Търсенето на зелена енергия продължава да расте с всяка изминала година, докато технологиите за енергийно производство от възобновяеми източници се развиват с бърз темп, фокусирани най-вече върху вятъра и слънцето. Политическият и социалният тласък към декарбонизация стимулират все повече производители да се насочат към по-чисти и устойчиви решения, подкрепени от разработките в развойните центрове, които предлагат ускоряване на глобалния процес по загърбване на изкопаемите горива.

На фона на мащабните инвестиции за стотици милиарди евро в сектора индустрията на възобновяемата енергия се радва на безпрецедентен растеж, засенчващ разходите в петролната и газовата промишленост.

Основният политически фактор тук е подписаното през 2015 г. Парижко споразумение за климата, с което редица държави се ангажираха да постигнат въглероден неутралитет до 2050 г. Основната идея на този антивъглероден консенсус е ограничаване на покачването на глобалните температури под 2 градуса и по-възможност до 1,5 градуса по Целзий през този век.

Макар много екологични организации и експерти по въпросите за климата да изразяват скептицизъм към изпълнението на тези цели, правителствата и компаниите по света продължават да създават нови и да разширяват съществуващите проекти за генериране на чиста енергия, които неминуемо променят цялостния енергиен пейзаж.

Докато някои от тях все още изглеждат като извадка от научнофантастична книга, то други вече вливат своята зелена продукция в кръвоносната система на световната енергетика.

Енергийният потенциал на Сахара и проектът TuNur Solar

Пустинята Сахара се простира на площ от около 9,2 млн. кв. км и заема по-голяма част от територията на Египет, Либия, Алжир, Нигер, Чад, Мавритания и Мали, както и големи части от Судан и Тунис. Списание Science предлага интересен поглед върху оползотворяване на енергийния потенциал на пустинята: ако цялата повърхност на Сахара бъде покрита от соларни модули, тя ще може да генерира две хиляди пъти повече електроенергия в сравнение с всички големи електрически централи по света, които имат общ годишен капацитет от около 100 хил. гигаватчаса (ГВтч).

Подобни смели сценарии намират почва за развитие в северноафриканските страни. Компанията за възобновяема енергия TuNur обяви миналата година, че ще инвестира 1,5 млрд. долара в изграждането на експортно ориентиран соларен парк в Тунис с капацитет от 500 мегавата. За този проект се говори още от 2017 г., когато TuNur подава молба до тунизийското енергийно министерство за изграждане на парк с капацитет от 4,5 гигавата в югозападната част на страната. Основната идея е произведената електроенергия да бъде изнасяна в посока Европа чрез подводни кабели, преминаващи през Средиземно море, към Малта, Италия и Франция.

Проектът ще използва технология за концентрирана слънчева енергия, фокусирана посредством система от специални лещи и огледала в определена точка – обособена в центъра на парка кула. Фокусираната енергия се предава на топлоносител, чрез който се генерира електричество в конвенционални парни турбини. Системата използва разтопена сол за генериране на енергия, което позволява производството на електричество и в часовете през нощта.

Заявката е в своя окончателен мащаб соларният парк да покрива 25 хил. хектара, почти три пъти площта на Манхатън. По последни данни от края на 2022 г. обаче все още не е инсталиран дори един соларен модул в района на Риджим Маатуг, малко населено място, предвидено за строеж на соларния парк. Някои предприемачи в сектора смятат, че проектът е „нереалистичен“ поради високите разходи в сравнение с капитала на оператора TuNur.

На друго мнение е Али Канзари, главен консултант на компанията в Тунис и президент на местната Камара на профсъюзите в соларната индустрия (CSPT). Според него проектът ще се осъществи: „Търговията между Тунис и Европа не може да се ограничи до фурми и зехтин“, изтъква той.

Ядрен синтез: от водородната бомба до съвременния токамак

След като човечеството успя да опитоми голяма част от енергийните ресурси на планетата, сега то поглежда нагоре, като черпи вдъхновение от квантовите процеси в сърцето на Слънцето, където гравитацията е толкова силна, че кара водородните ядра да се сблъскват и сливат в по-тежки хелиеви атоми, освобождавайки огромни количества енергия.

В тази връзка проектът ITER се приема за едно от най-амбициозните енергийни начинания в света към момента. Общо 35 страни си сътрудничат в Южна Франция за разработването на най-големия в света тороидален реактор за термоядрен синтез, известен още като токамак.

В основната на технологията за термоядрен синтез стоят леките атомни ядра, или тези, които имат маса, по-малка от тази на желязото. Чрез съответните методи се постига ядрена реакция, при която атомните ядра се сливат, образувайки по-тежко ядро. Този процес се съпровожда от освобождаване на енергия. В случая с ITER учените залагат на голяма вакуумна камера с формата на поничка, в която под въздействието на екстремно високи температури и налягане газообразното водородно гориво се превръща в плазма – подходяща среда, която позволява на водородните атоми да се слеят и да генерират енергия. Масивни магнитни бобини, поставени около вакуумната камера, контролират плазмата, за да я държат далеч от стените на съда. Подобно на конвенционалните електроцентрали токамакът използва получената топлина за генериране на пара, която от своя страна осигурява задвижването на турбини и генератори за производство на електроенергия.

Всъщност идеята за подобна конструкция се оформя сред учените от Съветския съюз през 50-те години на миналия век. Самата дума токамак представлява руски акроним и означава „тороидална камера с магнитни намотки“. Идеята бързо предизвиква интерес на международно ниво като най-обещаващата конфигурация на устройство за термоядрен синтез.

Залогът върху твърдия електролит

Макар батериите да не генерират енергия сами по себе си, те остават незаобиколим елемент в глобалния процес на декарбонизация и служат като средство за балансиране при променливите възобновяеми източници на енергия като вятъра и слънцето.

На фона на прогнозите за скорошен дефицит на суровини за най-разпространената в света батерийна технология, литиево-йонната, все повече стартъп компании и развойни центрове се фокусират върху т.нар. твърдотелни клетки, които вместо течен електролит използват твърд и предлагат множество предимства, включително повишена енергийна плътност, подобрена безопасност и по-дълъг жизнен цикъл.

Клетката на Solid Power разполага с твърд електролит на сулфидна основа – средата, през която литиевите йони преминават по време на зареждането и разреждането на батерията. Компанията използва богати на силиций аноди и катоди, базирани на кобалт, никел и манган, които имат потенциала да задържат по-голямо количество енергия, като същевременно поддържат цената на батерията по-ниска от тази на литиево-йонните решения.

Енергийно окабеляване на Черно море

Когато в края на миналата година държавните лидери на Азербайджан, Грузия, Румъния и Унгария подписаха (под зоркия поглед на председателя на Европейската комисия Урсула фон дер Лайен) споразумение за полагане на подводен електрически кабел по дъното на Черно море, за пореден път Европа сигнализира, че е готова да играе мащабно в битката за своята енергийна диверсификация.

Каква всъщност е идеята? Близо 1200-километровият кабел с мощност 1000 мегавата трябва да пренася електричество от Азербайджан и Грузия до Румъния и Унгария, част от стремежа на ЕС да ограничи максимално зависимостта си от руските енергоресурси.

Кабелът ще пренася зелена енергия, генерирана на територията на Азербайджан, като проектът трябва да бъде готов преди 2029 г. По този начин Баку успява да сключи дългосрочно споразумение за използване на потенциала на страната да генерира електроенергия от вятър. Според доклад на Световната банка от 2022 г. богатият на петрол Азербайджан може да произвежда 7 гигавата вятърна енергия чрез офшорни паркове в Каспийско море до 2040 г. – една зелена алтернатива на Южния газов коридор, която би трябвало да осигури допълнителен тласък за целите на ЕС за постигане на въглероден неутралитет до 2050 г.

Моят соларен парк е по-голям от твоя

Когато погледнем ситуацията в глобален мащаб, прави впечатление, че най-големите фотоволтаични проекти са концентрирани в две страни: Индия и Китай (въпреки инвестиционните напъни на Обединените арабски емирства). Трябва да се има предвид обаче, че голяма част от тези проекти ще достигнат своя окончателен планиран капацитет едва след години, като работата по тяхното разширяване продължава.

Въпреки че към момента най-големият соларен парк се намира в Индия – Bhadla Solar Park, покриващ площ от 5700 хектара, с капацитет малко над 2,2 гигавата, – китайският Huanghe Hydropower Hainan Solar Park се очаква да достигне внушителните 16 гигавата през следващите няколко години. До момента операторът, държавната Huanghe Hydropower Development, е инвестирал над 2,2 млрд. долара в проекта, който беше свързан към електроразпределителната мрежа на Китай през 2020 г. Освен всичко друго китайският соларен парк разполага и със съоръжения за съхранение на енергия с капацитет от над 202 мегаватчаса.

За да завършим топ 3 на соларните мегапроекти, трябва да добавим още един парк, който се намира в Индия – Pavagada, – с инсталиран капацитет в размер на 2050 мегавата. Съоръжението е разположено на обща площ от над 50 кв. км в индийския щат Карнатака. Общият размер на инвестицията до момента достига 2,1 млрд. долара.

Тектоничното влияние на Закона за намаляване на инфлацията на САЩ

Миналата година беше извършена една донякъде неосъзната революция във Вашингтон, когато през август стопанинът на Белия дом Джо Байдън сложи подписа си върху Закона за намаляване на инфлацията (IRA), станал известен сред американците като Закон за климата. Предвидените над 390 млрд. долара за чисти технологии (които могат да нараснат до 1,2 трлн. долара до началото на следващото десетилетие) се очаква да генерират значително повече инвестиции в местната индустрия, свързана с електромобилите, съхранението на енергия, производството на електроенергия от вятърни и соларни мощности и пр. Основната цел – цялостна диверсификация на веригите на доставка спрямо Китай и подкрепа на слогана Make America Great Again, издигнат още от бившия президент Доналд Тръмп.

Най-впечатляващото е, че IRA вече работи: от август до началото на юни са обявени проекти за изграждане на повече от 100 нови съоръжения за производство на чиста енергия или за разширяване на съществуващи мощности на стойност над 70 млрд. долара, сочат изчисления на Canary Media.

В списъка с някои от най-мащабните енергийни проекти, стимулирани от IRA, попадат гигафабриката за електромобилни батерии в Аризона на южнокорейския гигант LG Energy Solution на стойност 5,5 млрд. долара, съвместният завод на компания с Honda в Охайо за 4,4 млрд. долара, както и този в Джорджия между LG Energy и Hyundai Motor на стойност 4,3 млрд. долара. Друго звено на LG, LG Chem, вече обяви, че планира да изгради фабрика за катоди в Тенеси срещу инвестиция от 3,2 млрд. долара. Отделно Hyundai си партнира с конкурента на LG, SK On, при строежа на фабрика за батерийни клетки в Джорджия с капацитет, който ще е достатъчен да покрие търсенето на 300 хил. електромобила.

По отношение производството на енергия са предвидени редица проекти за соларни паркове, като голяма част от тях ще бъдат ситуирани в южните щати като Алабама, Джорджия, Южна Каролина и Тексас. Обявени са още 11 проекта за производство на чиста енергия на стойност над 7,5 млрд. долара, без все още да е ясно тяхното местоположение.

Независимо от географското положение индустрията, в която се развиват енергийните проекти или замесените инвеститори, сегашната пазарна динамика и световната пазарна структура позволяват на всяко едно подобно начинание да развие обхват, който да му осигури глобално влияние и да предопредели бъдещето на енергетиката.