Наносвод: авторский подкаст Анатолия Чубайса

Последние события и самая актуальная информация о деятельности РОСНАНО

Возобновляемая энергетика в России. Часть 2(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 совершен прорыв? Обо всем этом, а также о космосе и вечной мерзлоте Анатолий Чубайс рассказывает во втором эпизоде «Наносвода». Казалось бы, причем здесь балет и ветер?
 

Анатолий Чубайс: Принципиально важно, что на большей территории России солнечная энергетика возможна. Это первое.

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

Мы видим какие-то кусочки этого процесса. 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, которая сегодня обсуждается каждый день, вдруг стала темой? Что 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 кластера хранения электроэнергии колоссальны. Всем специалистам понятно, что хранение в виде смартфона, перешедшее в автомобиль, дальше идет в большую электроэнергетику. Сетевые накопители электроэнергии — это крупнейший кластер, который рождается на наших глазах. Отдельный большой разговор о том, как это преобразит всю электроэнергетику: она будет просто другого вида. Но представьте, сегодня для того, чтобы наш микрофон работал, кВт-часы, которые по этому проводу к нему поступают, должны идти с ТЭЦ-27, находящейся не так далеко отсюда, где в этот момент вращается турбина с генератором и вырабатывает электроэнергию. Если полная синхронизация производства и потребления вдруг теряется — это авария. А появление хранения полностью изменяет всю конфигурацию в электроэнергетике. Меняется соотношение между газовой, угольной, атомной энергетикой, изменяется потребность в мощности. До 30% мощностей оказываются избыточными. И много чего другого происходит.

Я к чему все это? К тому, что промышленное хранение электроэнергии — это еще один рождающийся в мире и 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 и мировые энергетические системы, кластер промышленного хранения, конечно же, коснется и возобновляемой энергетики. Ввод любой станции возобновляемой электроэнергетики, будь то солнце или ветер — конечно же, подразумевает ввод вместе с системами хранения. И это уже другое поколение.

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

Елена Тофанюк: Именно это и делает возможной солнечную энергетику в России?

Анатолий Чубайс: Не совсем. Это повышает эффективность солнечной энергетики в России. И без хранения солнечная энергетика в России была бы осмыслена. Сегодня у нас 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 она даже меньше 1%, — это никаких проблем 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 у нас есть солнечные станции? Простите мою необразованность.

Анатолий Чубайс: Во-первых, конечно же, это юг. Из того, что реально вводили — Бурятия очень активно пошла вперед, Алтай, юг Якутии. На Дальнем Востоке чуть менее активно, но уже построены несколько станций. Я уверен, что будет задействован и наш европейский юг: Краснодар, Ставрополь, Ростов, Сочи. Это регионы, которые естественным путем предрасположены к тому, чтобы там бурно развивалась солнечная энергетика.

Елена Тофанюк: То есть там, где солнце?

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 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. 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 2019 году в Ульяновской области. Затем вторая, нашими совместными усилиями с компанией «Фортум», — 100 МВт уже работающие. Этот конвейер запущен с такой мощью, что очевидно: 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.

А почему? Потому что вслед за самой энергетикой пошла промышленность. Но это отдельный большой вопрос. 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 впереди всех?

Анатолий Чубайс: Да, и в области балета, и в области ветра. В этом смысле с ветром у нас все хорошо. Кроме того, важно вот что. Есть два типа ветростанций. Одни работают в единой энергосистеме страны (например, Ульяновская станция, о которой я сказал). Здесь все нормально. Но для меня особенно важна большая тема, которая по-настоящему еще не стартовала. Наиболее мощный ветропотенциал в России — это север, арктическое побережье от Мурманска до Чукотки.

Елена Тофанюк: Там же вечная мерзлота?

Анатолий Чубайс: Да, вечная мерзлота. Только там сегодня происходят колоссальные экономические сдвиги. Идет мощнейший проект российского освоения Арктики, начиная с Севморпути и кончая всеми крупнейшими портами от Тикси до Уэлена. Что все это означает? Что придется осуществлять масштабную реконструкцию энергетики.

Вы когда-нибудь видели северные дизельные станции? Это зрелище, которое невозможно наблюдать без слез. Дизели, полученные в ходе репарации из Германии в конце 1940-х годов, примерно такие же генераторы… Все это в вечной мерзлоте, с покосившимся поплывшим фундаментом, муфты перекошены. Страшное дело, как правило. Ясно, что их нужно заменять не на новые дизели. Я всерьез подумал о государственной программе ветроэнергетики на российском 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. Как раз с учетом хранения, о котором мы с Вами говорили, я считаю, что для нашего севера — это колоссальнейший потенциальный ресурс. Но для того, чтобы правильно построить эту стратегию, нужно решить не одну задачу, а две. И Правительство РФ их одобрило. Одна — ветроэнергетика, другая — создание промышленности по производству оборудования для ветроэнергетики. 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 — самый перспективный нанокомпозитный материал, а рынок №1 в мире — это не авиация, хотя Boeing Dreamliner на 50% из него состоит,— а именно ветроэнергетика. Лопасти ветростанций сегодня можно делать только в том случае, если они упрочнены лонжероном из углепластика. И правильно, 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 производить?

Анатолий Чубайс: Не только подписался.

Анатолий Чубайс: За 2018 год наша компания ввела завод по производству башен в городе Таганроге Ростовской области, завод по производству гондол в Нижнем Новгороде и завод по производству лопастей в Ульяновске. Три базовых завода завершены, пущены, сертифицированы поставщиками и потребителями и сегодня они 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 будет, и это все специалисты хорошо понимают — цифра в 3000 МВт абсолютно реалистична, то к ним всем предъявят требования локализации производства. Оборудование нельзя закупить на Западе, его нужно покупать в России.

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

Как я сказал, завод по производству лопастей мы сейчас построили. А теперь следующий передел — те самые нанокомпозитные материалы, с которых я начал, важнейшая часть лопасти. Сейчас 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. 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? Когда я училась в университете, у солнечных батарей был очень низкий КПД, и это была настоящая проблема.

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. Большие красивые разворачивающиеся панели, например, на «Салютах» или на станциях «МИР» — это и есть солнечные. Они родились, если я правильно проинформирован, в конце 1950-х годов. И в СССР было развито производство солнечных панелей для космоса. Они и сегодня производятся. В этом смысле научный задел очень серьезный. Только в жизни оказалось — это для меня было важным профессиональным открытием, что технологическая задача производства солнечных панелей для космоса и технологическая и экономическая задача их производства для энергетики — это 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. Серийность очень небольшая, это киловатты. А у нас объемы выпуска — это тысячи киловатт, это мегаватты. Вот солнечный завод «Хевел». Пускали мы его с Вексельбергом при стартовой мощности 90 МВт, потом провели реконструкцию, довели до 150 МВт, а сейчас закончили следующую реконструкцию, там 260 МВт мощностей. Таких мощностей у заводов по производству солнечных панелей для космоса не существует. Они вообще в другом измерении. Что такое солнечная панель? Это устройство, которое из фотона делает электрон.

Елена Тофанюк: Но в космосе 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: Наверное, какие-то компоненты этого есть в мировом космосе. Но когда технологический кластер солнечных панелей с 50- летней историей формировался в среде, где доля стоимости батареи в космическом запуске составляет долю процентов, то понятно, что требования по экономике к нему не были ключевыми. А попробуйте изготовить и продать солнечную панель, которая не окупается, на российском рынке энергетики. Просто убьете свои затраты, и все. И пошли мы по самому простому, самому прямому и довольно тупому пути — он называется 100% технологический трансфер. Компания Oerlikon швейцарская, которая изготавливала солнечные панели…

Елена Тофанюк: Это Вексельберг.

Анатолий Чубайс: Совершенно правильно, это вексельберговская компания. Она обеспечивала полный трансфер технологий на завод «Хевел». И мы года четыре с очень большими усилиями осваивали эту технологию. Но еще на старте, начав этот проект вместе с партнерами, мы договорились, что надо создавать в России собственную научную базу. И 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, сделайте какой-нибудь небольшой апгрейд, только не очень дорогой — и на этом оборудовании предложите технологию создания новых панелей. Честно говоря, задача казалась на старте сложной. Они ее решили.

Елена Тофанюк: Ученых в России собрали?

Анатолий Чубайс: Да.

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

Анатолий Чубайс: Я там не раз бывал. Основная часть — российские ученые. Научные компетенции по солнечным панелям и гетероструктурам в физтехе очень высоки. Академик Алферов за гетероструктуры и получил Нобелевскую премию.

Так вот, начав с производства полностью по трансферу перенесенных в Россию тонкопленочных (так называемые 9%) технологий, мы через шаг (это легко сказать, лет 5 потребовалось) перешли к производству новых панелей, гетероструктурных, разработанных российскими учеными в 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 итоге вышли на КПД 22,7%. Это промышленные характеристики 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.

При этом я уверен, что если бы изначально замахнулись на то, что «а давайте 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 за границей 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.

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

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