Электрификация 2.0: какие изменения повлечет новый энергетический передел
Почти весь XIX век электричество оставалось областью научных и технических экспериментов, его генерация и применение даже под конец века были скорее диковинкой, чем регулярной практикой. А вот первая четверть XX века для Европы и США стала временем массового развертывания систем генерации и транспортировки электричества, обеспечивающих быстро растущий спрос на электроэнергию в промышленности, в городском хозяйстве и в быту. В России масштабный план электрификации страны ГОЭЛРО был принят в 1920 году.
Несмотря на долгую историю, нельзя сказать, что начавшаяся почти век назад глобальная электрификация давно охватила весь мир и успешно завершилась. Сотни миллионов людей (преимущественно жителей Африки) до сих пор не имеют регулярного доступа к электроэнергии. В то же время в промышленно развитых странах ровно век спустя после первичной электрификации идет серьезная трансформация всего электрического хозяйства; следуя модной традиции, можно назвать происходящее электрификацией 2.0.
Электрификация 2.0 многолика. Некоторые ее проявления видны даже из космоса: традиционные для городского освещения большей части XX века лампы накаливания сначала уступили место ртутным, а потом желто-рыжим газоразрядным натриевым лампам, им на смену пришли где-то теплые, а где-то холодные по своему спектру твердотельные светодиодные лампы. Свечение ночной стороны Земли ощутимо меняет оттенки.
Прямо сейчас происходит глубокая, но не столь явно наблюдаемая трансформация всей глобальной системы генерации, распределения и потребления электроэнергии, и этот процесс, кстати, тоже становится виден с орбиты: крупнейшая на планете солнечная электростанция Бхадла в Индии занимает площадь 5700 га и обладает мощностью свыше 2,2 ГВт.
Глобальный тренд на переход к возобновляемым источникам электроэнергии означает строительство в первую очередь ветровых и солнечных станций, выработка энергии на которых сильно зависит от внешних обстоятельств (солнце не светит постоянно, ветра дуют тоже не всегда). В результате приходится разрабатывать и строить колоссальные системы накопления энергии, которые позволяют удовлетворять запросы потребителей независимо от мгновенной мощности генерации. В таких системах часто используют новейшие технологии твердотельных аккумуляторов.
В электросетях уже функционируют аккумуляторные комплексы мощностью в сотни МВт и емкостью в сотни МВт-ч, но встречаются и более традиционные способы запасать энергию впрок. Например, в Швейцарии недавно ввели в строй «водяной аккумулятор», по принципу работы напоминающий ГЭС: в часы избытка энергии в сети насосы закачивают воду из большого горного озера в лежащий выше водоем, а в часы дефицита энергии вода из верхнего озера вращает турбины электростанции, стекая в нижнее. Такая система позволяет запасать до 20 млн кВт-ч электроэнергии.
Можно долго обсуждать системы генерации энергии без сжигания ископаемого топлива, но за всеми техническими подробностями на сегодня уже ясен один общий вывод: несколько лет вливания огромных денег в развитие технологической базы и экономические стимулы во многих странах мира дали свои плоды. Еще лет пять назад задача перехода к чистой энергетике казалась малоосуществимой в ближайшие десятилетия, но анализ текущего состояния дел показывает, что уже в ближайшие годы весь прирост генерирующей мощности будет приходиться на чистые источники, а сети будут постепенно подстраиваться под их особенности.
С точки зрения пользователей, конечно, самым заметным следствием постепенного отказа от сжигания топлива (пусть даже чистого типа водорода) будет переход от двигателей внутреннего сгорания к электрическим — в этом процессе скомбинированы и большие изменения электроснабжения, и появление нового класса потребляющих электричество устройств. Многие страны утвердили запрет на продажу новых автомобилей, выбрасывающих при работе парниковые газы, начиная с 2035 года. К этому готовы и все крупные мировые автопроизводители, уже имеющие электромобили в своих продуктовых линейках и постоянно наращивающие их ассортимент и объем выпуска.
Крупнейшим производителем электромобилей с большим отрывом является Китай: в 2021 году там было выпущено 3,5 млн машин, к концу 2023-го общее количество выпущенных в Китае электромобилей по прогнозам превысит 13 млн штук.
Массовый переход на электромобили изменит не только структуру потребления электричества, но и многие потребительские привычки. Ярким примером является трансформация структуры заправок топливом в электрозаправки. Во-первых, зарядка электромобиля, в отличие от машины с ДВС, возможна прямо в гараже, поэтому меняется и график потребления электроэнергии в частных домовладениях, и энергообеспеченность гаражных комплексов. Во-вторых, зарядка батареи требует большего времени, чем заправка жидким топливом, поэтому для удобства и экономии времени потребителей возник новый тренд: зарядные станции совмещаются не столько с традиционными АЗС, сколько с уже имеющимися большими парковками, на которых автомобиль проводит достаточно времени. Например, крупнейшая американская сеть супермаркетов Walmart недавно объявила, что оборудует станциями быстрой зарядки тысячи парковок при своих магазинах по всей стране к 2030 году.
Такая сеть зарядных станций может заметно повлиять на поведение покупателей, ведь сеть торговых заведений Walmart спроектирована так, что 90% населения США проживают не далее, чем в 10 милях от ближайшей торговой точки. Заботу о покупателе получается совместить с созданием серьезного конкурентного преимущества для торговой сети.
В России энергетический переход и развитие электрического автотранспорта еще только начинаются. Условия у нас достаточно специфические. Если говорить про генерацию энергии, то, с одной стороны, страна располагает развитой атомной и гидроэнергетикой, которые уже являются чистыми по своей природе, а с другой — есть регионы, где основа энергетики — сжигание угля.
В области электрификации автотранспорта до массовости еще далеко, хотя в планах есть даже выпуск собственных электромобилей. Такая ситуация предлагает бизнесу хорошие возможности для развития: уже понятно, куда все движется и какие лучшие практики других стран имеет смысл использовать, каких ловушек избегать, что и как адаптировать к российским условиям. Это затрагивает не только производство новых устройств для генерации и запасания электроэнергии, но и разноплановую трансформацию потребительского сектора и привычек людей. Спустя век после реализации плана ГОЭЛРО появляется возможность принять участие в новом высокотехнологичном переделе энергосистемы страны и смежных с энергетикой областей — а электроэнергия нынче вездесуща.
Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора