Топ “зеленых” технологий, опередивших свое время

Летопись развития «зеленой» энергетики полна людей, разработавших эффективные технологии, которые позволяли получить много энергии за не очень большие деньги. В процессе некоторые из этих людей стали богатыми и известными.

Но есть и менее успешные изобретатели. Они создали системы, которые производили электричество, но слишком дорогое. Эти люди изо всех сил пытались сделать свои лабораторные разработки коммерческим продуктом, но у них не получилось. У некоторых из этих людей были прекрасные идеи, которые просто опередили свое время.

Вот образцы технологий, при создании которых были использованы значительные интеллектуальные и финансовые ресурсы. И все ради того, чтобы обнаружить: мир еще не готов к этим технологиям, отмечает World Oil.

Солнечные батареи CIGS

Солнечная энергия сейчас является одним из самых дешевых источников электричества, но так было не всегда. Большинство солнечных панелей созданы на кремниевой основе, которая еще десять лет назад была очень дорогой. Это привело к поиску альтернативных конструкций. Некоторые использовали тонкую медно-индиево-галлиево-селенидную (CIGS) пленку на стекле или пластике.

Основным разработчиком CIGS-батарей была компания Solyndra, которая получила 535 млн долларов в виде кредитных гарантий США. Между тем, растущий спрос на чистую энергию привел к буму производства поликремния, и цены упали. Solyndra не смогла конкурировать со своими конкурентами, использовавшим поликремний, и в 2011 году объявила о банкротстве. Многие другие компании, создававшие CIGS-панели, также разорились.

Маховик накопления энергии

Операторы электросетей любят, чтобы потребление электроэнергии было стабильным, но им приходится периодически быстро наращивать или уменьшать генерацию, чтобы учесть скачки спроса. Однако электростанции, работающие на угле или природном газе, иногда не могут достаточно быстро среагировать на увеличение потребления.

В 2011 году компания Beacon Power Corp. предложила альтернативу, создав первый коммерческий маховик. Двести цилиндров из углеродного волокна, каждый весом 2500 фунтов, плавали в магнитных полях и вращались со скоростью 16 тыс оборотов в минуту. Вся кинетическая энергия может быть преобразована в электричество и передана в сеть по мере необходимости. Маховик также может поглощать избыточную энергию из сети.

Сетевым операторам понравилась технология, которая позволяла им реагировать на дисбалансы за секунды, а не за минуты. Но Beacon опередила свое время: существующие правила не позволяли компании взимать различные тарифы за электроэнергию при смене циклов потребления. В 2011 году пока Beacon ожидала, что Федеральная комиссия по регулированию энергетики пересмотрит свои правила, у нее кончились деньги.

Активы компании приобрел фонд прямых инвестиций. Переименованная компания Beacon Power LLC открыла второй объект в 2014 году. В 2018 году два объекта были приобретены разработчиком экологически чистой энергии. Сегодня растущее использование солнечной и ветрогенерации, которая подвержена колебаниям выработки, повысило спрос на этот вид услуг. Однако у маховика появился конкурент – аккумуляторные системы, которые реагируют на изменения спроса так же быстро.

Целлюлозное биотопливо

Сразу несколько компаний пытались разработать дешевое альтернативное топливо из растительного сырья. В отличие от стандартного этанола, изготовленного из кукурузы или сахарного тростника, следующее поколение топлива будет производиться из целлюлозы – жесткой, волокнистой, неперевариваемой клетчатки растений или деревьев.

Это было бы дешевле и проще, чем продовольственные культуры. Цель состояла в том, чтобы создать совместимое топливо, которое можно было бы использовать в транспортном средстве без модификации двигателя.

Это было популярной идеей десять лет назад, поскольку цены на нефть были значительно выше 100 долларов за баррель, но продавать биотопливо стало сложнее, когда нефть подешевела. Kior Inc, некогда многообещающий стартап, поддерживаемый венчурным капиталистом Винодом Хосла, производил топливо из древесной щепы. При стоимости производства более 6 долларов за галлон он обанкротился в 2014 году.

Renmatix стремилась перерабатывать древесину в топливо, но затем перешла на производство специальных химикатов для пищевой и косметической промышленности. Solazyme спроектировал штаммы водорослей, которые могли быть переработаны в топливо, но в итоге пошли по тому же пути. В 2016 году компания сменила название на TerraVia Holdings, а год спустя объявила о банкротстве.

Башня солнечной энергии

Энергетическая вышка – это идея, вероятно, с самой драматической судьбой. Километры зеркал размером с гаражную дверь фокусируют солнечный свет на котле в верхней части высокой башни, чтобы вырабатывать пар и производить электричество. Это круто, но дорого.

Калифорнийская компания Ivanpah, крупнейший в мире проект электростанции стоимостью 2,2 млрд долларов, имеет мощность 377 МВт. Однако она не может конкурировать с фотоэлектрическими батареями. Также известно, что лучи сфокусированного солнечного света просто сжигают птиц в полете.

Однако у этой технологии есть одно преимущество перед солнечными батареями: можно использовать емкости с расплавленной солью, которые сохраняют тепло в течение нескольких часов, что позволяет башням производить электричество после захода солнца. Это одна из причин, по которой вышки могут обеспечивать электричеством отдаленные районы.

Строительство подобного проекта в пустыне Атакама на севере Чили было возобновлено в прошлом году, спустя два года после того, как бывший совладелец Abengoa приостановил его из-за финансовых проблем. SolarReserve, которая построила единственную такую башню в Неваде, разрабатывает проекты в других частях мира, но в этом году отменил строительство первой электростанции в Австралии, поскольку не смогла обеспечить финансирование.

Малые ветряные турбины

Вы, наверное, видели дома с крышами, покрытыми солнечными батареями. А как насчет ветротурбины на той же крыше? Urban Green Energy попробовала применить такой вариант: она предложила турбины, достаточно маленькие для установки на домах, с изогнутыми лопастями, которые вращались вокруг вертикальной оси.

Более крупные модели предназначались для коммерческих крыш, удаленных вышек мобильных телефонов и общественных мест. Но концепция столкнулась с проблемами. Ветровые турбины преобразуют кинетическую энергию – движение лопастей – в электричество. Небольшие лопасти производят меньше энергии, а вертикальный дизайн был менее эффективен, чем стандартные турбины. UGE долго боролась с высокими затратами и проблемами обслуживания, но в 2016 году продала свои ветроэнергетический бизнес переключилась на солнечную энергию.

Морские турбины

Океанские волны, течения, приливы и отливы могут быть преобразованы в электричество, но это нелегко. Море – суровая среда для механических систем. Тем не менее, идея использования кинетической энергии волн, приливов или течений для выработки энергии породила несколько стартапов.

Компания Ocean Power Technologies разработала силовой буй, который закреплен на шельфе и движется вверх и вниз по волнам. Компания объединилась с Lockheed Martin в 2012 году для создания крупномасштабного проекта в области волновой энергии в Австралии. Но в 2014 году Ocean Power закрыла проект, заявив, что он «коммерчески нежизнеспособен». Компания все еще работает над данной технологией, но хочет использовать ее для энергообеспечения удаленных объектов, таких как морские нефтяные платформы.

Британская Tidal Lagoon Power намеревалась установить в заливе Суонси в Южном Уэльсе, турбины, которые должны были получать энергию от приливов. Правительство Великобритании в 2018 году отклонило проект стоимостью 1,3 млрд фунтов стерлингов (1,6 млрд долларов), отчасти потому, что ветер с берега мог обеспечить такое же количество энергии втрое дешевле.

Другие компании добиваются больших успехов в морской энергетике. Simec Atlantis Energy управляет первым в мире коммерческим приливно-отливным проектом – установкой MeyGen мощностью 6 МВт, которая была введена в эксплуатацию в Шотландии в 2016 году.

Источник