Китай готовится ввести в эксплуатацию необычную энергетическую установку, которая по масштабам и принципу работы не имеет аналогов в мире. В пустыне Гоби, недалеко от города Голмуд в провинции Цинхай, завершено строительство крупнейшего хранилища энергии на жидком воздухе — так называемой «суперхолодной воздушной батареи». Ее задача — сгладить главный недостаток возобновляемой энергетики: нестабильность выработки.
Хранение энергии в жидком воздухе
Технология liquid air energy storage (LAES), или хранение энергии с помощью жидкого воздуха, на первый взгляд напоминает научную фантастику. Однако физика здесь вполне земная. Если сильно охладить воздух, он превращается в жидкость. А если затем позволить ему нагреться и испариться, объем увеличится более чем в 750 раз. Именно это мощное расширение и используется для выработки электроэнергии.
В случае китайского проекта воздух сжимают и охлаждают до экстремальных −194 °C. В таком виде он хранится в больших белых резервуарах, которые и формируют узнаваемый «ландшафт» станции в Гоби. Когда возникает потребность в электроэнергии, жидкий воздух нагревают — он расширяется, вращает турбины и приводит в действие генераторы.
«Супер-воздушная электростанция»
Проект, получивший название Super Air Power Bank, реализован China Green Development Investment Group совместно с Институтом физики и химии Китайской академии наук (TIPC-CAS). По данным издания South China Morning Post, это крупнейшая в мире установка такого типа.
Ее характеристики впечатляют: за один цикл разряда станция способна выдать до 600 тысяч киловатт-часов электроэнергии и работать без перерыва до 10 часов. В год она будет производить около 180 миллионов кВт·ч — этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством примерно 30 тысяч домохозяйств.
Энергия для «зарядки» хранилища поступает от расположенной поблизости солнечной электростанции мощностью 250 мегаватт, раскинувшейся на просторах пустыни Гоби. Когда солнца и ветра слишком много и сеть не может принять всю выработку, избыточная энергия не пропадает, а аккумулируется в виде жидкого воздуха.
Значение для энергосистемы
Солнечные и ветровые электростанции по своей природе непостоянны. Они зависят от погоды, времени суток и сезона. Как отметил исследователь TIPC-CAS Ван Цзюньцзе, фотоэлектрическая и ветровая генерация характеризуются случайностью, волатильностью и прерывистостью. В результате возникают пики и провалы между спросом и предложением, что создает проблемы для стабильности энергосети.
Именно здесь на сцену выходят крупные системы хранения энергии. «Суперхолодная батарея» способна забирать излишки электроэнергии в моменты перепроизводства и возвращать их в сеть, когда спрос растет. По сути, она работает как буфер, сглаживающий энергетические «качели».
С точки зрения эффективности проект тоже выглядит убедительно. По словам Вана, эффективность хранения холода превышает 95 %, а полный цикл «заряд-разряд» дает более 55 % полезной энергии. Для крупномасштабного хранения это весьма высокий показатель, особенно с учетом того, что установка использует тепло и энергию, которые в других системах просто теряются.
Будущее за жидким воздухом?
Китай — не единственная страна, делающая ставку на LAES. В Южной Корее Институт машиностроения и материалов (KIMM) уже запустил первую крупномасштабную установку, способную производить эквивалент 10 тонн жидкого воздуха в сутки. В Великобритании, в районе Каррингтона под Манчестером, строится аналогичная станция: ее планируют завершить в 2026 году и запустить в работу годом позже.
Все это говорит о том, что жидкий воздух может стать важным элементом энергетики будущего. Не самым заметным — без дымящих труб и гигантских плотин, — но крайне полезным. Ведь иногда, чтобы обеспечить стабильность, достаточно просто очень сильно охладить воздух.
