В массовом сознании понятие «стартап» ассоциируется в первую очередь с продуктами и услугами в информационной сфере. Также на ум приходит производство потребительских товаров. Но возможны ли стартапы в энергетике, это же весьма консервативная отрасль, требующая больших капиталовложений? Ответ на этот вопрос был дан в процессе круглого стола «Энергоэффективные инновации в энергетике», прошедшем 3 июня 2014 г. в иннограде Сколково в рамках мероприятия Startup Village.
Открывая «круглый стол», его модератор, вице-президент ABB в России по стратегическому развитию Михаил Аким, отметил современную тенденцию вместо потоков углеводородов передавать полученную из них энергию. Главной причиной, которая подвигает человечество к этому, являются большие затраты на транспортировку нефти и газа. Например, затраты на транспортировку природного газа составляют до 70% от его себестоимости. Другая причина — сложность строительства газо- и нефтепроводов, которое сейчас осложняется и политическими причинами.
При этом все более широкое распространение во всем мире приобретают электромобили. Для них не нужно топливо, а энергия транспортируется по линиям электропередач. Значительного снижения потерь в линиях электропередачи удастся достичь в будущем благодаря применению эффекта высокотемпературной сверхпроводимости.
Модератор поставил на обсуждение вопрос: «Может быть, через несколько лет нам и не нужно будет строить газопроводы, а вместо них генерировать на месте электроэнергию и передавать их по линиям электропередач высокого напряжения постоянного тока?». Поясним, что использование линий электропередачи, работающих на постоянном токе, предпочтительно, так как они отличаются более низкими потерями по сравнению с ЛЭП переменного тока.
Первый заместитель генерального директора по технической политике ОАО «Российские сети» Роман Бердников сообщил, что, по его мнению, сверхпроводимость найдет свое применение для передачи электроэнергии только в том случае, когда удастся достичь этого эффекта при комнатной температуре. Но строить прогнозы, когда ученые этого добьются, очень сложно. Может быть, это произойдет уже завтра, а может быть — через 20 лет. Поэтому выступающий призвал уделять сейчас больше внимания системам накопления электроэнергии. Возможность накапливать энергию в моменты пониженной нагрузки и отдавать ее на пиках потребления приведет в итоге к революционным изменениям в построении электрических сетей.
Также Роман Бердников обратил внимание, что снижать потери следует не только на магистральных ЛЭП, но и в распределительных сетях, а на последнее пока мало кто обращает внимание. В частности, значительное снижение потерь может дать построение распределительных сетей на постоянном токе. На самом деле, это вполне реально реализовать, просто пока данная идея не была реализована в виде конкретных проектов. И здесь, конечно, есть большой простор для инновационной деятельности.
Месту стартапов в повышении эффективности энергетической отрасли посвятил свой доклад Борис Вайнзихер (генеральный директор ЗАО «Комплексные энергетические системы»). По его словам, начиная примерно с 1980 года энергопотребление в развитых странах растет не более чем на 1,5% в год. Причина — во внедрении энергосберегающих технологий. Хотя ранее темпы роста были очень высокими. Скажем, в 20-х – 30-х годах XX века энергопотребление удваивалось каждые 10 лет. В России наблюдается похожая ситуация, которую усугубляет резкий спад энергопотребления, произошедший в 90-х годах. Низкие темпы роста энергопотребления сопровождаются отсутствием появления каких-либо системных прорывов в энергетике. Последний такой прорыв произошел в том же 1980 году, когда в Великобритании был запущен первый «парк ветряков», т.е. ветроэлектростанция, генерирующая электроэнергию в промышленных масштабах.
По сути, сейчас единственным фактором, который может привести к значительному росту энергопотребления, является внедрение электромобилей. Вот почему пока задача создания, скажем, мощной электростанции, не может, по мнению Бориса Вайнзихера, являться предметом стартапа. Конечно, новые, более эффективные электростанции нужны, но это не место для рисковых инвестиций, характерных для стартапов. В то же время, существует множество менее масштабных задач, решение которых вполне под силу стартапам. Например, это создание новых, более эффективных инверторов для систем накопления электроэнергии у потребителей.
По мнению Бориса Вайнзихера, акцент должен быть сделан на накопление электроэнергии непосредственно у потребителя. В моменты низкого уровня энергопотребления энергия накапливается в некоем устройстве, находящемся у потребителя. А на пиках энергопотребления это устройство отдает накопленную энергию, снижая нагрузку на сеть. При этом решается сразу несколько проблем. Во-первых, график зависимости потребления электроэнергии от времени суток стремится к горизонтальной прямой, что резко увеличивает эффективность уже существующего оборудования.
Во-вторых, не возникает вопрос, откуда брать деньги на повышение эффективности электроэнергетики. Потребитель заинтересесован в приобретении оборудования для накопления энергии, так как, при двух- или трехтарифном счетчике оно дает значительную экономию средств. Мало того, потенциально деньги на создание такого оборудования можно собирать по схеме краудфандинга (т.е. по модели, используемой, например, сайтом kickstarter). И здесь большое раздолье для стартапов. Этим локальный накопитель энергии отличается от всевозможного оборудования, устанавливаемого на электростанциях для повышения их эффективности. Там требуются значительные инвестиции, при этом для потребителей не очевиден эффект от них.
Насчет способов накопления электроэнергии мнения участников «круглого стола» разделились. В целом есть единство в понимании того, что технология литий-ионных аккумуляторов по своим технико-экономическим показателям непригодна для того, чтобы массово использоваться для хранения электроэнергии. К тому же, утилизация литий-ионных аккумуляторов крайне проблематична. Приводился опыт Японии, где отработанные литий-ионные аккумуляторы складируются в ожидании появления более совершенной, и, самое главное, более дешевой технологии их утилизации. В то же время, альтернативные технологии, на которые возлагаются большие надежды (серно-натриевые, ванадиевые аккумуляторы) пока еще недостаточно развиты. Поэтому предлагается использовать другие способы накопления энергии. Один из вариантов — накопление энергии путем сжатия воздуха. В Германии также применяется способ накопления энергии путем синтеза газа, который хранится, а потом обратно преобразуется в электроэнергию. Также предлагается использование тепловых насосов, преобразующих электрическую энергию в тепловую с последующим хранением теплоносителя.
Для любой инновационной деятельности очень важна законодательная база. По мнению президента французской компании Alstrom в России, Украине и Белоруссии Филиппа Пегорье, нынешняя ситуация в России во многом напоминает ситуацию во Франции. Законодатели этой страны также часто принимают новые законы, значительно меняющие «правила игры». По мнению французского топ-менеджера, нового законодательства для модернизации российской энергетики не нужно. Пусть будет уже существующее законодательство, со всеми недостатками, но оно должно долгое время быть неизменным. А вот что действительно необходимо сделать, по мнению г-на Пегорье — это установить рыночные тарифы на электроэнергию. При этом субсидии следует давать не производителям, а потребителям электроэнергии. Такой подход позволит создать стимулы для внедрения энергосберегающих технологий.
Теоретически г-н Пегорье предлагает наиболее эффективный способ стимуляции внедрения энергосберегающих технологий. Но в российских условиях все может свестись к банальному повышению тарифа без необходимых в таких случаях мер поддержки социально незащищенных слоев населения. К тому же, стоимость электроэнергии в России, хоть и ниже, чем во Франции, но уже сравнялась со стоимостью электроэнергии в США. При этом в США энергоэффективные технологии успешно внедряются, даже при таком тарифе.
Тем не менее, энергопотребление в России, хоть и медленно, но будет расти. Как сообщил заместитель министра энергетики Алексей Текслер, к 2035 г. прогнозируется рост в 1,6 раза. Поэтому необходимо увеличивать объемы генерации электроэнергии. По словам замминистра, в ближайшие годы увеличение выработки электроэнергии в России будет происходить за счет возобновляемых источников, распределенной генерации и атомной энергетики. Дальнейшее развитие солнечных и ветряных электростанций, по мнению Алексея Текслера, немыслимо без создания систем накопления электроэнергии.
Проблема накопления энергии в ночное время автоматически решается в электростанциях типа Thermal Solar, где теплоноситель (обычно расплавленная смесь солей) нагревается при помощи большого количества зеркал, поворачивающихся, отслеживая перемещение солнца. Энергия запасется непосредственно в теплоносителе. Более подробно об электростанциях типа Thermal Solar можно прочесть в статье «Солнечная энергетика: тупик или новый виток развития?» «ЭР» № 5-6 за 2013 г.
На «круглом столе» было высказано мнение, что стартапам в Thermal Solar делать нечего, так как создание подобных станций требует огромных инвестиций. Автор данной статьи не согласен с этим утверждением. Во всем мире небольшие фирмы выступают в качестве производителей комплектующих для гигантов индустрии. Производство комплектующих к станциям Thermal Solar, таких как зеркала, электромоторы и т.п., может выполняться на небольших предприятиях. Не говоря уже о том, что для солнечных электростанций нужно разрабатывать программное обеспечение, и с этим вполне справятся стартапы. Технологический задел уже есть — ведь технология, которая сейчас называется Thermal Solar, была изобретена именно в СССР.
Помимо возобновляемых источников энергии, интерес представляют и угольные электростанции, реализованные на новой технологической основе, о чем рассказал Валерий Мургулец. Например, высокую энергоэффективность обеспечивают угольные энергоблоки с супер-сверхкритическими параметрами. В Китае суммарная мощность таких энергоблоков составляет уже 3 ГВт В России пока нет ни одного подобного энергоблока, причиной тому является их дороговизна. В условиях нашей экономики они просто никогда не окупятся.
Тем не менее, перспективным направлением является и создание современных ТЭЦ средней мощности, работающих на угле. Одна из таких ТЭЦ разработана в «Интер РАО». Преимущество подобных ТЭЦ — возможность использования в добавление к углю и некоторых нетрадиционных видов топлива. Например, в Польше есть ТЭЦ, в которых топливо на 30% состоит из шелухи от семян подсолнечника.
Примечательно, что в своих инновационных разработках «Интер РАО» задействует стартапы, в том числе и опекаемые фондом «Сколково».
Дискуссия за «круглым столом» показала, что для стартапов есть место в важном деле совершенствования российской энергетики. Вопрос о возможности участия небольших компаний в крупных проектах государственного масштаба зависит от качества управления такими проектами. В то же время, обозначилась актуальная задача — создание компактных, недорогих и простых в обслуживании накопителей электрической энергии, решить которую способны именно небольшие инновационные компании.
Алексей Васильев
Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 4 (58), 2014
