Анастасия Михайлова — ​о том, как системы накопления энергии помогут избежать аварий и блэкаутов

Топливный дивизион «Росатома» и компания «НГ-Энерго» ввели в эксплуатацию систему накопления энергии на Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении в Якутии. Она работает в составе автономной электростанции и сглаживает кратковременные пики потребления. О развитии перспективного направления «Накопители энергии» говорим с его главой Анастасией Михайловой.

«Мобильный флот» энергетики

— Объясните, зачем изолированной электростанции накопители?

— Для потребителей это прежде всего повышение устойчивости электроснабжения. Накопитель в Якутии сможет выдавать до 1136 кВт⋅ч в периоды пиковых нагрузок. То есть система не перегрузится, отключений не будет. Для генерирующей компании накопитель сбережет оборудование: благодаря сглаженным пикам оно работает более равномерно, меньше изнашивается, а значит — ​реже выходит из строя, денег на ремонт требует меньше.

— Это единичный проект?

— Нет. В этом году мы внедрили в энергосистему России системы накопления энергии совокупной мощностью 1,5 ГВт. Наши накопители могут выдавать потребителям 250 МВт·ч в течение шести часов. Это соответствует электрической мощности крупной ТЭЦ. Они позволяют за миллисекунды начать поставлять электроэнергию в периоды дефицита — ​как локального, так и в масштабе страны. После реализации этого масштабного проекта были приняты два пакета нормативно­правовых актов, регулирующих использование систем накопления в энергетике. Следующий шаг — ​введение систем накопления в генеральную схему размещения объектов электроэнергетики до 2042 года. Это откроет значительные возможности и для потребителей — ​индустриальных участников рынка накопителей, и для нас, поставщика. Системы накопления становятся частью энергосистемы, связующим звеном между объектами генерации и электросетевым хозяйством.

Активно обсуждаются и проекты замены резервных линий электропередачи такими системами. Кроме того, в локальных энергосистемах накопители рассматриваются как «мобильный флот» энергетики. Они могут работать в связке как с возобновляемой энергетикой, так и с электросетью, чтобы обеспечивать домохозяйства стабильной энергией при пиковых колебаниях.

— Речь идет о замене генерации на местах?

— Не совсем. Это оперативное решение на случай нехватки мощности в периоды высокого потребления. Накопители запасают энергию ночью и в другие периоды низкого спроса, в пиковые моменты отдают. Наша система монтируется очень быстро, обходится значительно дешевле строительства дополнительного объекта генерации, рассчитана на 15 лет эксплуатации и может стать базовым решением проблемы локальных энергодефицитов. В последний год это направление активно развивается. Мы чувствуем себя в нем уверенно, потому что прекрасно понимаем, как работает рынок электроэнергии в России.

Есть резервы

— Накопитель поможет восстановить энергоснабжение после блэкаутов?

— Да, накопители используются и для сглаживания пиковых нагрузок, и как объекты резервирования. Кроме того, они могут выступать коммерческими диспетчерами — ​автоматически подключаться, когда возникает пиковый спрос, и отключаться, когда он исчезает. Это возможно на уровне и домохозяйства, и промышленного предприятия, и энергосистемы страны. Главное — ​грамотно выстроить технологические решения и быстро доставить оборудование туда, где есть дефицит мощности. Например, необязательно тянуть резервную линию электропередачи, которая стоит миллиарды, в небольшой город или поселок. Можно установить накопитель, в случае аварии он обеспечит электроснабжение в течение нормативного времени. Похожую задачу мы решаем в Москве: подключаем к парковым накопителям (см. «Вольтера» для парков». — «СР») уборочную технику и остановки без технологического присоединения к сети. В масштабах мегаполиса задача относительно небольшая, но этот подход можно масштабировать на всю энергосистему.

— Насколько интенсивно будет развиваться программа включения накопителей в энергосистему России?

— Мы считаем, что это направление может потреблять половину выпускаемых в России аккумуляторов.

— А сколько аккумуляторов выпускают?

— С учетом работы двух гигафабрик «Росатома» — ​8 ГВт·ч в год. Часть мощностей еще не приняты в промышленную эксплуатацию. Думаю, изолированные энергосистемы, домохозяйства, промышленность и проекты в рамках генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики вполне могут потреблять 4–5 ГВт·ч в год. Это действительно большое и важное новое направление.

Батареи для Москвы

— Год назад Москва законтрактовала весомую часть продукции гигафабрик «Росатома». Все в силе?

— Сотрудничество только укрепляется. Ряд важных для Москвы изделий мы стали выпускать серийно, в частности батареи для электробусов. Кроме того, мы практически завершили квалификацию батареи для электросудов в Российском классификационном обществе и со следующего года сможем ее поставлять. Заканчивается разработка батареи для трамваев, скоро перейдем к серийным поставкам. Батареи для светофоров и остановок, парковые накопители проходят опытно-­промышленную эксплуатацию. Накопители уже питают фестивальные площадки, со следующего года планируется серийное применение. Намечена большая долгосрочная программа сотрудничества с Москвой по оснащению системами накопления энергии поездов метро. Здесь мы решаем стратегическую задачу — ​в среднесрочной перспективе полностью отказаться от контактного рельса в подземке.

— Хватит «Росатому» на все это двух фабрик?

— Конечно, хватит. Литийионная индустрия в мире развивается быстро. Важно не только масштабировать производственные мощности, но и идти в ногу с технологическим прогрессом. Кроме традиционных аккумуляторов с жидким электролитом появляются полутвердотельные, с особым типом электролита, — ​в «Росатоме» они уже есть. Многие говорят о запуске в среднесрочной перспективе массового производства твердотельных и натрийионных аккумуляторов. Дальнейшее масштабирование будет связано с новыми технологическими пакетами. Вкладываться в текущие технологии не то чтобы бессмысленно, но уже не так важно, как сформировать новые на базе нашего опытно­исследовательского центра.

Не только литийионные

— Я правильно поняла, что если встанет вопрос о строительстве третьей гигафабрики, то для производства не литийионных, а каких-то других аккумуляторных ячеек? Вы опробуете их в R&D-центре и решите, стоит ли разворачивать полномасштабное производство, верно?

— Да, абсолютно верно. Но подчеркну: полутвердотельную технологию с полимеризующимся электролитом мы можем запустить и на наших гигафабриках в форм-факторе выпускаемых ячеек. Основное технологическое оборудование это позволяет. Что касается натрийионных и твердотельных технологий, это действительно новые производства. Они станут состоятельными тогда, когда сформируется достаточная сырьевая и технологическая база. Пока это ­все-таки бутиковые решения — ​ни крупных производств, ни конкурентоспособной цены. Интерес к натрийионным технологиям в отдельных сегментах растет, мы за этим следим, ведем разработки. Примем решение, когда увидим реальный спрос.

— Но натриевые батареи гораздо дешевле литиевых. Почему на них нет спроса в России?

— На практике они не получаются дешевле. Дело в масштабе: для большого производства нужно очень много сырья, а сейчас в России нет игроков, которые могли бы выпускать его десятками тысяч тонн. На уровне лаборатории или небольшого производства натриевые решения могут быть выгодными. Но, когда речь идет о крупном индустриальном проекте, экономика меняется. Говоря о цене накопителя, важно учитывать именно промышленный масштаб.

Сейчас активнее всего это направление развивается в Китае, но даже там пока нет достаточной сырьевой базы, чтобы натрийионные аккумуляторы стали дешевле литийионных. Мы внимательно следим за этим трендом, но на рынке он еще не закрепился. В нашем R&D-центре тоже ведут разработку натрийионной технологии. В России задача на ближайшие пять лет — ​создать сырьевую базу для литийионных аккумуляторов. На это потребуется 140 млрд руб­лей. Для натрийионных сырьевую базу еще даже не начинали формировать, а это тоже очень крупные инвестиции.

Спрос растет

— Вернемся к гигафабрикам. Что сейчас происходит в Немане?

— Гигафабрика в Немане почти год работает в тестовом режиме, скоро введем ее в промышленную эксплуатацию. Учтем все уроки, которые извлекли и продолжаем извлекать из промышленной эксплуатации московской гигафабрики. Мы постоянно развиваемся: за год работы определили ряд новых решений в области бережливого производства, они позволят повысить эффективность.

— То есть можно ожидать, что выпуск продукции составит не 4 ГВт·ч в год, а больше?

— Эффективность не означает рост производства. Это более высокая производительность труда, сниженные совокупные затраты, логистические и операционные решения на уровне цеха. При запуске гигафабрики в Новой Москве был в значительной степени отработан комплекс инструментов Производственной системы «Росатом». Они позволят быстрее обеспечить выход на проектную мощность и быстрее стабилизировать качество аккумуляторов.

— Как вы оцениваете российский рынок накопителей?

— Мы видим, что спрос большой, и он растет. Видим, как развиваются робототехника, электротранспорт, беспилотники гражданского и специального назначения. Рынок измеряется гораздо большим объемом, чем мощность двух гигафабрик. И мы не стремимся к монополии: каждый новый игрок должен наращивать компетенции в определенном переделе или продукте. Мы развиваем свои компетенции в двух направлениях. Первое — тяговые аккумуляторы для разных видов транспорта. Второе — ​энергетический сегмент, в нем в полной мере раскрываются компетенции «Росатома» — ​понимание того, как функционирует энергосистема, как взаимодействовать с сетевыми организациями и подстанциями. В этом сегменте мы надолго. Задачи продавать аккумуляторные ячейки в розницу у нас нет. Мы хотим быть сильны именно в инжиниринге конечных изделий.

— Вы будете сотрудничать с другими производителями ячеек разных видов, использовать их для производства своей продукции?

— Да. Мы делаем акцент не только на постоянном развитии гигафабрик, но и на полном проектировании изделия на любых ячейках. При этом необходимо обеспечивать абсолютную безопасность, правильные средства и систему управления. Кстати, мы разработали систему на базе нашего программного обеспечения и открытых кодов, в этом году она войдет в реестр Минцифры. Система обеспечивает управление литийионными ячейками, сквозную телеметрию и мониторинг. Хранение данных о ресурсных характеристиках батареи на российских серверах и корректное поступление информации о деградации батареи позволят обеспечивать ее безопасность на протяжении жизненного цикла.

«Вольтера» для парков

На форуме «Российская энергетическая неделя» топливный дивизион «Росатома» показал портативный накопитель энергии «Вольтера». Он предназначен для автономного и резервного электроснабжения парковых павильонов, точек продаж и питания, выездных мероприятий, техники для ремонта и устранения аварий, временных промышленных объектов.

Энергоемкость накопителя — ​до 26 кВт·ч, продолжительность автономной работы — ​до 48 часов в зависимости от нагрузки. Габариты — ​130 × 100 × 87 см. Устройство оснащено системой естественного воздушного охлаждения, степень защиты корпуса от пыли и брызг воды — ​IP54. Рассчитано на эксплуатацию при температуре от –20 до +45 °C. Работает без шума и выбросов.