En+ Group производит около 10% всей электроэнергии в России. Группе принадлежат такие крупные активы, как Красноярская ГЭС, Братская ГЭС, а также ТЭЦ «Иркутскэнерго», работающие на угле. В перспективе в компании делают ставку на использование возобновляемых источников – энергии солнца и ветра. Но это нестабильная генерация. Она зависит от метеоусловий. К тому же электрическую энергию, выработанную на солнечной генерации, надо накапливать. «Таким образом, развитие альтернативной энергетики, использование энергии солнца, ветра совершенно невозможно без накопителя», – говорит Анна Коротченкова.

Внимание на электрохимии

– Я сделала краткий обзор способов хранения энергии – инноваций, доступных на рынке, технологий, которые появятся в перспективе, и тех, что находятся в стадии разработки, чтобы развеять миф, что литий-ионные аккумуляторные батареи, используемые в смартфонах, гаджетах, электромобилях и так далее, сейчас незаменимы, – отметила Анна Коротченкова. – На текущий момент есть хорошие шансы для развития так называемых постлитиевых технологий, которые смогут занять свободные ниши на растущем рынке накопителей и, возможно, полностью вытеснить литий-ионную технологию.

Мировая энергетика пытается найти другие решения по хранению энергии, более простые с инженерной точки зрения. По прогнозам аналитического агентства Bloomberg New Energy Financе, которые были опубликованы в конце прошлого года, мировой рынок ESS (систем хранения энергии) с 2016-го по 2030 год вырастет в шесть раз и достигнет 305 ГВт-ч. «Это очень много, – считает Коротченкова. – Мы понимаем, что в авангарде по накоплению энергии идут такие страны, как США, Япония, Китай, Германия, Великобритания и Южная Корея, это сложившийся тренд. Другой вопрос, когда наша страна подключится и какие у нас есть показатели для системных накоплений».

Для сохранения энергии нужны накопители. Сегодня на рынке доминируют литий-ионные аккумуляторы. Они дороги, в том числе из-за высокой стоимости лития. Литий с каждым годом дорожает, его запасы ограничены.

– Понятно, что сейчас всё упирается в стоимость, литий – достаточно дорогой, – отметила Анна Валерьевна. – Если покупать литий-ионные аккумуляторы для того, чтобы делать бытовые накопительные станции, цена получается на уровне 500 долларов за киловатт-час. Естественно, нет никакого экономического эффекта. К тому же те требования, которые сейчас предъявляются к системам хранения энергии, предполагают, что стоимость за киловатт-час должна быть менее 200 долларов. Помимо этого аккумуляторы должны работать не менее 15 лет, иметь большой ресурс по циклам – более пяти тысяч циклов. К примеру, сейчас в обычном смартфоне 1000 циклов.

По словам Коротченковой, En+ Group решила делать накопители энергии из алюминия. У алюминия три свободных электрона, а у лития – один. Соответственно, энергоёмкость алюминия в три раза выше. Плюс алюминий дешевле, а его запасы в земной коре составляют 10%.

Известно, что компания «Русал», входящая в En+ Group, является одним из крупнейших производителей алюминия в мире. Алюминий-ионные аккумуляторы – недавнее изобретение. Компания занимается ими совместно с Уральским отделением Российской академии наук. Мелкосерийные образцы алюминий-ионного аккумулятора будут готовы ориентировочно через два года. В том числе они пройдут тестовые испытания на электромобилях «ГАЗа», говорит Коротченкова.

Ещё одной альтернативой, по мнению эксперта, может стать натрий-ионный аккумулятор. Исходные материалы для натрий-ионной ячейки на порядок дешевле по сравнению с ячейкой литий-ионной. Ресурсная база натриевого аккумулятора в 10 раз дешевле, чем литиевого, и это тоже технология будущего, если заменить в производстве дорогостоящие литиевые электроды на натриевые. В En+ подобный вариант также рассматривают.

Ставка на перовскит

En+ Group планирует к 2020 году выпустить солнечные батареи, способные производить дешёвую электроэнергию. На очереди – алюминий-ионные аккумуляторы для солнечных панелей (и других возобновляемых источников электроэнергии), а также электромобилей, удешевляющие хранение электроэнергии почти в 2,5 раза, сообщила Коротченкова.

«Во всём мире угольные электростанции закрываются. В будущем никто не захочет покупать энергию, которая производится неэкологичным способом», – говорит Анна Коротченкова. И хотя в ближайшей перспективе в En+ не рассматривают закрытие электростанций, группа c 2016 года инвестирует в разработку солнечных панелей на основе перовскита. Проект реализуется совместно с факультетом наук о материалах МГУ имени М.В. Ломоносова.

Впервые минерал перовскит был обнаружен в середине девятнадцатого века на Урале и назван в честь графа Перовского, который был известным коллекционером минералов. В 2009 году выяснилось, что перовскиты, точнее, их аналоги с идентичной структурой кристаллической решётки, эффективно преобразуют солнечную энергию в электричество. Текущая эффективность лабораторного образца панели на основе перовскита составляет 22,7%. Кроме того, перовскитные панели дешевле кремниевых, а их производство менее токсично. Плюс перовскитные панели можно делать гибкими и покрывать ими поверхности любой кривизны и сложности, например, облицовывать здания, размещать панели на кровле. Их ещё никто не производит в промышленных масштабах, но активно разрабатывают в нескольких лабораториях в России, Швейцарии, Великобритании, Японии и Корее.

Самую низкую цену за электроэнергию, произведённую благодаря солнцу, до недавнего времени готова была предложить энергокомпания EDF (Франция). При использовании двусторонних кремниевых панелей в климатических условиях Саудовской Аравии стоимость производства электричества составила бы, по расчётам компании, менее двух центов за киловатт-час. Однако стоимость производства электричества с применением разрабатываемых En+ Group солнечных панелей при их установке в сопоставимых условиях составила бы, по словам Анны Коротченковой, ещё меньше – по предварительным расчётам, до 1 цента за киловатт-час.

Достал рога – зарядился

В России пока нет развитого рынка распределённой генерации. Не представляется возможным продать излишки произведённой электроэнергии напрямую потребителю, минуя рынок оптовой энергии. Поэтому солнечные панели En+ Group планируется продавать на зарубежных рынках. Тем более En+ Group уже подала заявку на получение патента в Европе и других странах. К примеру, в Европе сегодня даже электромобили могут продавать излишки энергии. Так, в Хельсинки появилась станция для зарядки электромобилей, которая может не только отдавать электроэнергию для зарядки аккумуляторов автомобилей, но и в пиковые часы потребления принимать энергию от аккумуляторов.

К слову, об электромобилях – этот «зелёный» транспорт сейчас активно развивается, мировой спрос на батареи для него растёт с сумасшедшей динамикой. По прогнозу того же Bloomberg New Energy Financе, к 2040 году рынок батарей для электромобилей достигнет 1700 гигаватт-час, это очень много. Но к батареям для электромобилей немного другие требования. По новым стандартам батарея должна иметь высокую плотность энергии, большую мощность, чтобы водители могли маневренно управлять автомобилем. Кроме того, немаловажной остаётся быстрая скорость зарядки.