Грузите электричество вагонами!

Advanced Rail Energy Storage North America запускает пилотный проект хранения энергии при помощи железной мини-дороги в Неваде, считая такие методы лучшим вариантом решения проблемы запасания энергии в большинстве уголков мира. По сути, это гидроаккумулирующая электростанция. В том смысле, что главные факторы её работы — гравитация и трение. Только вместо закачки воды в верхний резервуар при запасании энергии проект ARES будет поднимать поближе к вершине холма вагоны с балластом — а значит, им не нужна вода.


Калифорния (США), планирующая покрывать 33% своего энергопотребления от солнца и ветра уже в 2020 году, главную проблему видит в необходимости создания накопителей на гигаватт-часы. Снять это слишком толстое «узкое место» гидроаккумулирующими электростанциями для пустынного штата непросто, а вот холмы и старые вагоны — нечто совсем иное.

Кстати, о вагонах. В здешних краях используются особенно прочные конструкции, изначально разработанные для горнодобывающей отрасли Австралии: они способны нести до 268 тонн собственного веса плюс балласт из камней, причём на уклонах, серьёзно превосходящих стандартные для железных дорог. Каждый из вагонов оснащён генератором на 2 МВт, работающим как электромотор при подъёме и отдающий в сеть энергию на спуске. Выход на рабочий режим заявляется чрезвычайно быстрым — от 5 до 10 секунд. На первый взгляд, это не так хорошо, как у аккумуляторов, но эти цифры намного лучше, чем у газовых ТЭС, которые «прикрывают спину» возобновляемой энергии в тихую калифорнийскую ночь. И уж тем более это лучше, чем у пока ещё доминирующих в США угольных ТЭС, где время выхода на режим иногда доходит до часов.

Не менее важно, что, построив рядом с одной линией дополнительную узкоколейку, можно наращивать мощность «вагонных накопителей» модульно, при сравнительно малых капитальных затратах, что в случае с теми же ГАЭС не так-то просто.

В строящейся в Неваде близ города Парамп (и недалеко от Калифорнии) установке разница в высоте между точками А и Б составляет 900 м: несомненно, очень большой перепад высот — много больше того, что мыслим для большинства ГАЭС. И это при длине путей в какие-то 8 км, что дает основания надеяться на возможность выдачи до 50 ГВт мощности на пике, то есть примерно по полтора мегаватта с 32 вагонов (с учётом всех потерь).

Именно поэтому разработчики из ARES полагают, что на киловатт-час ёмкости их проект будет вдвое дешевле стандартной ГАЭС (примерно $3–5 тысяч за киловатт мощности). И хотя это, вероятно, чистая правда, к концепции пока остаются вопросы, на которые не так просто ответить.


Какова будет амортизация вагонов и их моторов? Насколько интенсивно можно будет эксплуатировать их годами? Не окажутся ли расходы на ремонт и замену подвижного состава более высокими, чем у резервуаров ГАЭС? Наконец, везде ли найдётся достаточное количество пустынных холмов с большим перепадом высот?

Представители ARES успокаивают: по их мнению, опыты, которые начнутся в ближайшее время, ответят на эти вопросы. Надо думать, положительно. Пока же ключевым является КПД: ГАЭС, как мы знаем, достигают 80%, а аккумуляторы при благоприятных температурах приближаются к 90%.

Пока весь опыт ARES ограничивался 240 метрами особо узкоколейной 15-дюймовой железной дороги, многие критики настаивали, что демонстрируемые 80–86% возможны лишь при малой длине пути и, следовательно, небольших потерях на трение, которое на более протяжённых отрезках даст о себе знать. Что ж, определённо стоит дождаться итогов испытаний.

Подготовлено по материалам Scientific American.