Продолжение.
Часть 1 Часть первая: метанол и водород по-новому
Часть вторая: когда фотовольтаика на своем месте
Как мы уже сказали, первоначально ученые Института теплофизики СО РАН пытались применить плазменную технологию к производству тонкопленочных фотоэлементов. Сегодня данная тема слегка отодвинулась на задний план в связи с огромными инвестициями в гигантские солнечные электростанции, где используются солнечные модули с максимально высоким (на сегодняшний день) КПД. В результате к гибким полупрозрачным солнечным панелям, имеющим невысокий КПД, интерес был утрачен, хотя еще семь лет назад ничего подобного как будто не предвещалось. В то время рассматривалось огромное количество вариантов использования тонкопленочных фотоэлементов, способных очень серьезно преобразить нашу повседневную жизнь (о чем мы еще скажем подробнее). Эти перспективы и в самом деле воодушевляли, давая богатую пищу для воображения нашего светлого будущего.
После подписания Парижского соглашения по климату концепция использования солнечных элементов существенно поменялась. Фотовольтаика стала резко дрейфовать в сторону гигантизма и централизма, поскольку в рамках стратегии радикальной декарбонизации солнечную энергию стали рассматривать в качестве одной из альтернатив (наряду с ветром) ископаемому топливу. В разных странах стали срочно приниматься государственные программы поддержки проектов в области ВИЭ, которые из года в год становились все масштабнее и масштабнее. Соответственно, резко возросло производство солнечных панелей, рассчитанных на сугубо отраслевое производство электрической энергии.
На этом фоне массовый выпуск тонкопленочных фотоэлементов, рассчитанных, прежде всего, на широкое применение в быту, кажется уже не столь актуальной задачей, нежели строительство гигантских СЭС площадью в несколько футбольных полей. Но есть ли в том резон, по тому ли пути шагнула солнечная энергетика?
По мнению главного научного сотрудника ИТ СО РАН Равеля Шарафутдинова, повальное увлечение гигантскими солнечными электростанциями есть самое нелепое применение фотовольтаики, какое только можно представить. По мнению ученого, преимущества солнечной энергетики наиболее полно раскрывают себя лишь в той ситуации, когда мы пытаемся обеспечить свою независимость от внешних сетей. Прежде всего, в системе автономного снабжения электроэнергией. Заменять же тепловые электростанции на солнечные, а электричество «гнать» по тем же внешним сетям, - это и есть нелепость. От подобных замены источников энергии наша повседневная жизнь, наш быт не меняются в принципе.
Как мы уже сказали, при грамотном развитии фотовольтаики (в указанном здесь ключе) она предполагает невероятное многообразие своего применения. К сожалению, в рамках проводимой ныне климатической политики все это «потенциальное» разнообразие ограничили масштабной заменой тепловых электростанций на солнечные. И именно этот вариант сегодня тиражируется во многих странах как некое «магистральное» направление в плане использования солнечной энергии. В итоге все остальные варианты (а их, еще раз повторим, может быть великое множество), отходят на задний план. Именно по этой причине производство тонкопленочных фотоэлементов на гибких подложках не получило широкого распространения, поскольку тонкопленочные элементы имеют относительно невысокий КПД. Соответственно, разработки в этой области, связанные с технологиями производства подобных фотоэлектрических систем, не привлекли к себе должного внимания со стороны крупных инвесторов.
С точки зрения Равеля Шарафутдинова, при нормальном отношении к фотовольтаике погоня за высоким КПД сама по себе теряет смысл. Развитие тонкопленочных фотоэлементов, на его взгляд, должно ставить во главу угла другие, куда более важные задачи. В первую очередь речь идет о дешевизне, а также о простоте и удобстве при использовании. Иначе говоря, тонкопленочные фотоэлементы на гибких подложках должны быть доступны по цене для среднестатистического потребителя и при этом не требовать особой квалификации для своего монтажа и обслуживания. Скажем, вы покупаете рулон таких фотоэлементов (не особо обременяя при этом семейный бюджет), а потом размещаете их в нужном месте. Например, вы покрываете ими хорошо освещенный фасад своего дома, одновременно решая задачу наружной отделки стен. В итоге вы получаете полтора-два дополнительных киловатта электроэнергии. Для отдаленных районов, где есть проблемы с централизованным электроснабжением, такой вариант электрификации – просто находка. А если брать многочисленные в нашей стране дачные и садовые домики, то там использовать фотовольтаику в указанном виде «просто сам Бог велел», - констатирует Равель Шарафутдинов.
В дачных поселках и садовых обществах, где электроэнергия используется сезонно и в ограниченных объемах, автономное электроснабжение с помощью фотоэлементов может оказаться даже выгоднее, чем подключение к внешним электросетям. Как справедливо заметил ученый, в настоящее время стоимость подключения находится в диапазоне 35 – 70 тысяч рублей за один киловатт. При таких расценках «автономная» электроэнергия от фотоэлектрических систем совсем не будет казаться роскошью. Главное, создать в стране современную производственную базу по выпуску таких систем. А для этого как раз и потребуются новые технологии, в том числе и наработки в области технологического использования холодной плазмы.
В этой связи, по мнению Равеля Шарафутдинова, совершенно бесполезно делать ставку на готовенькое, то есть полагаться на закупку технологий за рубежом. У России уже есть печальный опыт на этот счет, который как раз касается развития солнечной энергетики. Как мы знаем, у нас уже закупили не одну технологическую линию по производству солнечных панелей, однако ничего нового и инновационного мы при этом не приобрели совершенно. Несмотря на победные реляции со стороны известных персонажей, якобы отвечающих за инновационное развитие и за «зеленую» энергетику, запуск в стране зарубежных линий по производству фотоэлектрических систем отнюдь не сделал солнечную энергетику доступной. Стоимость одного ватта установленной мощности солнечных батарей у нас примерно в пять раз превышает аналогичный показатель для западных стран (США и страны ЕС). Спрашивается, какую выгоду получила страна, растратив миллиарды бюджетных денег на морально устаревающие технологии?
Тем временем наши разработчики не теряют надежды на то, что созданный ими способ производства тонкопленочных фотоэлементов с помощью холодной плазмы также не останется без внимания со стороны представителей «Росатома». Рано или поздно в мир вернется разумное отношение к фотовольтаике, и тогда стоит ожидать стремительного развития рынка «бытовых» фотоэлектрических систем, где основное место вполне может достаться тонкопленочным фотоэлементам на гибкой подложке. Это значит, что о технологическом рывке в указанном направлении нужно побеспокоиться уже сейчас. «Росатом», безусловно, обладает финансовыми возможностями для того, чтобы поддержать важные НИОКРы в этой сфере, тем более что данная госкорпорация в последние годы проявляет серьезный интерес к «зеленой» энергетике. Совсем не исключено, что к этому делу будет подключено легендарное научно-производственное предприятие «Квант» (входящее в состав «Роскосмоса»). И в такой широкой кооперации ведущих государственных корпораций Россия может неожиданным образом предложить миру более адекватный путь развития фотовольтаики, используя при этом наработки сибирских ученых в сфере технологического применения холодной плазмы.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии