Зачем «Большой батарее Тесла» становиться еще больше

В 2020 г. Tesla планирует увеличить мощность крупнейшей в мире литий-ионной аккумуляторной батареи, известной как «Большая батарея Тесла», в полтора раза – со 100 до 150 МВт. Она обеспечит стабильность энергосистемы Южной Австралии, пострадавшей от урагана 2017 г. Около половины электроэнергии в этом штате производят на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) с их природными особенностями: непостоянством, слабой прогнозируемостью и невозможностью раскрутить солнечную станцию или ветряк при высоком спросе на электричество, как это делают с маневренными газовыми и угольными электростанциями. Этот феномен особенно заметен в регионах с развитой возобновляемой энергетикой и получил название «кривая утка» – силуэт этой птицы ученые рассмотрели при совмещении суточных графиков потребления электричества и необходимой генерации за вычетом зеленой энергии в Калифорнии.

Дело в том, что в течение светового дня в энергосистему поступает большой объем электричества от солнечных панелей, объясняет руководитель направления «Электроэнергетика» центра энергетики школы управления «Сколково» Алексей Хохлов: начиная с пяти часов вечера, по мере того как люди возвращаются домой и начинают использовать электроприборы, а солнечной энергии становится все меньше, резко возрастает потребность в электроэнергии от других источников. Причем это электричество от «пиковых» газовых или угольных электростанций обходится потребителям гораздо дороже. С другой стороны, в солнечный или ветреный день, когда зеленые станции могут генерировать больше энергии, их приходится вынужденно ограничивать, чтобы вырабатывалось ровно столько электричества, сколько нужно потребителям. В странах с высокой долей ВИЭ эта недополученная энергия может составлять 5–6% от годовой выработки, отмечает Хохлов.

Об этих недостатках ВИЭ-генерации хорошо знают критики экологической повестки в энергетике: «для балансировки ВИЭ используют старые угольные станции», «ветряки угрожают экономике и стабильности энергосистем» и вообще, как говорил Владимир Путин, нельзя же «облачиться в шкуры либо переселиться в пещеры». Но пока в России идут споры о том, как поделить между солнцем и ветром 5,5 ГВт по программе развития возобновляемой энергетики до 2035 г., «наши западные партнеры» ставят планы по полному переходу на зеленую энергию.

Разгладить «кривую утку», обеспечив потребителей электричеством в отсутствие солнца и ветра, могут новые технологии сохранения энергии и увеличения гибкости энергосистемы: системы управления спросом, виртуальные накопители и промышленные аккумуляторы. По оценке GMT Research, в ближайшие пять лет системы накопления начнут напрямую конкурировать с «пиковыми» газотурбинными установками, а через 10 лет обгонят их по экономической эффективности. Международное энергетическое агентство прогнозирует, что общая установленная мощность накопителей вырастет с 9 ГВт в 2018 г. до 330–550 ГВт в 2040 г.

Tesla, буквально на спор создавшая самую мощную и емкую литий-ионную батарею, на сегодня далеко не единственный участник в этой индустриальной гонке. В 2020 г. в китайском Даляне планируют ввести ванадиевые проточные батареи мощностью 200 МВт и емкостью 800 МВт ч. Florida Power & Light Company строит во Флориде накопитель мощностью 409 МВт и емкостью 900 МВт ч, Vistra Energy – в Калифорнии мощностью 300 МВт и емкостью 1200 МВт ч. Архитектура мировой энергосистемы меняется на глазах и даже быстрее, чем представляют энергетические визионеры. Илон Маск обещал построить свою «Большую батарею» за 100 дней, но справился за 60.