Выявлены перспективные энергетические технологии, требующие быстрой разработки для проверки их долгосрочной инвестиционной целесообразности.
Цель состоит в сокращении выбросов парниковых газов, и энергетический сектор, как крупнейший источник этих выбросов, находится в центре усилий, в рамках которых реализуется широкий спектр технологий декарбонизации.
Ключевые технологии, такие как ветровая и солнечная энергетика, в настоящее время широко коммерциализированы, но новые технологии чистой энергии постоянно находятся в стадии разработки и появляются. Учитывая обязательства по выполнению Парижского соглашения и давление с целью внедрения этих технологий, возникает вопрос, каким из новых технологий необходимо уделить больше внимания исследованиям и разработкам для определения их долгосрочного инвестиционного потенциала.
Учитывая это, Исполнительный комитет по технологиям Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК ООН) определил шесть перспективных технологий, которые, вероятно, принесут пользу в глобальном масштабе и которые, по его мнению, необходимо как можно скорее вывести на рынок.
Вот они.
Технологии первичного энергоснабжения
Плавучие солнечные фотоэлектрические системы не являются новой технологией, но, как отмечает Комитет, технологии, находящиеся на стадии полной коммерциализации и достигшие высокого уровня технологической готовности, комбинируются по-новому. Примером может служить пришвартованные плоскодонные суда и солнечные фотоэлектрические системы, включая панели, линии электропередачи и инверторы.
Существуют два типа возможностей: когда плавучая солнечная электростанция является автономной, и когда она модернизируется или строится совместно с гидроэлектростанцией в качестве гибридной системы. Плавучие солнечные электростанции также могут быть спроектированы с функцией слежения за солнцем, что сопряжено с ограниченными дополнительными затратами, но обеспечивает прирост энергии до 25%.
Плавучие ветроэнергетические установки открывают потенциал для использования энергии ветра, которая находится на гораздо большей глубине, чем стационарные морские ветроэнергетические башни, обычно расположенные на глубине 50 метров или менее, а также в регионах с глубоководным морским дном вблизи побережья. Главная проблема — это система крепления, в которую инвестируют в два основных типа: подводные и закрепленные на морском дне, и у каждого из них есть свои преимущества и недостатки.
Комитет заявляет, что конструкции плавучих ветроэнергетических установок находятся на разных уровнях технологической готовности, при этом плавучие турбины с горизонтальной осью вращения более совершенны, чем турбины с вертикальной осью вращения.
Вспомогательные технологии
Зеленый водород — тема сегодняшнего дня, открывающая возможности его использования для отопления, в промышленности и в качестве топлива. Однако, как отмечает TEC, способ производства водорода имеет решающее значение для его воздействия на выбросы.
Затраты зависят от двух факторов: стоимости электроэнергии и, что более важно, стоимости электролизеров, которая должна определяться за счет эффекта масштаба.
По данным Комитета, появляются батареи нового поколения для хранения электроэнергии за счетчиком и в промышленных масштабах, такие как твердотельные литий-металлические батареи, которые обеспечивают значительные, не незначительные улучшения по сравнению с существующими аккумуляторными технологиями с точки зрения плотности энергии, долговечности и безопасности, а также позволяют осуществлять более быструю зарядку.
Если удастся успешно масштабировать производство, их использование может произвести революцию, особенно на автомобильном рынке, поскольку потенциально позволит разрабатывать электромобили с батареями, срок службы и запас хода которых будут сопоставимы с современными традиционными автомобилями.
По мнению Комитета, системы аккумулирования тепловой энергии для отопления или охлаждения могут быть выполнены из множества различных материалов с разной теплоемкостью и стоимостью, при этом наибольший вклад в их использование, вероятно, внесет строительство и легкая промышленность.
Системы тепловой энергии для жилых помещений могут оказать очень значительное влияние в холодных регионах с низкой влажностью, где тепловые насосы менее эффективны, а еще одним ключевым направлением будущих исследований являются «холодовые цепи» в развивающихся и недавно индустриализированных странах.
Тепловые насосы — это хорошо зарекомендовавшая себя технология, но в то же время в этой области продолжаются инновации, такие как усовершенствованные хладагенты, компрессоры, теплообменники и системы управления, направленные на повышение производительности и эффективности.
Как отмечают в комитете, исследования неизменно показывают, что тепловые насосы, работающие на электроэнергии, выделяющей мало парниковых газов, являются ключевой стратегией для удовлетворения потребностей в отоплении и охлаждении.
Другие новые технологии
Комитет отмечает, что среди других рассмотренных технологий – системы воздушного ветроэнергетики, а также системы преобразования морской волновой, приливной и океанической тепловой энергии, которые могут иметь решающее значение для усилий некоторых стран или субрегионов, но до тех пор, пока не будут преодолены инженерные и экономические проблемы, вряд ли принесут пользу в глобальном масштабе.
Ещё одной перспективной технологией, представляющей интерес, является биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода, которая только переходит из стадии демонстрации в стадию ограниченного коммерческого внедрения. Из-за относительно высоких затрат по сравнению с другими вариантами смягчения последствий изменения климата, её внедрение должно быть обусловлено главным образом инициативами в области климатической политики, а широкое практическое применение может включать в себя сочетание различных видов топлива, подходов к улавливанию и хранению углерода и целевых отраслей.
— Джонатан Спенсер Джонс
Дата публикации: 14 января 2022 г.