В крови и на дороге. Где китайцы находят источники энергии

Китай последовательно держит курс на развитие «зеленой» энергетики. Когда в наших постсоветских республиках по-прежнему чрезвычайно велика зависимость от ископаемого топлива, снизить которую мы и не слишком стараемся, китайцы внедряют в повседневную жизнь новые виды источников возобновляемой энергии. За счет этих технологий уже обеспечивают потребности целых провинций. Правда, пока на уровне эксперимента. Однако эксперты признают: Китай сегодня обладает самым высоким потенциалом для развития и внедрения «зеленой» энергетики.

Под конец ушедшего года в Китае объявили о введении в эксплуатацию автодороги из солнечных батарей. Панели батарей могут выдержать движение всех видов транспорта. В перспективе подобная автодорога сможет подзаряжать электромобили. Каждый квадратный метр автодороги будет вырабатывать электричество на сумму не менее 100 юаней (около $15) в год. Эксперименты с дорожным покрытием из солнечных батарей показали, что подобная технология в будущем может открыть широкий простор для технологического развития. К тому же это еще один плюс в пользу электромобилей, эффективность и необходимость которых стала в последнее время предметом общественных дискуссий.

Аккумулятор под колесами

Автотрасса, покрытая фотоэлектрическими панелями (другое название солнечных батарей), построена в городе Цзинань — административном центре провинции Шаньдун. Её протяжённость – 1,12 километра. Панелями покрыта не вся дорога — лишь одна полоса и обочина общей площадью 5870 квадратных метров. Максимальная мощность вырабатываемого электричества, по расчетам, составит 817 кВт.

Главный инженер проекта, профессор университета Тунцзи в Шанхае Чжан Хунчао говорит, что прибыль от автодороги можно будет получать при «привлечении третьей стороны». К дорожному полотну нового поколения можно, в буквальном смысле, подключить потребителей, использующих новые технологии. «Среди них — беспроводная зарядка электромобилей, а также услуги по навигации беспилотных авто», — рассказал Чжан Хунчао.

Это очень серьезный довод в пользу дальнейшего увеличения количества электромобилей. Противники массового использования электромобилей (да, такие появляются в последнее время, в том числе и среди экологов) утверждают, что основными поставщиками «топлива» для них будут атомные электростанции, опасность которых для экологии и человечества в случае аварии не подлежит никакому сомнению. Автодороги из солнечных батарей в перспективе могут решить фундаментальную задачу «топлива» для электромобилей, к тому же не понадобится строительство специальных станций подзарядки.

Открытие скоростного шоссе с солнечными батареями в Китае. Фото с сайта russian.news.cn

У руководства проекта в Цзинане уже есть договоренность с американской компанией Qualcomm о предоставлении технологии беспроводной подзарядки электромобилей. Причем, срок службы фотоэлектрических панелей, использованных для строительства автодороги, не меньше, чем у бетонных плит или асфальта – 20 лет.

Нужно заметить, что технология строительства автодорог из солнечных батарей впервые появилась в Европе и США. Но сейчас, судя по темпам внедрения, Китай может стать лидером по использованию данной технологии. По данным Международного энергетического агентства, Китай в 2015-м году стал «несомненным мировым лидером» по производству «зеленой» электроэнергии. В том же году британская аудиторско-консалтинговая компания Ernst & Young (одна из крупнейших в мире в своей сфере) пришла к выводу, что Китай является самым привлекательным рынком в мире для инвестиций в развитие «зеленой» энергии.

К 2016-у году до 40% всех мощностей источников возобновляемой энергии находились в Поднебесной. Ветроэнергетические установки, например, вводились со скоростью две установки в час. Общая мощность батарей, введенных в эксплуатацию в Китае за 2016-ый год, превысила 34 гигаватта — это больше половины показателя США.

Развитие «зеленой» энергетики стало логичной реакцией на критику общественности по поводу чудовищного загрязнения воздуха в стране. Как показывает пример с введением в эксплуатацию автодороги из солнечных батарей, китайцы не только пользуются уже традиционными источниками возобновляемой электроэнергии («ветряки», гидроэлектростанции, солнечные батареи, устанавливаемые в пустынях и степях), но и активно занимаются внедрением самых последних технологий.

Крупнейшая в мире ГЭС «Три ущелья» на реке Янцзы в Китае. Фото с сайта pronedra.ru

Ток от тока крови

Ученые, работающие в Университете Фудань (расположен в Шанхае), разработали электрогенератор, вырабатывающий электричество из крови, протекающей в человеческих сосудах. Портал Science Daily рассказывает, что основой разработки являются углеродное нановолокно толщиной менее половины миллиметра. Новая технология получила название «волокнообразный жидкостный генератор» (fiber-shaped fluidic nanogenerator, FFNG).

Достаточно соединить FFNG с электродами и поместить в любую текущую жидкость, содержащую соли, например, кровеносный сосуд, чтобы он начал генерировать электричество. Эффективность получения мощности с помощью разработки ученых Университета Фудань выше на 20 процентов, чем у других схожих разработок. Иными важными преимуществами их изобретения является хорошая эластичность и возможность изменять длину нановолокна.

Что касается практического применения, то FFNG можно использовать для подзаряда носимой на теле электроники и в медицинских целях — в качестве датчиков. Разработка уже прошла успешные испытания на лягушках.

Еще три года назад стало известно, что китайские инженеры также решили использовать для выработки электричества такой повседневной вид человеческой активности, как толкание дверей. Толкая турникет или дверь-турникет, чтобы пройти, человек способствует генерированию энергии. Похожими разработками одновременно заняты ученые в Голландии, США и Японии.

Уголь — плохо, био — хорошо

Китай наращивает обороты и в сфере производства биотоплива. В 2015-ом он считался «новичком» в этом деле. Однако правительство страны опубликовало амбициозный план на 13-ую пятилетку (2016-2020 годы) по росту производства биотоплива. За пять лет планируется довести потребление биомассы для производства электричества до 58 миллионов тонн в год (до 2015-го показатель был – не более 35 миллионов тонн в год). На такие объемы должно сократиться использование угля. К слову, именно широкое использование угля для теплоэлектростанций создает существенное загрязнение воздуха. Именно из-за угольных ТЭС, например, монгольская столица Улан-Батор признана самым грязным городом в мире.

Смог — бич крупных городов Китая. Фото © AFP

Мощность производимой энергии из биотоплива к 2020-му году в Китае должна возрасти до 15 ГВт. Из них около половины будут получать из лесной и сельскохозяйственной биомассы (отходов производства сельхозпродукции), остальную часть — благодаря переработке бытового мусора и за счет биогаза. Инвестиции в сферу биоэнергетики составят до 196 млн юаней.

С 2016-го года китайцы начали закупать в России древесные топливные гранулы. Одновременно у себя они развивают производство пеллет (топливных гранул) и брикетов для последующего получения биоэнергии. К 2020 году объемы производства должны достигнуть уровня 30 миллионов тонн в год.

Возобновляемые источники — в приоритете

В июне этого года агентство «Синьхуа» сообщило, что вся провинция Цинхай в течение недели обеспечивала свои потребности в электроэнергии исключительно за счет возобновляемых источников. Эксперимент провинции Цинхай стал своеобразным рекордом (ранее подобных достижений не было зафиксировано ни в одном другом регионе мира). Количество жителей там – 5,8 млн человек.

С 17 по 23 июня жители и промышленность провинции обходились лишь электричеством, вырабатываемым благодаря солнцу, ветру и воде. Местные власти утверждают, что за неделю было использовано 1,1 млрд киловатт-часов, эквивалентных 535 тысячам тонн сожженного угля. ГЭС «Ласива» («Laxiwa»), расположенная в регионе, является крупнейшей в верхнем течении реки Хуанхэ. Её ежегодная выработка составляет 10,2 млрд киловатт-часов.

Ветряные мельницы на холмах уезда Луншэн в Южном Китае. Фото с сайта russian.news.cn

Эксперимент проводился по инициативе Государственной электросетевой корпорации Китая. Он был задуман для того, чтобы продемонстрировать, что регионы Поднебесной не имеют критической зависимости от сжигания углеводородного топлива для нормального функционирования промышленности. «Чистая энергия — это единственно возможный путь. Мы обязаны снизить зависимость от ископаемого топлива, улучшить инфраструктуру по производству электроэнергии и уменьшить парниковые выбросы», — считает Хань Ти (Han Ti), руководитель региональной энергетической компании.

Провинциальный менеджер, по сути, сформулировал основной посыл китайской энергетики: курс на выработку электричества из возобновляемых источников. У Поднебесной нет таких богатых месторождений нефти и газа, как в соседних России и Казахстане или в государствах Персидского залива. Уголь, как было сказано выше, является одной из главных причин загрязнения воздуха в больших городах. И Китай на государственном уровне серьезно стимулирует инвестирование в возобновляемые источники электроэнергии.

Китай не перестает удивлять мир своими рекордами. Так, в провинции Ганьсу сооружен самый большой в мире наземный комплекс ветряных электростанций. Мощность более 60-ти его энергоблоков составляет 12,77 ГВт. Также в Поднебесной расположена крупнейшая солнечная электростанция в мире «Лунъянся» мощностью 850 мегаватт. Площадь электростанции — 30 квадратных километров.

А недавно в стране открылась самая большая плавучая солнечная «ферма» в мире — она расположена в провинции Айхонь. «Ферма» была построена на месте угольной шахты (пример рационального использования территории), которая на протяжении многих лет заполнялась дождевой водой. Система, обеспечивающая работу солнечных батарей, также контролирует уровень влажности, которая может повлиять на эффективность работы. За счет скопившейся воды решается проблема мытья фотоэлектрических панелей.

Плавучая солнечная ферма в провинции Айхонь. Фото New China TV / YouTube

Несмотря на столь радужные показатели в сфере «зеленой» энергетики (они на сегодня недостижимы для постсоветских государств, хотя возможности для использования ветра, воды и солнечного света совсем не уступают китайским), есть и ряд своих существенных проблем. Иностранные наблюдатели констатируют, что китайское правительство часто задерживает процесс выделения субсидий для компаний, занятых в сфере производства «зеленой» энергии.

Помимо того, большая часть солнечных электростанций находятся в менее заселенных местностях на западе Китая, вдали от крупнейших мегаполисов страны. Строительство линий электропередач, которые обеспечат доставку электричества на восток, требует существенных временных и финансовых ресурсов. Это вызывает эффект, известный, как «сокращение». Вот простая иллюстрация «сокращения»: станция солнечной энергетики производит 20 мегаватт электричества, а покупателей может найти только на 15 мегаватт.

Однако дальнейший рост сферы производства источников возобновляемой энергии в Китае сегодня не подлежит сомнению, что ведет к еще одному очень важному следствию — китайская электроэнергия будет стабильно дешеветь.

По материалам СМИ подготовил Александр Рыбин