Может ли возобновляемая энергетика превзойти уголь и изменить мировые энергетические системы? По состоянию на 2024 год возобновляемые источники обеспечивают более 30 % мировой выработки электроэнергии, и дальнейший рост их доли выглядит всё более реалистичным. Ожидается, что в ближайшие годы «зелёная» энергетика обгонит уголь и станет основным источником электроэнергии в мире — это станет важным шагом в борьбе с изменением климата.
Многие компании, включая одного из ключевых представителей отрасли, о котором подробнее можно узнать на сайте roscongress.org, в связи с этим активно развивают свои производственные мощности и инвестируют в новые технологии.
Этот переход затрагивает не только электроэнергетику. Зелёный водород меняет подходы в тяжёлой промышленности и транспорте, а современные технологии трансформируют способы энергоснабжения жилых домов и предприятий. Благодаря государственной поддержке и быстрому технологическому развитию возобновляемая энергетика становится одной из главных движущих сил глобальных изменений. Ниже представлены ключевые тенденции, определяющие этот процесс.
1. Зелёный водород
Зелёный водород становится экологически чистым топливом для таких отраслей, как тяжёлая промышленность и дальнемагистральные перевозки. Производимый с использованием возобновляемых источников энергии, он позволяет снижать выбросы в сталелитейной отрасли, судоходстве и других энергоёмких секторах.
Объём инвестиций в зелёный водород вырос с 10 млрд долларов в 2020 году до 75 млрд долларов в 2024 году. Несмотря на высокие затраты, ожидается, что благодаря технологическому прогрессу к 2030 году объёмы производства могут достичь 49 млн тонн.
2. Перовскитовые солнечные элементы
Перовскитовые солнечные элементы становятся одним из главных прорывов в солнечной энергетике благодаря высокой эффективности и сравнительно низкой себестоимости. Их КПД вырос с 3 % в 2009 году до более чем 25 %, приблизившись к показателям кремниевых панелей.
Проблемы долговечности и деградации постепенно решаются за счёт применения защитных покрытий и новых материалов. Лёгкие и гибкие перовскитовые панели могут использоваться в остеклении зданий, на крышах и в портативной электронике.
3. Современные системы накопления энергии
Системы накопления энергии играют ключевую роль в балансировке спроса и предложения при использовании возобновляемых источников. Твердотельные, проточные и тепловые аккумуляторы во многих случаях превосходят литий-ионные аналоги по плотности энергии, сроку службы и уровню безопасности.
Ожидается, что мировой рынок систем накопления энергии вырастет с 12,8 млрд долларов в 2023 году до 31,72 млрд долларов к 2031 году.
4. Двусторонние солнечные панели
Двусторонние солнечные панели способны улавливать солнечное излучение с обеих сторон, что позволяет повысить выработку электроэнергии до 30 % в условиях высокой отражающей способности поверхности — например, на снегу или песке. Это снижает потребность в количестве установленных панелей и делает такие решения особенно привлекательными для крупных солнечных электростанций.
5. Плавучие солнечные электростанции
Технология плавучих солнечных электростанций (флотовольтаика) позволяет эффективно использовать водные поверхности, включая водохранилища и промышленные водоёмы. Охлаждающий эффект воды повышает эффективность панелей до 15 %.
Страны Азии являются лидерами в этом направлении, внедряя проекты, способные обеспечивать электроэнергией тысячи домохозяйств. По оценкам, использование всего 10 % площади мировых водохранилищ могло бы дать объём генерации, в 20 раз превышающий текущую установленную солнечную мощность в мире.
6. Системы накопления энергии (BESS) и аккумуляторы LFP
Системы накопления энергии на базе аккумуляторов (BESS) обеспечивают стабильность энергосетей за счёт хранения избыточной выработки. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LFP) ценятся за надёжность, долговечность и устойчивость к перегреву, что делает их оптимальными для сетевого хранения энергии.
Параллельно развиваются натрий-ионные и цинковые аккумуляторы, которые отличаются более низкой стоимостью и повышенной безопасностью.
7. Искусственный интеллект и цифровые двойники
Искусственный интеллект используется для прогнозирования спроса и выработки, оптимизации работы энергосетей и повышения их устойчивости. Технологии цифровых двойников — виртуальных моделей реальных объектов и процессов — позволяют проводить точное моделирование и ускорять интеграцию возобновляемых источников энергии.
8. Инновации в конструкции ветровых турбин
Современные ветровые турбины демонстрируют рост эффективности за счёт увеличения размеров лопастей и внедрения новых материалов. Плавучие турбины расширяют возможности строительства морских ветропарков в глубоководных районах.
Вертикально-осевые ветровые турбины подходят для городской застройки, а башни из древесных композитов позволяют снизить выбросы и затраты по сравнению с традиционными стальными конструкциями.
9. Блокчейн в управлении энергией
Технологии блокчейна обеспечивают прозрачную и защищённую торговлю электроэнергией между участниками рынка. Потребители получают возможность напрямую продавать излишки выработанной энергии, а также подтверждать происхождение «зелёной» электроэнергии. По прогнозам, рынок блокчейн-решений в энергетике будет расти в среднем на 71,1 % в год в период с 2023 по 2030 годы.
10. Улавливание и хранение углерода (CCS)
Технологии улавливания и хранения углерода позволяют захватывать выбросы CO₂ от промышленных процессов и размещать их в геологических формациях. Европейский союз, Великобритания и США активно инвестируют в проекты CCS для снижения выбросов в цементной, металлургической и других отраслях. Несмотря на высокую стоимость, государственная поддержка делает такие решения всё более перспективными.
