Экологически чистая энергетика способствует решению природоохранных задач, однако сталкивается с рядом технологических сложностей. Ключевая из них — непостоянство генерации, в то время как современное общество нуждается в бесперебойном и гарантированном энергоснабжении. Сглаживать колебания в производстве энергии можно не только с помощью традиционных аккумуляторов, но и множеством других инновационных методов — от накопления тепла в специальных материалах до использования сжатого воздуха. Более того, существует технология, позволяющая переводить воздух в жидкое состояние.
Источник изображения: China Green Development Investment
Именно такой объект был возведён в пустыне Гоби на северо-западе Китая, недалеко от города Гольмуд в провинции Цинхай. Это сооружение способно изменить подходы к накоплению энергии в нынешнем столетии. Здесь воздух не просто сжимают — его охлаждают до экстремальной температуры в −194 °C, превращая в жидкость, которая сохраняет энергию в одном из самых холодных состояний, достижимых в природных условиях.
Проект, названный Super Air Power Bank, был реализован компанией China Green Development Investment совместно с Институтом физики и химии Китайской академии наук (TIPC-CAS). Он представляет собой первую в мире крупнейшую систему хранения энергии на основе сжиженного воздуха. В периоды избыточной выработки солнечными или ветровыми электростанциями энергия направляется на сжатие и охлаждение воздуха до жидкой фазы. Когда же потребность в электричестве растёт, жидкий воздух снова переходит в газообразное состояние, расширяясь более чем в 750 раз и приводя в действие турбины для генерации тока.
Технические показатели проекта поражают: за один цикл отдачи система способна обеспечить до 600 МВт·ч электроэнергии в течение 10 часов. Годовая выработка объекта может достигать примерно 180 ГВт·ч, что эквивалентно годовому энергопотреблению около 30 000 домохозяйств. Это не просто накопитель, а масштабный термодинамический резервуар, который компенсирует резкие перепады в производстве энергии от возобновляемых источников, помогая стабилизировать сеть в безветренную погоду или в тёмное время суток. Данный объект интегрирован с солнечной электростанцией мощностью 250 МВт, также расположенной в пустыне Гоби.
Стоит подчеркнуть, что подобные проекты знаменуют собой новый этап в мировом движении к экологически чистой энергетике. В то время как глобальная энергосистема всё ещё опирается на химические аккумуляторы или гидроаккумулирующие электростанции, Китай развивает альтернативу, базирующуюся на базовых физических принципах сжатия и расширения воздуха. Данный подход способен стать одной из основополагающих составляющих энергетики будущего, где энергия из возобновляемых источников будет сохраняться эффективно, стабильно и без потребности в дефицитных материалах, характерных для литий-ионных батарей.
Китай — не единственное государство, изучающее потенциал технологии накопления энергии с использованием сжиженного воздуха (LAES). В сентябре исследовательская группа Корейского института машиностроения и материалов (KIMM) осуществила первую в стране крупномасштабную операцию по хранению энергии этим методом, произведя за 24 часа 10 тонн жидкого воздуха. Параллельно в Великобритании намерены к 2026 году завершить строительство и поэтапно запустить хранилище LAES в Каррингтоне, Манчестер. Хотя эффективность холодильного цикла в китайском проекте «Супер аккумулятор на сжатом воздухе» доходит до 95%, общий КПД полного цикла «зарядки-разрядки» системы составляет около 55%. В действительности, это весьма неплохой показатель.
