Местные энергосети в будущем
Местное энергоснабжение и микросети — уже не только технология будущего. Микросеть объединяет местные источники генерации, накопители и потребителей и может работать вместе с большой энергосистемой, а в некоторых конфигурациях временно отделяться от неё при аварии. Такие решения применяют для повышения надёжности, в удалённых населённых пунктах, на предприятиях, военных объектах и в критически важной инфраструктуре.
Большие энергосистемы постоянно балансируют производство и потребление электричества. Централизованная генерация даёт преимущества масштаба, а распределённые источники и накопители могут уменьшать нагрузку на отдельные участки сети и обеспечивать резервное питание. Поэтому современная энергетика развивается не по принципу «большая сеть или микросеть», а как сочетание обоих подходов.
Все маленькое — красивое
В микросетях могут сочетаться солнечные панели, ветрогенераторы, аккумуляторы, дизельные или газовые генераторы, биогаз и другие источники — набор зависит от местных условий. Старые примеры вроде немецкого Фрайамта показывали возможности распределённой энергетики ещё в 2000-х. При сравнении эффективности важно не смешивать тепловые потери электростанции с потерями при передаче электричества: это разные величины.
Прогнозы начала 2010-х о доле «местной энергетики» к 2030 году сегодня уже устарели. На практике микросети развиваются как часть общей энергосистемы. Министерство энергетики США, например, продолжает в 2025–2026 годах финансировать программы микросетей для повышения устойчивости и надёжности электроснабжения удалённых и уязвимых сообществ.
Дания и Германия действительно сыграли заметную роль в распространении ветровой и солнечной энергетики и механизмов поддержки распределённой генерации. Но старые формулировки вроде «самая энергоэффективная страна мира» или «мировой лидер по солнечной энергии» быстро устаревают. Гораздо важнее сам результат: небольшие производители электроэнергии и домашние солнечные системы стали обычной частью энергорынка многих стран.
«То, что можно делать на местном уровне с энергетической эффективностью и возобновляемыми источниками энергии, — невероятно. Поразительно» Джоан Фицджералд, американский профессор, автор книги «Изумрудные города»
Некоторым государствам непросто будет вынудить большие электрические компании ослабить хватку, но в развивающихся странах возможности сразу обустраивать местную энергетику есть — там электроснабжение на дальних расстояниях по-прежнему недоразвито. Африка, например, может запросто обскакать другие регионы — Европу и Северную Америку, — что им уже удалось в части мобильных платежей и мобильного банковского обслуживания: за отсутствием наземных телефонных линий, компьютеров или ноутбуков эти сервисы сразу начали работать в мобильных телефонах и смартфонах, которые многим в Африке служат средством проведения платежей уже довольно давно.
Деньгомобили
Аккумуляторы и электромобили действительно могут участвовать в балансировке сети. Технология vehicle-to-grid (V2G) позволяет совместимому электромобилю не только заряжаться, но и при необходимости отдавать часть энергии обратно в сеть или здание. После ранних экспериментов 2000-х появились более крупные пилотные и коммерческие проекты, однако выгода зависит от тарифов, оборудования, состояния батареи и правил конкретной энергосистемы.
Оценки дохода от ранних экспериментов V2G нельзя переносить на любой современный электромобиль. Выплаты владельцу зависят от местного рынка электроэнергии и количества циклов работы батареи. Поэтому правильнее говорить не о гарантированных тысячах долларов в год, а о возможности использовать парк аккумуляторов как распределённый ресурс для регулирования нагрузки и резервного питания.
Вспомним также и об использовании водорода как энергоносителя — или как переносчика энергии с одного места на другое, подобно электричеству. Основанная на водороде экономика имела бы грандиозные последствия в будущем, особенно для транспорта — главной загвоздки с решением нефтяного вопроса.
Энергия поддержки энергии
Если вы решите установить девятиметровый ветряк у себя на огороде, вам, скорее всего, могут не позволить. К солнечным панелям относятся терпимее, и никто глазом не моргнет, если вы себе нацепите кондиционер на внешнюю стену. Ситуация, однако, меняется. К примеру, 13 миллионов американцев проживает на земле площадью в акр или больше, и компании, производящие ветровые турбины, нацеливаются продавать таким землевладельцам новое поколение домашних ветряков.
Мы, со всей очевидностью, наблюдаем сдвиг в сторону технологий, прежде доступных только для производств (ветровая энергия — яркий тому пример), а теперь продаваемых среднестатистическому Джо из пригорода. Ключевая точка в развитии частных чистых технологий — налогообложение, однако возможность продавать избыточно сгенерированную энергию выталкивает экоциников в доселе неведомые воды.
Потребители и производители
Часть этого «будущего» уже наступила. Умные зарядные устройства, домашние аккумуляторы, тепловые насосы и системы управления зданиями могут переносить потребление на часы меньшей нагрузки или более дешёвой электроэнергии. Дом с солнечными панелями и накопителем способен в разные часы быть и потребителем, и небольшим производителем энергии.
Люди могут аккумулировать энергию собственного движения — кинетическую энергию ходьбы или солнечную энергию (при помощи солнечных панелей, вмонтированных в одежду). В итоге может сложиться система взаимного одалживания энергии, в которой каждый — и потребитель, и производитель.