Наносвод: авторский подкаст Анатолия Чубайса

Последние события и самая актуальная информация о деятельности РОСНАНО

Возобновляемая энергетика в России. Часть 2

«Наносвод» — подкаст, созданный, чтобы давать простые ответы на сложные вопросы об инновационных технологиях и людях, которые их делают.
26 сентября 2019

Что уже сделано для развития ВИЭ в России? Трудно ли будет все это реализовать и где уже совершили прорыв? Все это и немного о космосе и вечной мерзлоте Анатолий Чубайс рассказывает во втором эпизоде «Наносвода». Казалось бы, причем здесь балет и ветер?
 

Принципиальный ответ состоит в том, что на большей территории России солнечная энергетика возможна. Это первое.

Теперь второе, о чем вы сказали — хранение. Это абсолютно фундаментальный вопрос. Чтобы ответить на него, нужно зайти не с солнечной энергетики, а в целом с проблемы промышленного хранения электроэнергии, которая является одним из крупнейших на сегодня технологических процессов, идущих в электроэнергетике мира.

Мы какие-то кусочки этого процесса видим. В кармане лежит мобильный телефон, а в нем аккумулятор. Какой? Литий-ионный. Что такое Tesla? Это автомобиль, который работает на литий-ионных аккумуляторах. А почему вообще тема электромобиля, который сегодня прямо чуть ли ни из утюга слышится каждый день, вдруг она стала темой? А что там в технологическом смысле случилось, что произошло? Электродвигатель открыли? Да нет, ему уже примерно 100 лет, как и двигателю внутреннего сгорания. Почему вдруг электрический транспорт стал сегодня реальностью?

Елена Тофанюк: Научились хранить?

Анатолий Чубайс: Конечно! Абсолютно точно! Елена, молодец, пятерка!

Елена Тофанюк: Ура!

Анатолий Чубайс: Ровно так оно и есть. Научились хранить. Аккумуляторы появились. Вот где революция произошла. И темпы роста эффективности, зрелости этого кластера хранения электроэнергии колоссальны. Всем специалистам понятно, что хранение из нашего кармана в виде смартфона, перешедшее в автомобиль, следующим шагом идет в большую электроэнергетику. Сетевые накопители электроэнергии (СНЭ) — это крупнейший кластер, который рождается на наших глазах. Большой разговор о том, как это преобразит всю электроэнергетику, она будет просто другого вида. Но представьте, сегодня для того, чтобы наш с вами этот микрофон работал, кВт-часы, которые по этому проводу к нему поступают, они должны поступать откуда-то с ТЭЦ-27, находящейся не так далеко отсюда, где в этот момент должна вращаться турбина с генератором и вырабатывать электроэнергию. А если это полная синхронизация производства и потребления теряется — это называется авария. А появление хранения полностью изменяет всю конфигурацию в электроэнергетике. Меняется соотношение между газовой, угольной, атомной, изменяет потребность в мощности. До 30% мощностей оказываются избыточными. И много чего другого происходит.

Анатолий Чубайс: Я к чему все это? К тому, что промышленное хранение электроэнергии — это как раз еще один рождающийся сегодня в мире, и уже теперь в России, крупный технологический кластер. Возобновляемая энергетика в этом кластере — это одно из предложений. Из-за одной только возобновляемой энергетики он бы, наверное, не двигался такими темпами, но когда у него такие мощнейшие драйверы как пассажирский транспорт, такие мощнейшие драйверы как мировые энергетические системы, этот кластер промышленного хранения, конечно же, коснется и возобновляемой энергетики. В этом смысле через шаг ввод любой станции возобновляемой электроэнергетики, будь то солнце или ветер — конечно же, ввод вместе с системами хранения. И это уже другое поколение.

Я уверен, что то, что я сейчас пытался описать — это не 2035 и даже не 2025 год, а это первая половина 2020-х годов в нашей стране, когда промышленное хранение станет реальностью.

Елена Тофанюк: То есть эта вещь, на самом деле, и делает возможной солнечную энергетику в России?

Анатолий Чубайс: Не совсем. Она повышает эффективность солнечной энергетики в России. И без нее солнечная энергетика в России была бы осмысленна. На сегодняшний день в России построено более 400 МВт солнечных станций, которые работают без систем промышленного хранения. Пока доля возобновляемой энергетики в целом в энергобалансе минимальна — а мы говорили с вами, что даже меньше 1%, — это вообще никаких проблем для диспетчерирования не составляет. Когда она поднимается за 40–50%, там возникают проблемы. Но совершенно ясно, что к этому моменту, когда Россия дойдет до 40–50%, системы промышленного хранения электроэнергии будут просто реальностью.

Елена Тофанюк: А в каких регионах солнечные станции? Простите мою необразованность.

Анатолий Чубайс: Во-первых, конечно же, это Юг. Из того, что реально вводили — Бурятия очень активно пошла вперед, Алтай очень активно пошел вперед, юг Якутии активно пошел вперед, Дальний Восток чуть менее активно, но есть несколько станций, построенных там. Я уверен, что это будут и наш европейский юг: Краснодар, Ставрополь, Ростов, Сочи. Это регионы, которые естественным путем предрасположены к тому, чтобы солнечная энергетика там бурно развивалась.

Елена Тофанюк: То есть все-таки где солнце пока?

Анатолий Чубайс: Прежде всего, конечно же, там.

Елена Тофанюк: Про ветер теперь расскажите. Я слышала, у вас есть интересный тезис о том, где у нас дует ветер.

Анатолий Чубайс: Ветер, во-первых, у нас дует везде, как вы знаете.

Елена Тофанюк: Постоянно.

Анатолий Чубайс: Да.

Елена Тофанюк: Я так понимаю, что главная проблема в России не в том, что у нее чего-то нет, а в том, что это все нестабильно.

Анатолий Чубайс: Да.

Елена Тофанюк: Солнце есть, но не всегда.

Анатолий Чубайс: С этим все нормально, да. Как сказал один мой товарищ: «Что ты говоришь? Ветроэнергетика в России? Ветер в России? Он есть только в карманах». Но не совсем. Первая промышленная ветростанция в России введена в этом году в Ульяновской области. Затем вторая нашими совместными усилиями вместе с компанией «Фортум» — 100 МВт уже работающие. И этот конвейер запущен с такой мощью, что очевидно, что объемы ввода ветроэнергетики превысят объемы ввода солнца. И в цифрах — мы это хорошо понимаем — к 2024 году в России будет примерно 1500–1600 МВт солнечной энергетики и примерно 3000 МВт с небольшим ветроэнергетики.

Елена Тофанюк: А в процентах?

Анатолий Чубайс: Почему? Потому что вслед за самой энергетикой пошла промышленность. Но это отдельный большой вопрос. Я тогда уйду от вашего вопроса о том, где есть ветер.

Посмотрите на карту ветропотенциала. Там все проще, чем с солнцем. По ветропотенциалу Россия — страна №1 на Земном шаре. Это, слава тебе, Господи, никто не оспаривает. Тут мы точно чемпионы.

Елена Тофанюк: То есть мы не только в балете, но еще и по ветру?

Анатолий Чубайс: Да, еще и в области балета, и в области ветра. У нас с этим все нормально. В этом смысле с ветром у нас все хорошо. Но это, естественно, просто в силу территорий, очевидно.

Кроме того, важно вот что. Есть два типа ветростанций: один тип ветростанций, работающих в единой энергосистеме страны (Ульяновская, о которой я сказал), и очевидно, что там экономика есть, и все нормально. Но, что для меня особенно важно в российской ситуации — это большая тема, которую мы даже по-настоящему еще не стартовали, — наиболее мощный ветропотенциал в России — это Севера, это арктическое побережье от Мурманска до Уэлена, до Чукотки.

Елена Тофанюк: Там же вечная мерзлота?

Анатолий Чубайс: Да, там вечная мерзлота, только там сегодня происходят колоссальные экономические сдвиги. Там идет мощнейший проект российского освоения Арктики, начиная с Севморпути, и кончая всеми крупнейшими портами от Тикси до Уэлена.

Что все это означает? Что, очевидно, там придется осуществлять масштабную реконструкцию энергетики.

Если вы когда-нибудь видели северные дизельные станции, это зрелище, которое без слез невозможно наблюдать. Дизеля, конфискованные в ходе репарации в Германии в конце 1940-х годов, примерно такие же генераторы, все это на вечной мерзлоте с покосившимся поплывшим фундаментом, муфты перекошенные. Страшное дело, как правило. Ясно, что нужно заменять их не на новые дизеля, а я бы всерьез по-настоящему подумал о государственной программе ветроэнергетики на русском Севере в изолированных регионах. Там нет связи с единой энергосистемой, там нужно северное, арктическое исполнение ветростанций, и ровно этим мы сейчас начали заниматься с крупнейшей компанией в мире, производящей ветростанции — компанией Vestas. И как раз с учетом хранения, о котором мы с вами говорили, я считаю, что для русского Севера это колоссальнейший потенциальный ресурс. Это с точки зрения природного потенциала.

Но для того, чтобы правильно построить эту стратегию, с самого начала мы предлагали — да и Правительство приняло эту стратегию — нужно ставить не одну задачу, а две. Одна задача — ветроэнергетика, а другая задача — промышленность по производству оборудования для ветроэнергетики. Потому что, как бы наши оппоненты не хихикали, что «Подумаешь, взял мельницу из XVIII века и прибил ее гвоздями к фундаменту — весь набор нанотехнологий». На самом деле, современная ветростанция — это сложнейший инженерный объект. 96-метровые башни, 62- метровые лопасти. Без современных нанокомпозитных материалов — не только стеклопластика, но и углепластика — эта история вообще немыслима. Специалисты знают, что сегодня углепластик как самый перспективный нанокомпозитный материал, рынок №1 в мире — это не авиация, хотя Boeing Dreamliner на 50% из него состоит, — а это именно ветроэнергетика. Лопасти ветростанций сегодня можно теперь только в случае, если они упрочнены лонжероном из углепластика. Так вот правильно сделать так, чтобы мы их сами производили. Так была изначально заточена вся программа. И, повторяю еще раз, это абсолютно правильное решение Правительства.

Елена Тофанюк: Кто-нибудь подписался на производить?

Анатолий Чубайс: Не только подписался.

Елена Тофанюк: Вексельберг?

Анатолий Чубайс: За прошлый год наша компания ввела завод по производству башен в городе Таганрог Ростовской области, завод по производству гондол в городе Нижний Новгород, и завод по производству лопастей в городе Ульяновск. Три базовых завода завершены, пущены, сертифицированы поставщиками и потребителями, и на сегодня начали промышленное изготовление оборудования.

Елена Тофанюк: Кому продаете?

Анатолий Чубайс: Мы продаем их: а) себе (потому что мы и строим ветростанции); б) на рынок (будучи на сегодня единственными).

Елена Тофанюк: На российский рынок?

Анатолий Чубайс: Да, пока только на российский.

Елена Тофанюк: А есть спрос?

Анатолий Чубайс: Конечно! Я же вам только что назвал цифру. Если в России в период до 2024 года будет построено больше 3000 МВт ветростанций, а я с уверенностью говорю, что будут, и это не я, а все специалисты хорошо понимают, кто какие объемы выиграл, кто их вводит, в какие сроки, как это происходит, и цифра в 3000 МВт абсолютно реалистична, — к ним всем предъявляются требования локализации производства. Они не могут закупить оборудование на Западе, они должны покупать в России.

Дальше у тебя выбор: либо ты будешь покупать у кого-то, либо строишь сам. Мы пошли по пути строительства, и мы оказались первыми, кто построил в России промышленность по производству компонентов для ветроэнергетики, и по загрузке этой промышленности у нас нет никаких проблем.

Мало того, я вам сказал, что завод по производству лопастей мы сейчас построили. А теперь следующий передел — те самые нанокомпозитные материалы, с которых я начал, важнейшая часть лопасти, обеспечивающая ей пропасть. Сейчас мы надеемся приступить к строительству завода по производству российского углепластика для изготовления лонжеронов для лопастей. В этом смысле следующий передел, где самая сердцевина, вот это яйцо, в яйце иголка, а на конце иголки смерть кощея.

Елена Тофанюк: А там графен?

Анатолий Чубайс: Да-да-да. Ровно здесь оно все заложено. И современный российский углепластик — это наша следующая задача после тех задач, которые мы решили.

Елена Тофанюк: Еще хотела спросить. Может быть, вы в курсе современных исследований. Я помню, что когда-то давно я училась в университете, и в то время был очень низкий КПД у солнечных батарей, и это была настоящая проблема. Но это было давно.

Анатолий Чубайс: Вы абсолютно правы.

Елена Тофанюк: Эту проблему решили?

Анатолий Чубайс: Если говорить про солнечные батареи в технологическом отношении, они родились не сейчас, не год и не три года назад. Солнечные батареи в промышленном размере — если не про лаборатории говорить — родились вместе с космосом.

Как работает любая космическая станция, откуда она берет ток? У нее нет провода, который был бы прицеплен к Т-23 или Т-27 в Москве. Практически вся современная космическая индустрия — это солнечные батареи. Вот эти разворачивающиеся большие красивые панели, например, на «Салютах» или на станциях «МИР» — это и есть солнечная панель. Они родились, если я правильно проинформирован, в конце 1950-х годов (1957–1958-й после запуска первого спутника). И как раз в СССР производство солнечных панелей для космоса было развито. В этом смысле и сегодня еще существуют, производятся. В этом смысле научный задел очень серьезный. Только в жизни оказалось — это для меня лично было важным профессиональным открытием, — что технологическая задача производства солнечных панелей для космоса и технологическая и экономическая задача производства солнечных панелей для энергетики — это совсем две разные задачи. Как ни трудно догадаться — не хочется обижать коллег, — но понятно, что для космоса экономика имеет не первостепенное значение. Там самое главное — вес, КПД вообще не имеет особенного значения, хотя там есть свои решения. Но поскольку экономика там не очень важна и серийность там очень небольшая, это киловатты. А у нас объемы выпуска — это тысячи киловатт, это мегаватты. А на самом деле, вот тот же самый наш солнечный завод «Хевел», пускали мы его с Вексельбергом при стартовой мощности завода 90 МВт, потом провели реконструкцию, довели до 150 МВт, а сейчас закончили следующую реконструкцию, там 260 МВт мощностей. Таких мощностей и производства у заводов для производства солнечных панелей для космоса не существует. Они вообще в другом измерении. И в этом смысле вроде бы по физике тот же самый процесс.

Что такое солнечная панель? Это устройство, которое из фотона делает электрон.

Елена Тофанюк: Но там температура еще ниже.

Анатолий Чубайс: Совершенно верно. Там гораздо более жесткие условия по вакууму, по температуре, это правда. Но там нет требования окупаемости. В этом смысле это вообще другая история.

Елена Тофанюк: Мне кажется, это только в российском космосе нет требования окупаемости.

Анатолий Чубайс: Ну, наверное, какие-то компоненты этого есть в мировом космосе. Но когда весь мощный технологический кластер солнечных панелей с 50- летней историей формировался в такой среде, в которой доля стоимости батареи в космическом запуске составляет очевидно долю процентов, то понятно, что к нему требования по экономике не были ключевыми. А идите, изготовьте, продайте солнечную панель на российском рынке для энергетики, которая не окупается. Просто убьете свои затраты, и все. Поэтому на пришлось практически создавать заново, хотя я надеялся, что какой-то трансфер из России удастся. И пошли мы по самому простому, самому прямому и довольно тупому пути — он называется 100%-ый технологический трансфер. Компания Oerlikon швейцарская, которая изготавливала солнечные панели…

Елена Тофанюк: Это Вексельберг.

Анатолий Чубайс: Совершенно правильно, это вексельберговская компания. Обеспечивала нам полный трансфер технологий на наш завод «Хевел». И мы года четыре очень тяжело с очень большими усилиями осваивали эту технологию. Но в самый стартовый момент, начав весь этот проект вместе с нашими партнерами, мы договорились, что нам надо создавать в России собственную научную базу. И мы построили в Питере в Физтехе имени Иоффе Научный центр тонкопленочных технологий, которому поставили задачу: пока мы там бултыхаемся с освоением производства, уважаемые наши коллеги-ученые, возьмите то самое оборудование, которое у нас есть — может быть, какой-нибудь небольшой апгрейд, только не очень дорогой, — и попробуйте на том же самом оборудовании предложите нам технологию новых панелей. Честно говоря, задача казалась на старте немножко экзотической. Они ее решили.

Елена Тофанюк: Ученых тут в России собрали?

Анатолий Чубайс: Да.

Елена Тофанюк: Или, может, по всему миру собирали? Они же разъехались.

Анатолий Чубайс: Я там не раз бывал. Там основная часть — российские ученые. Компетенция профессиональная, научная по солнечным панелям и гетероструктурам в физтехе очень высокая. У нас вообще-то нобелевский лауреат академик Алферов за гетероструктуры и получил Нобелевскую премию.

Так вот, начав с производства полностью по трансферу перенесенных в Россию технологий тонкопленочных (так называемые 9%), мы через шаг (это легко сказать, лет 5 потребовалось) перешли к производству новых панелей, гетероструктурных, разработанных российскими учеными на нашем R&D-центре.

Елена Тофанюк: Гетероструктурные — это когда есть кремний и что-то еще?

Анатолий Чубайс: Гетероструктурные — это бутерброд. Да, это несколько слоев, которые выполняют функции полупроводника при p-n-переходе (если я правильно помню курс физики за 9-й класс), осуществляется преобразование фотона в электрон. Начав с КПД в 9%, мы в и тоге вышли на КПД 22,7%. Это промышленные характеристики сегодня панели, производимой в Чувашии, которую недавно Институт Фраунгофера (Fraunhofer-Institut) признал одной из ТОП-3 в мире по КПД.

Елена Тофанюк: Это много?

Анатолий Чубайс: Это много, это очень сильно.

Елена Тофанюк: Это этой области знаний.

Анатолий Чубайс: Да, это правда. При этом я уверен, что если бы мы изначально замахнулись на то, что «А давайте мы сразу же свою сделаем», мы бы не удержали экономику бы столько лет, мы просто бы провалились. А заход с трансфера, а вторым шагом апгрейд — это для нас всех был важный опыт, который мы собираемся и в ветроэнергетике тоже использовать.

Елена Тофанюк: Иными словами, просто вы взяли технологию заграницей и немножко ее доработали?

Анатолий Чубайс: Абсолютно.

Елена Тофанюк: Напильничком таким.

Анатолий Чубайс: Мы ее купили, мы ничего не воровали.

Елена Тофанюк: Я понимаю.

Анатолий Чубайс: Мы заплатили за нее, и один в один воспроизвели в России. Воспроизводство потребовало у нас не меньше трех лет. Очень тяжелая была история. Чуть ни развелись.

Елена Тофанюк: А когда вы планируете для ветрогенерации такую же технологию?

Анатолий Чубайс: Тут немножко другая получилась картина. Здесь уж, если профессионально говорить, очень интересная тема — два подхода, отличающиеся друг от друга, у нас и наших партнеров-конкурентов из «Росатома». Надо прямо сказать, что «Росатом» выбрал более агрессивную и более амбициозную стратегию, чем мы. Посмотрим, чья стратегия сработает. Я с большим уважением отношусь к тому, что коллеги в «Росатоме» делают.