С переходом на энергию возобновляемых источников возникает проблема ее добычи. Традиционные угольные, газовые, атомные станции можно без проблем разместить относительно недалеко от потребителей и они будут надежно и бесперебойно выдавать энергию. Солнечные панели и ветряки так не работают и сильно зависят от локальной погоды. Поэтому Китай предложил решение — объединить мир гигантской энергосетью, в которой возобновляемые источники будут на огромном расстоянии от потребителей.
Китай сегодня является лидером в производстве и разработке линий электропередач ультравысокого постоянного тока (UHVDC). Если этой стране удастся протолкнуть свое видение глобальной энергосистемы, это может иметь такие последствия, как это когда-то было после Второй мировой войны. По ее итогу США приобрела такую мощь и власть, которая формировала глобальную финансовую систему более полувека.
У Китая есть достаточно высокие шансы воплотить свои планы, поскольку интерес к освоенных им технологий проявляют многие страны, которые дали обещания сокращения парниковых выбросов и активнее переходить на возобновляемые источники энергии.
По оценкам Bloomberg New Energy Finance, страны совокупно должны к 2050 году потратить $14 триллионов для укрепления своих сетей. И это лишь небольшая доля запланированных расходов, которые нужны для наращивания мощностей возобновляемой энергетики. Становится все понятнее, что линии постоянного тока ультравысокой напряжения будут играть значительную роль в этом переходе. Остается лишь вопрос насколько международными они будут.
Трансконтинентальные энергосети завоевывают доверие
В апреле Евросоюз начал рабочую группу, чтобы та разработала рекомендации по увеличению его электросетям. Последние являются наиболее развитыми в мире, которые включают различные источники генерации. Центром такой системы может стать Дания, которая в начале этого года объявила планы по сооружению энергоострова стоимостью $34 млрд и мощностью 10 ГВт. Это две трети нынешних генерирующих мощностей страны.
Похожий проект суперэнергосети начали обдумывать и в Северной Америке. Основатель Microsoft Билл Гейтс предложил сценарий, в котором такая трансконтинентальная сеть ультравысокой напряжения объединит три существующие энергосети США. Соответствующие агентства Канады, Мексики и США также изучают возможности объединения своих сетей в одну.
“Я думаю, время пришло, — говорит Мика Охбаяші. Он работает директором Института возобновляемой энергии в Токио. Эту организацию запустили после аварии на станции Фукусима в 2011 году для продвижения североазиатской суперэнергосети. Она должна объединить Китай, Японию, Монголию, Россию и Южную Корею. — Я не могу представить Японию в 2050 году, которая до сих пор изолирована от других”.
Ультравысокое напряжение движет прогресс энергосетей
Из-за погодных и других эксплуатационных требований источники возобновляемой энергии часто приходится размещать на значительном расстоянии от потребителей. Это особенно справедливо для ветряных ферм, которые размещают далеко в море, где есть устойчивые ветры. Хотя такие фермы производят переменный ток и его конвертация в постоянный означает дополнительные потери энергии, линии высокого напряжения постоянного тока (HVDC) становятся экономически выгодными на дистанциях свыше 800 км над землей и 50 км для закопанных и подводных кабелей.
Линии HVDC также могут быть интересными для наземных проектов, например, монгольская пустыня Гоби планируется центром северовосточной азиатской суперенергомережі. Ее продвигают Китай и институт Охбаяші. В теории, пустыня Гоби может стать источником 2,6 ТВт электроэнергии от солнца и ведру. Это более чем вдвое больше имеющейся мощности США. Энергия из этой пустыни будет питать группу азиатских стран, которые вместе производят более трети глобальных выбросов углерода. Сегодня потенциал пустыни Гоби нереализован из-за отсутствия средств доставить энергию за пределы Монголии.
В также рассматривают проекты удаленной доставки энергии. Нью-Йорк может воспользоваться богатыми на солнце и ветер площадями юга и центрально-восточного региона США. Дополнительную энергию могут предоставить отдаленные регионы Канады или чилийская пустыня Атакама. Она известна как место с самой мощной концентрацией солнечного излучения на квадратный метр.
По оценкам американского экономиста Джереми Рифкина, совокупный рынок Америк может составлять 1,1 млрд потребителей, что делает его таким же большим как Китай. Рифкин был энергорадником Германии, Евросоюза и Китая. Энергетический проект Китая очень похож на план из книги Рифкина 2011 года “Третья индустриальная революция”.
Переход на непредсказуемую энергию возобновляемых источников требует убеждения стран опираться друг на друга для обеспечения надежного снабжения. «Это не геополитика ископаемого топлива, которое принадлежит кому — то и которое покупают другие, — говорит он. — Это биосферная политика, основанная на географии. Совместное использование сил ветра и солнца”.
Китай показывает путь в будущее
Китай сегодня является лидером в строительстве трансконтинентальных подводных суперенергокабелів. В декабре 2020 страна завершила проект линии UHVDC с напряжением 800 000 вольт стоимостью $3,45 млрд и длиной около 1400 км. Линия передает солнечную и ветряную энергию из Тибета в центральную часть Китая.
После этого проекта началось строительство линии с напряжением 1,1 млн вольт, которая способна передавать до 12 мегаватт мощности. Это немного меньше, чем вся генерация Ирландии. Энергия будет производиться в пустынях и горах синцзянской провинции и передаваться в район Шанхая, который находится на расстоянии около 3000 километров к востоку.
Возглавляет глобальное строительство суперенергомережі Лю Женья, который был председателем State Grid Corp of China (SGCC) и возглавляющий организацию Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization (GEIDCO) под патронатом ООН. По плану этой организации, сначала нужно укрепить национальные сети. Затем примерно в 2070-х годах завершить строительство глобальной сети из 18 трансконтинентальных кабелей.
С 2088 года SGCC купила до 85% энергораспределительных компаний на Филиппинах, Португалии, Австралии, Гонконге, Бразилии, Греции, Италии, Омане. Другие китайские компании также выкупают крупные доли в иностранных энергокомпаниях.
«С точки зрения США об этом стоит волноваться, — говорит энергетический советник Atlantic Council Филипп Корнелл. — Это не то, что “я отрежу вам энергию” как Россия прекратила поставки газа в 2006 году в Европу или ОПЕК в 1970-х. Но сравнение с глобальной финансовой системой удачное. Вы строите основу энергосетей стран и в этом задействовано много аппаратного и программного обеспечения. Внезапно вы оказываетесь в китайской экосистеме”.
Эксперты считают, что США не оказывает активного сопротивления планам Китая потому, что эти планы очень медленно реализуются. Из запланированных GEIDCO в 2019 году 125 000 высоковольтных линий построена лишь незначительная часть. Первое звено Пакистан-Китай заработает в этом году.
Время пришло и ушло
Если проект глобальной энергосуперсети не реализуется, причиной может быть то, что идея появилась с опозданием. Такое строительство не только дорогое, политически сложное и непопулярное. Также их основа-мегапощные источники энергии кажется сегодня устаревшей. Гораздо проще реализовать распространенную микрогенерацию на крышах домов, на аккумуляторах, водородных элементах и тому подобное.
«Все это потребуется, но этого всего будет недостаточно, — комментирует брюссельский энергоаналитик Жан Ванде Путте из Greenpeace. Для интеграции такого большого количества возобновляемых источников в сеть требуются батареи и другие вещи. Передача проводами является наиболее эффективной и экономичной”. По его мнению, суперэнергосети в ЕС начнут появляться не раньше 2030 года.
Технический директор Hitachi ABB Power Grids Герхард Сальге уверен, что тысячетонные конвертеры из переменного в постоянный ток, которые производит его фирма, будут расти в спросе. “Мы должны массивно продвигаться в лучшие локации с ветром и солнцем — в пустыню Чили или в арктические ветровые зоны на Севере России, где ветер дует круглый год”, — говорит он.
Исследователь энергосетей Национальной лаборатории возобновляемой энергетики США Джош Новачек считает, что все больше трансграничных сетей высокого напряжения будет строиться с годами несмотря на все препятствия и конкуренцию от новых технологий.
«Я точно вижу, что этот путь вперед происходит, — говорит он. — Вместо большого централизованного плана “давайте сделаем это глобально”.
По материалам: Bloomberg
