5 ГВт·ч тепловой аккумулятор Antora — первая коммерческая демонстрация thermal energy storage в промышленном масштабе

5 ГВт·ч — с такой ёмкостью компания ввела в строй крупнейший в мире тепловой аккумулятор на углеродных блоках. Система стоит на пустыре рядом с этанольным заводом POET в Южной Дакоте и уже подаёт пар для промышленных нужд. Проект Big Stone — первая коммерческая демонстрация того, что thermal energy storage (тепловое накопление энергии) может работать в реальном секторе, а не только в пилотах.

Проблема промышленного тепла — одна из самых недооценённых в климатической повестке. Электрификация транспорта и генерации получает львиную долю внимания и капитала. Но заводы, которые производят цемент, сталь, химикаты, еду и напитки, тратят колоссальные объёмы энергии просто на нагрев. В США на промышленное тепло приходится около 12% выбросов парниковых газов — и до последнего времени единственным надёжным источником высоких температур оставалось сжигание угля или газа. Проект разработчик в Южной Дакоте — первая попытка закрыть этот проброс в промышленном масштабе.

Принцип работы обманчиво прост. Чистая электроэнергия проходит через резистивные нагреватели, которые разогревают твёрдые углеродные блоки до 2 400 °C — это горячее, чем доменная печь. Блоки упакованы в теплоизолированные модули размером с контейнер. Тепло может храниться несколько дней с минимальными потерями. Когда заводу POET нужна энергия, система подаёт пар напрямую через забор — без котлов, без сжигания топлива.

стартап использует технологию thermophotovoltaic (TPV — термофотовольтаика): свет от раскалённых блоков преобразуется в электричество без движущихся частей. Это позволяет системе выдавать и тепло, и электричество — в зависимости от того, что нужно промышленному потребителю.

Для POET, крупнейшего производителя биотоплива в мире, это означает прямую экономию. Раньше часть пара для этанольного завода поступала от угольной станции Otter Tail Power мощностью 475 МВт, работающей по соседству. Теперь тепловой аккумулятор замещает часть этого угольного пара, снижая выбросы и операционные расходы. Контракт на поставку тепла — долгосрочный, с формулой цены, привязанной к стоимости возобновляемой энергии в периоды её избытка.

История Big Stone City — не только про углеродные блоки. Ключевая инновация проекта — тарифная модель. фирма совместно с Otter Tail Power разработала «thermal market energy pricing rider» — добровольный тариф, который увязывает график зарядки аккумулятора с периодами избыточного производства возобновляемой энергии в регионе.

«Традиционные тарифы для промышленных потребителей размазывают затраты равномерно — как масло по тосту, — объясняет Ной Лонг, директор компании по регуляторике. — Наш тариф даёт сигнал: заряжайся, когда ветра много и цены низкие, и не нагружай сеть в пик». Две компании обмениваются данными day-ahead (на сутки вперёд): компания сообщает, сколько энергии планирует забрать, Otter Tail — по какой цене. Если зарядка выходит за согласованный базовый профиль, применяются штрафы.

Регуляторы трёх штатов — Миннесоты, Северной Дакоты и Южной Дакоты — уже одобрили этот тариф. В Калифорнии рассматривается законопроект, который распространит аналогичный механизм на всех промышленных потребителей, переходящих на электрическое тепло.

Этим проектом Antora доказывает, что может поставлять доступную энергию американской промышленности — и быстро. Мы гордимся тем, что этот проект значит для рабочих, которые проектировали, строили и устанавливали эти батареи, и для американского производства в целом.— Эндрю Понек, сооснователь и CEO Antora Energy

Гонка тепловых аккумуляторов: кто ещё в игре

разработчик — не единственный игрок на этом поле, но пока — единственный, кто довёл проект до двузначных мегаватт-часов в коммерческой эксплуатации. Rondo Energy развернула 100 МВт·ч на нефтепромыслах в Калифорнии и на цементном заводе в Таиланде, Electrified Thermal Solutions ввела пилот на 20 МВт·ч в Техасе. MIT-спинофф Fourth Power готовит к запуску демонстратор на 1 МВт·ч и проектирует полноценную систему на 250 МВт·ч.

Масштаб стартап — 5 ГВт·ч — ставит проект особняком. Но что важнее: Grok Ventures, инвестфонд сооснователя Atlassian Майка Кэннона-Брукса, предоставил проектное финансирование как единственный внешний инвестор. Это значит, что технология прошла due diligence (комплексную проверку) крупного институционального инвестора и признана банковской.

Тем не менее, барьеров хватает. Тарифная модель Otter Tail — прецедент, а не стандарт. Большинство промышленных потребителей в США покупают электроэнергию по розничным тарифам, которые не отражают реальной стоимости избыточной возобновляемой генерации. Без доступа к оптовым ценам или специальных «тепловых тарифов» юнит-экономика тепловых аккумуляторов проигрывает дешёвому природному газу.

Решение, которое предлагает компания, — прототип для всей отрасли. Если регулирующие комиссии других штатов последуют примеру Minnesota PUC, тепловые аккумуляторы перестанут быть нишевой историей для этанольных заводов и станут стандартным инструментом industrial decarbonisation (промышленной декарбонизации) — для пивоварен, цементных заводов, химических производств и дата-центров.

Что будет с рынком тепловых аккумуляторов через два года?

Сценарии развития

Источники