в 2006 році в Європу чи ОПЕК в 1970-х. Але порівняння з глобальною фінансовою системою вдале. Ви розбудовуєте основу енергомереж країн і в цьому задіяно багато апаратного та програмного забезпечення. Раптово ви опиняєтеся в китайській екосистемі”.
Експерти вважають, що США не чинить активного опору планам Китаю тому, що ці плани дуже повільно реалізовуються. Із запланованих GEIDCO у 2019 році 125 000 високовольтних ліній побудована лише незначна частина. Перша ланка Пакистан-Китай запрацює цього року.
Час прийшов та пішов
Якщо проєкт глобальної енергосупермережі не реалізується, причиною може бути те, що ідея з’явилася із запізненням. Таку будівництво не лише дороге, політично складне та непопулярне. Також їхня основа – мегапотужні джерела енергії здається сьогодні застарілою. Набагато простіше реалізувати розповсюджену мікрогенерацію на дахах будинків, на акумуляторах, водневих елементах тощо.
“Все це буде потрібно, але цього всього буде недостатньо, – коментує брюссельський енергоаналітик Жан Ванде Путте із Greenpeace. – Для інтеграції такої великої кількості відновлюваних джерел в мережу потрібні батареї та інші речі. Передача дротами є найбільш ефективною та економічною”. На його думку, суперенергомережі в ЄС почнуть з’являтися не раніше 2030 року.
Технічний директор Hitachi ABB Power Grids Герхард Сальге впевнений, що тисячотонні конвертери зі змінного в постійний струм, які виготовляє його фірма, будуть зростати в попиті. “Ми повинні масивно просуватися в найкращі локації з вітром та сонцем – в пустелю Чилі чи в арктичні вітрові зони на Півночі Росії, де вітер дме цілий рік”, – каже він.
Дослідник енергомереж Національної лабораторії відновлюваної енергетики США Джош Новачек вважає, що все більше транскордонних мереж високої напруги буде будуватися з роками попри усі перешкоди та конкуренцію від нових технологій.
“Я точно бачу, що цей шлях вперед відбувається, – каже він. – Замість великого централізованого плану “давайте зробимо це глобально”.
За матеріалами: Bloomberg
