Местные энергосети в будущем
Местное энергоснабжение — производство и распределение электричества в будущем местными источниками или сетями — радикальный сдвиг в балансе поставщиков электричества от ископаемого топлива и атомной энергии, на которых сейчас зиждется вся энергетика. Ближайшая аналогия, вероятно, — компьютеры: когда-то они были великанскими вычислительными машинами, потом переселились в частные дома, а погодя стали и карманными приборами с доступом к интернету.
Когда вы втыкаете в розетку какой-нибудь прибор или устройство, одновременно с вами делают то же самое, вероятно, тысячи людей. Централизованные электрогенераторы должны в этот момент выдержать сверхнагрузку, а это неэффективно и дорого. Более того, хоть большие сети получают экономию от масштаба, неэффективность их все равно чувствительна, особенно в части утечек и ущерба для экологии. Отсюда идея генерировать электричество с помощью местных микросетей или извлекать ее из каких угодно сугубо местных подручных источников.
Все маленькое — красивое
Солнечные батареи — хорошее решение, а также и ветряные турбины или, кое-где, водяные колеса, однако есть еще свежие изобретения вроде бродильного аппарата (биореактора) для производства биогаза — на случай ненадежной погоды. Биореактор превращает сельскохозяйственные отходы — например, навоз и мякину — в метан, которым можно питать электрогенератор. Тепло, выделяемое в процессе брожения, можно использовать для отопления близлежащих домов. Благодаря этим методам немецкий город Фрайамт — современная модель будущего. Это селение не только энергетически автономно, но и сгенерировало в 2007 году 2,3 миллиона киловатт-часов избыточной энергии и продало ее национальной электросети. И это вам не община, жаждущая отделиться от остального мира, — напротив, это целое современное, быстро развивающееся движение. При этом задача отнять руль у больших энергетических компаний — совсем не главная. Производство местной энергии попросту эффективнее. Средняя электростанция теряет 70% энергии ископаемого топлива в процессе конверсии — за счет отапливания атмосферы или в градирнях. Из того, что остается, еще 7% теряется на линиях электропередач.
Современные предприятия коммунального обслуживания отчитываются за 67% всего произведенного в мире электричества. «Обзор мировой энергии» Международного энергетического агентства предсказывает, что даже при осуществлении альтернативного сценария (согласно которому национальные правительства изо всех сил будут настаивать на энергосбережении) к 2030 году на большие электростанции все равно будет приходиться около 50% вновь построенных объектов по производству электроэнергии, а на местную энергетику — всего 20%. Есть меж тем некоторые способы вырваться из оков углеродного топлива, йодля развития этих способов правительствам придется сказать свое веское слово.
Дания — ныне самая энергетически эффективная страна мира — лидер в области производимой на местах энергии. Дания первой ввела специальный льготный тариф, а производителям энергии из возобновляемых источников, включая частников, платят за вырабатываемое ими электричество, и ныне менее трети всей производимой страной энергии поступает с больших энергопроизводств. И Дания в этом не одинока. Германия тоже ввела в 2004-м льготный тариф и теперь стала мировым лидером в переработке солнечной энергии — порядка 400 тысяч частных хозяйств и малых бизнесов заняты генерированием энергии из солнечного света.
«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
Еще один вариант — распределительный подход с привлечением умных посредников, могущих использовать уже существующие домашние аккумуляторы, которые люди держат дома на случай перебоев с электричеством. Эти аккумуляторы могли бы накачивать в себя электричество в периоды низких потребления и цены. Другой замечательный источник электричества — электромобили. Исследователи из Делавэрского университета зарядили в такой эксперимент парк из семи машин, известных как «V2G» (vehicle-to-grid, «автомобиль-электросеть»). Когда такая машина подключается к сети, она отправляет беспроводное сообщение серверу, и, когда местной электрической компании нужно больше электричества, она забирает ее из этого электромобиля. «V2G» отвечает менее чем за 4 секунды — в отличие от генератора, на запуск которого нужно минут пять.
Но и это еще не все: «V2G» генерирует 4000 долларов валового дохода в год. Распространения этой технологии можно добиться, варьируя цены в зависимости от реального спроса и стоимости, а агентские системы могут покупать электричество себе как актив и хранить его, покуда не понадобится. Если бы менее половины домов в Великобритании применяли такую систему, рынок был бы куда стабильнее, а домашние хозяйства сократили бы расходы на электричество на 13% и сэкономили бы 1,5 миллиарда фунтов за год. Да и сама идея, что автомобиль может стать источником дохода, а не брешью в семейном бюджете, — отрадна.
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
Вообразите будущее, в котором многие приборы и приспособления будут не только потреблять, но и производить энергию. Офисы, дома, машины смогут понемногу собирать энергию для себя или для других приборов или людей. Отдельные машины тоже можно научить осознанности — чтобы они различали, сколько энергии они потребляют, и приучить их брать энергию только из местных, региональных или национальных сетей в периоды, когда цены на электричество минимальные. И это только начало.
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.