Эти удивительные суперконденсаторы, которые нужны России

02.06.2022

pr6.jpg

Что объединяет простые, экономически выгодные желания: чтобы многочисленная техника, работающая на мазуте и солярке в условиях сильного мороза, потребляла на треть меньше топлива? Чтобы огромный электрический рельсовый парк страны (ж.д. поезда, трамваи, метро) потреблял в два раза меньше электроэнергии? Чтобы техника в Арктике даже при минус 50 по Цельсию заводилась «с полпинка»? Оказывается, все эти разные экономически «вкусные» установки — уже воплощаются в жизнь у нас, в России. И — для меня это было открытием — при этом мы не зависим от страны-производителя, которая может в один момент отвернуться от нас, отказаться от поставок по любой причине. Так как производитель — отечественный.

Знакомьтесь… Итак, представляю вам нашего «главного героя»: суперконденсатор производства «ТЭЭМП». Его история начинается еще в 2011 году. Российские ученые (НИТУ) и инженеры компании «ТЭЭМП» разработали уникальную технологию, позволяющую сделать возможным сбор и хранение рекуперированной энергии.

Ну и что такого, спросит скептик, наслышанный, что за рубежом это уже делают.

Отвечу. Во-первых, это — отечественная разработка на базе собственной запатентованной технологии. Во-вторых, это уже не «золотая» технология, которая применяется с оговорками про завтра и послезавтра. Новые разработки позволили изготовить системы накопления энергии (СНЭ) с внятным сроком окупаемости в 5–5,5 лет. И применять их сегодня. При этом в расчетах окупаемости нет субсидирования, государственной поддержки, специальных тарифов.

Я с огромным интересом побывал на производстве суперконденсаторов и СНЭ в городе Химки в Московской области.

Впечатляет то, что уникальная производственная линия работает как часы. Большая часть сложного оборудования спроектирована российскими инженерами, что-то изготовлено в России, что-то — за рубежом. Абсолютная стерильность на производстве. Как на фото с производства чипов, где специалисты работают в халатах, бахилах и масках. Даже вход в цех осуществляется через шлюзы с разным давлением (во избежание пыли).

Что еще удивило? То, что разработчики суперконденсатора были нацелены не только на достижение технических, но и максимально экологически чистых параметров. Ячейка состоит из 95% полностью перерабатываемых материалов: алюминий, активированный уголь и органические компоненты. И даже электролит — экологически чистый на основе пропиленкарбоната. Поясню, почему это важно: в ряде зарубежных суперконденсаторов при пожаре они выделяют ядовитые газы, здесь же расчет был на максимальную безопасность.

pr7.jpg

Где применять? Теперь же поговорим о практическом применении СНЭ. Россия находится в самом начале пути широкого применения систем накопления энергии.

Трамвайный парк. Уже проведены испытания в Санкт-Петербурге: на трамвай была установлена система сбора энергии, которая позволила превратить его в своего рода мини-электростанцию. За день трамвай произвел 145 кВт•ч энергии. А это — на секундочку — порядка 40% от потребляемой им энергии.

А теперь посчитаем. В стране 7700 трамваев. Если их оснастить системами накопления, то за год это позволит выработать порядка 400 000 МВт•ч (примерно 2,2 млрд рублей в денежном эквиваленте). И экологический факт: на 180 000 тонн за счет этого можно снизить выбросы СО2!

pr8.jpg

Метрополитен. Сейчас вся энергия торможения выделяется в тепло через резисторы. И столько же энергии требуется на охлаждение для системы кондиционирования туннелей. Если применять систему рекуперации с использованием СНЭ, это позволит сгенерировать около 13,6 % от общего энергопотребления поездов метро.

Электрический рельсовый транспорт.

Конечно, в рамках одной публикации обо всех возможностях не рассказать. Можно вспомнить об огромном количестве лифтов в стране. Испытания проведены, эффективность очень высокая. Есть подъемно-транспортное оборудование, на котором за счет системы рекуперации можно вырабатывать около 75% от затраченной энергии.

Даже для ветряков, которые сами производят энергию, чтобы развернуть и «толкнуть» их лопасти для работы, применяются системы на основе суперконденсаторов.

Где еще можно использовать? Важно, что специалисты «ТЭЭМП» открыты к диалогу: им интересны предложения КАК и ГДЕ можно использовать рекуперацию и СНЭ.

pr10.jpg

Они готовы экспериментировать, готовы делать сложные расчеты вместе с заказчиком. Когда я был на производстве, заметил собранные и готовые к отправке СНЭ, которые предназначаются для систем передачи тяжелого груза с борта на борт, и в том числе для тралов рыболовецких судов. И благодаря этому заказчик избавится от гораздо более тяжелой гидравлической системы балансировки. Этот случай показывает, что идеи, где и с какой целью можно использовать новые возможности суперкоденсаторов, могут быть самыми неожиданными.

Михаил Лифшиц, Председатель Совета директоров АО «Ротек», отвечает на вопросы «ЭПР» 

pr9.jpg — Можно ли ожидать увеличения масштабов использования       суперконденсаторов и СНЭ в России?

 — Если сравнивать с тем, что было еще 5 лет назад, то, конечно, уже   есть заметное увеличение масштабов. Так, мы уже поставили наше   оборудование примерно на 2000 тепловозов для РЖД. Это дает   огромный экономический и экологический эффект. Также наши   суперконденсаторные системы защиты ЧРП (частотно-регулируемых   приводов) обеспечивают бесперебойную работу высокотехнологичного   и чувствительного к качеству электроснабжения оборудования на   объектах нефтеперерабатывающего комплекса.

— А если говорить о сфере электропотребления?..

— Сейчас, в эпоху цифровизации, предъявляются повышенные требования к качеству поставляемой электроэнергии. То есть если у тебя стоит станок с ЧПУ или частотно-регулируемый привод на кране, а в это время кто-то в соседнем цехе включил, не подумав, на том же фидере сварочный аппарат, то у тебя «упадет» и то и другое. Потому что пусковой ток, который заберет на себя сварка, даст пик вниз, а если у тебя в цепи стоит этот суперконденсатор, этого пика просто не будет. Совсем.

— Есть ли примеры использования ваших СНЭ для жилого сектора?

— Да, конечно. Если мы посмотрим в графу платежного документа на общедомовые нужды, то 60% потребления приходится на лифтовое хозяйство. Мы провели ряд испытаний нашей системы Energy ReCycler на лифтах в Москве и в Самаре. Полученные результаты позволят обеспечить снижение энергозатрат собственных нужд дома на 20%.

Источник: «Энергетика и промышленность России»