Можно ли в России добывать энергию из снега?
Японские инженеры собираются тестировать новую технологию, позволяющую вырабатывать электроэнергию с помощью снега. Эксперимент планируют начать в декабре, а завершить в марте 2023 года.
Проект разработали в Токийском университете электросвязи. В основе технологии лежит принцип конвекционного движения жидкости, вызываемого разностью температур. Выглядеть это будет так. В большую ёмкость будут сваливать собранный при уборке улицы снег. Внутри ёмкости проходят трубки с хладагентом (жидкостью), выведенные наружу и прогреваемые лучами солнца и воздухом. Благодаря разнице температур хладагента в той части установки, которая охлаждается снегом, и той, которая находится снаружи, в трубах начнётся движение жидкости. Оно приведёт в действие встроенную микротурбину, которая будет вращаться и вырабатывать электроэнергию.
Проект запустят в городе Аомори, расположенном на севере японского острова Хонсю. По подсчётам профессора Токийского университета электрокоммуникаций Кодзи Эноки, эффективность такой электростанции может быть выше, чем при использовании солнечных панелей. Кроме того, использование снега для этих целей не вредит экологии.
Aif.ru спросил у главного научного сотрудника Института энергетических исследований РАН, доктора технических наук Александра Кейко, что он думает об идее японских учёных и можно ли применить эту технологию в России, где в зимнее время снега хоть отбавляй:
— Такие инициативы появлялись и раньше. Ведь, несмотря на экзотический привод электрогенератора, это всё-таки традиционная тепловая машина, подчиняющаяся принципу Карно (в таких системах механическая работа выполняется за счёт обмена теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими различные температуры. — Прим. ред.). Соответственно, производительность и эффективность такой установки будет всецело определяться разницей температур между нагревателем и холодильником. А в случае со снегом она совсем небольшая.
Например, на тепловых электростанциях, где КПД обычно достигает 33-42%, перепад температур составляет до 600 °C. А в данном случае, с использованием уличного воздуха в качестве источника тепла, разница температур едва ли превысит 10-15 °C.
Можно было бы в роли нагревателя использовать тёплый воздух из помещения, но это нерационально, ведь на его нагрев истрачена энергия из какого-то другого источника. Можно использовать концентрацию солнечного излучения — это уже интереснее, можно достичь перепада температур до 60 °C. Но КПД такой установки всё равно будет совсем скромным.
Тем не менее у этой технологии есть и плюс: установка совсем не потребляет топливо, а у тепловых машин на него уходит примерно 60% стоимости энергии. Поэтому целью эксперимента является явно не техническая реализуемость технологии, а её удельная стоимость. Посмотрим на цифры. В Японии стоимость электроэнергии для промышленности составляет около 17 центов за 1 кВт·ч, а для населения — около 23 центов. Если установка позволит вырабатывать электроэнергию ценой в 14 центов за 1 кВт·ч, то технология может оказаться конкурентоспособной.
Но это в Японии. Что касается России, то у нас электроэнергия значительно дешевле. Потребитель в Москве платит примерно 7-8 центов за 1 кВт·ч, а в Иркутске — ещё меньше, около 3 центов. Так что в России подобная технология будет нерентабельна. Если её внедрять, приживётся она очень нескоро.