Каковы преимущества морской энергетики?
Аккумулятор FIAMM FG 20201
Морская энергия является возобновляемым и в целом предсказуемым источником. Таким образом, она может компенсировать незапланированные перебои в работе солнечных и ветряных электростанций, утверждают сторонники этого метода. Однако для широкого использования морской энергии необходимо решить ряд проблем.
Преобразователи волновой энергии
Прошлый год стал важной вехой в истории Европы. Согласно этому отчету, опубликованному аналитическим центром Ember, впервые в структуре производства электроэнергии в ЕС доля ветровой и солнечной энергии превысила долю ископаемого топлива. В «Европейском обзоре электроэнергетики» анализируются данные о производстве и потреблении электроэнергии за 2025 год во всех 27 странах ЕС, чтобы оценить прогресс региона в переходе от ископаемого топлива к экологически чистой энергетике. Это десятый ежегодный отчет Ember об энергетическом секторе ЕС.
Согласно отчету, в 2025 году на долю электроэнергии, вырабатываемой ветряными турбинами и солнечными панелями, приходилось 30% производства электроэнергии в ЕС, что превысило показатель в 29%, обеспечиваемый угольными, нефтяными и газовыми электростанциями. Особенно высоким был показатель выработки солнечной энергии: в 2025 году он достиг рекордных 369 ТВт·ч, что на 20% больше, чем в предыдущем году.
Однако, несмотря на то, что некоторые эксперты указывают на переломный момент, проблемы, связанные с интеграцией в энергосистему непостоянных источников энергии, таких как солнце и ветер, остаются нерешенными. На сегодняшний день наиболее предпочтительными вариантами для энергетических компаний по всему миру являются хранение энергии с помощью больших литиевых аккумуляторных батарей и гидроаккумулирующих электростанций. (Подробнее о батареях для хранения энергии читайте в статье: Плюсы и минусы батарей для хранения энергии | IEC e-tech).
Однако появляются и другие решения, которые, по мнению их сторонников, являются более дешевыми и/или экологичными. Одно из них — производство энергии из морских и речных ресурсов. Энергия, получаемая из моря и рек, очень разнообразна и полностью возобновляема. Потенциал использования энергии океана и рек огромен, но пока используется лишь малая его часть.
Различные виды морской энергии
Один из способов преобразования энергии океана в электрическую энергию — использование приливной энергии. Приливные турбины вырабатывают электричество за счет приливов и отливов, вызванных гравитационным воздействием Луны. Они могут быть установлены на морском дне или плавать на тросе, как подводная лодка с турбинами (приливный поток), или быть встроены в барьер в лагуне (приливная зона). Как и другие виды морской энергии, приливная энергия является возобновляемой и предсказуемой (в отличие от солнечной и ветровой энергии). Несмотря на то, что приливы и отливы регулярно меняются в зависимости от времени суток, они подчиняются определенной закономерности, и их можно точно спрогнозировать. «Вы можете предсказать, когда через сто лет наступит пик выработки энергии!» — с энтузиазмом говорит эксперт Международной электротехнической комиссии Питер Шейгрон.
В своей компании Bluespring Питер Шейгрон и его команда выстраивают государственно-частное партнерство, чтобы помочь разработчикам технологий, исследовательским институтам и правительствам финансировать и реализовывать проекты по использованию возобновляемых источников энергии в океане, уделяя особое внимание демонстрационным испытаниям в море.
К другим видам морской энергии относятся тепловая энергия океана, энергия градиента солёности и энергия волн. Преобразование тепловой энергии океана основано на разнице температур между глубинными и поверхностными водами и активно тестируется, в частности, у побережья Индии. Преобразование энергии градиента солёности основано на разнице в концентрации соли в пресной и солёной воде. Преобразователи волновой энергии улавливают энергию движения волн с помощью плавающих или погружных устройств.
На данный момент наиболее перспективной является приливная энергетика
В мире существует несколько экспериментальных проектов в области морской энергетики, использующих те или иные способы генерации. Однако эксперты в этой области считают, что приливная энергия — это тот вид морской энергетики, который с наибольшей вероятностью быстро выйдет на коммерческий уровень. «Из всех видов морской энергетики приливная наиболее близка к проектам фермерского масштаба. Проект Proteus по использованию приливных течений с четырьмя турбинами на морском дне залива Пентленд-Ферт на севере Шотландии уже более семи лет вырабатывает электроэнергию для энергосистемы. Еще один многообещающий проект — недавнее объявление о финансировании нескольких приливных электростанций в Морлейсе, в морской акватории недалеко от побережья Северного Уэльса. Это будут первые коммерческие приливные электростанции, которые начнут работать с 2028 года», — рассказывает Питер Шейгрон.
Развитие морских технологий в отдельную отрасль шло медленно из-за высоких первоначальных затрат на установку и проблем, связанных с выработкой энергии в суровых природных условиях. Кроме того, было непросто убедить регулирующие органы в перспективности этой технологии. Как объясняет Питер Шейгрон, «наша главная задача — донести до регулирующих органов суть технологии. На получение разрешений для строительства морских энергетических систем может уйти очень много времени. Чаще всего регулирующие органы не видят разницы между волновой и приливной энергетикой». Нам еще многое предстоит сделать для повышения осведомленности.
Морская энергетика может компенсировать колебания
Однако, по мнению Шейгронда, одно из недооцененных преимуществ морской энергетики заключается в том, что она может обеспечить возобновляемым источником энергии, который компенсирует непостоянство ветровой и солнечной энергетики. «Мы видим ограничения солнечной фотоэлектрической (СФЭ) и ветровой энергетики. Эти источники энергии приводят к перегрузке сети и нестабильности энергоснабжения в течение дня и в зависимости от времени года. Их рыночная стоимость также сильно варьируется, и нам нужны дополнительные источники электроэнергии, которые можно использовать в те периоды, когда солнечная и ветровая энергия вырабатываются в недостаточном объеме. Нам также нужно решение, которое будет дешевле и экологичнее, чем большие аккумуляторные системы для хранения энергии. Морская энергетика может сыграть важную роль в этом контексте, поскольку она представляет собой предсказуемый возобновляемый ресурс, который может повысить эффективность энергетической системы за счет выработки электроэнергии в периоды, когда другие возобновляемые источники менее доступны.
По словам Шейгронда, существует множество различных рыночных потребностей в сфере морской энергетики. «Разработчики видят множество вариантов применения технологий морской энергетики, в том числе на нишевых рынках. Например, существует спрос на небольшие автономные источники питания в море для дистанционного зондирования. Для этого нужен всего лишь небольшой буй, работающий на энергии волн, который может круглосуточно следить за окружающей обстановкой. Цена (или приведенная стоимость энергии) для такого «сервиса» гораздо менее значима, чем для сетевых источников питания». Следующим нишевым рынком могут стать островные и прибрежные поселения с высокой стоимостью электроэнергии. Многие из этих удаленных поселений не подходят для строительства крупных ветряных электростанций. Солнечные фотоэлектрические системы могут стать частью решения проблемы, но они не вырабатывают энергию ночью и, как правило, требуют больших открытых участков без препятствий. Морскую энергию можно использовать в гибридном формате, в сочетании с солнечными фотоэлектрическими системами и аккумуляторами, для питания микросетей», — говорит он.
Среди других требований, по его словам, — «масштабное развертывание, как в упомянутом мной приливном проекте в Уэльсе, где энергия будет подаваться напрямую в сеть. Еще один подобный проект реализуется недалеко от Бретани во Франции, в районе Раз-Бланшар. И Франция, и Великобритания соглашаются на более высокую цену, потому что у них есть стратегия по развитию морской энергетики. В долгосрочной перспективе я предвижу появление полностью интегрированной морской энергетической системы, объединяющей ветряную, волновую и солнечную энергетику». Поскольку пик выработки этих ресурсов приходится на разное время, они могут дополнять друг друга и помогать сглаживать суточные и сезонные колебания в производстве электроэнергии. Избыток электроэнергии можно использовать для производства «зеленого» водорода», — добавляет он.
Стандарты и сертификация, необходимые для развивающейся отрасли
Какими бы ни были будущие проекты в области морской энергетики, для перехода к их коммерческому использованию потребуются стандарты и процедуры тестирования/сертификации, которые предлагает Международная электротехническая комиссия.
Технический комитет Международной электротехнической комиссии, ТК 114, был специально создан для разработки стандартов преобразования энергии в море. Он выпустил множество первых редакций технических спецификаций. По словам Шейгронда, «эти технические спецификации представляют собой структурированную основу, которая помогает в разработке и тестировании новых технологий преобразования энергии в море. В то же время их применение в реальных демонстрационных проектах позволяет нам накапливать практический опыт, который может быть использован в текущей работе групп технического обслуживания и специальных групп, ответственных за разработку второй и третьей редакций этих стандартов».
Но не менее важны независимые сторонние испытания и сертификация, утверждает он. «Мы хотим, чтобы морские технологии и морская энергетика были успешными — вот к чему мы стремимся. А для этого нам нужна независимая система сертификации. Без нее у проектов будут проблемы с привлечением финансирования. Вам нужен знак одобрения, чтобы гарантировать, что продукт протестирован, проверен и безопасен, в частности для окружающей среды, и будет работать так, как ожидается. Независимым инвесторам и страховщикам нужен этот знак одобрения, прежде чем они начнут действовать». Они готовы взять на себя финансовые риски, но им нужна уверенность в том, что технология проработает 15 лет и будет давать заявленный результат. Крупномасштабное внедрение требует инвестиций в сотни миллионов долларов, и, как правило, инвесторы не являются специалистами в области технологий. Они полагаются на сертификацию, чтобы быть уверенными в том, что системы, которые они финансируют, будут работать безопасно, предсказуемо и в течение длительного времени. Именно здесь на помощь приходит система сертификации оборудования для использования в возобновляемых источниках энергии IECRE», — заключает он.
Ставка на потенциал морской энергетики, судя по всему, будет все чаще приносить дивиденды.
Международная электротехническая комиссия (МЭК) — это глобальная некоммерческая организация, объединяющая 174 страны и координирующая работу 30 000 экспертов по всему миру. Международные стандарты МЭК и оценка соответствия им лежат в основе международной торговли электротехническими и электронными товарами. Они облегчают доступ к электричеству и обеспечивают безопасность, функциональность и совместимость электрических и электронных устройств и систем, в том числе потребительских товаров, таких как мобильные телефоны и холодильники, офисного и медицинского оборудования, информационных технологий, электростанций и многого другого.