Инновация от компании Bloom Energy: энергетические серверы как альтернатива традиционным генераторам

Некоторое время назад возле головных офисов Google, Wal Mart и eBay в Калифорнии были установлены несколько больших стальных коробок с подведенными городскими коммуникациями – водой и газоснабжением. А от них в здание известных компаний были протянуты электрические кабели.

Тайну этих странных «арт-объектов» раскрыл на пресс-конференции губернатор штата Дж. Браун. Как оказалось, это генераторы нового типа, разработка которых осуществлялась в течение восьми лет в режиме строжайшей секретности.

Мобильные дизель-генераторы – вещь полезная, но не очень удобная в использовании: шум, дым, вибрации, не слишком эффективный принцип работы, при котором значительная часть выработанной энергии уходит на трение. Другой недостаток – выхлопы, которые у ДГУ средней мощности вполне сравнимы с выхлопами КамАЗа. Тем не менее человечество давно и активно пользуется этим изобретением, и яркое свидетельство этому – значительные изменения температуры на материках, расположенных в Северном полушарии.

Американская компания Bloom Energy предлагает альтернативу дизель-генераторам: топливные элементы на твердых оксидах


Долгие годы процесс электрохимического преобразования оставался некой экзотикой, несмотря на то, что был открыт еще в позапрошлом веке. Причиной тому – необходимость дорогих конструкционных материалов (платины) и необычных ингредиентов (водорода) для прямого преобразования энергии окисления в электроток. Использовались такие технологии исключительно в космической индустрии.

Собственно, история компании ВЕ тесно связана с космосом. Ее руководитель К. Сридхар совместно с учеными Аризонского университета некоторое время занимался системами энергетического снабжения будущих обитателей Марса в рамках заказа НАСА. Результаты работы были настолько впечатляющими, что по ее окончании команда ученых решила продолжить поиски уже самостоятельно. Вскоре у созданной ими фирмы Bloom Energy появился инвестор – известный концерн Kleiner Perkins. Его вливания в энергетическую отрасль составили порядка $ 400 млн.

Разработчикам проекта потребовалось восемь лет для создания высокоэффективного топливного элемента, который мог бы работать при высоких температурах и не требовал применения редких дорогостоящих металлов, а также опасных материалов. В результате основой для электролитных аккумуляторных пластин стал оксид кремния или простой песок (кстати, в честь этого универсального материала получила свое название знаменитая Кремниевая долина).

Основным секретом BE является формула сплава, из которого изготовлены катодные и анодные пластины. Нагревание до температуры 800 гр. на элементе, состоящем из 3-х таких пластин, запускает целую цепь химических реакций. В результате выделяются:

  • тепло, использующееся для поддержания процесса;
  • вода, возвращающаяся в систему;
  • углекислый газ (СО 2);
  • электроток.

Набор из 3-х пластин обеспечивает 25 Ватт, чего вполне достаточно для работы одной лампочки. Энергетический сервер, состоящий из нескольких тысяч пластин, при напряжении 480 В обладает мощностью 100 киловатт. Отсутствие подвижных узлов в системе позволяет увеличить КПД до 50 %, чего нельзя добиться другими способами (к примеру, теплогенерацией). Кроме того, на выходе система не образует серных и азотных соединений, а углекислоты выделяет вдвое меньше, чем при использовании природного газа. Строго говоря, выхлопы такого энергосервера почти полностью состоят из СО 2, который проще подвергнуть секвестрированию для предотвращения дальнейшего потепления на планете.

В 2006 г. специалистам ВЕ удалось наконец получить первые промышленные образцы новых генераторов мощностью 5 киловатт и отправить их для прохождения испытаний. Первым заказчиком стала компания Google, которая установила 4 сервера по 400 кВт возле своей штаб-квартиры в Маунтин-Вью.

Сегодня BE имеет несколько десятков клиентов из числа крупнейших американских корпораций. В пресс-релизах компании часто упоминаются слова гендиректора eBay Дж. Донахью о том, что серверы BE позволяют значительно снизить расходы на электроэнергию на его предприятиях.

По-видимому, и в будущем круг заказчиков ВЕ не изменится, ведь стоимость одного сервера составляет порядка $ 800 тыс. Даже с учетом госсубсидий покупать такие агрегаты могут только крупнейшие корпорации.

Специалисты ВЕ подсчитали, что стоимость вырабатываемого новыми установками киловатта электричества чуть ниже, чем в среднем по Калифорнии. Срок окупаемости сервера составляет около трех лет. В этой связи руководство компании ставит перед собой грандиозные планы: начать уже через 5 лет массовое производство однокиловаттных агрегатов для бытового использования и продавать их по цене не больше $ 3 тыс.

Интерес прессы, проявляемый к этой технологической новинке, вполне понятен. Идея с серверами кажется практическим воплощением старой утопической мечты о полной энергетической свободе – от центральных электросетей, от монополистов, наконец, от загрязнения среды.

Представьте себе дом, который не нуждается во внешнем энергообеспечении: сам поставляет себе электрику, тепло, воду, сам перерабатывает отходы. Россиянам, живущим в панельных многоэтажках, это может покажется фантастикой. А между тем строительство таких домов уже становится мировым трендом.

Сегодня разработка твердооксидных элементов ведется не только специалистами ВЕ. Причем в других странах, в отличие от Соединенных Штатов, внедрением этой технологии в практику занимаются власти. Так, с 2010 года правительство королевства Великобритании ввело льготные тарифы на использование комбинированных топливных элементов, предполагающие выкуп неиспользованной и возвращенной в центральную сеть электроэнергии. А из правительства Японии недавно поступило заявление о ближайших планах перевода 25 процентов домов в стране на топливные ячейки.

Можно ли считать технологию BE революционной? Возможно, это было бы преувеличением. Но налицо явное свидетельство тому, что в отрасли энергетики начались коренные перемены, которые уже в ближайшем будущем смогут изменить систему работы производств, экономики в целом да и, в конце концов, жизни всех обитателей земного шара.

Заказ звонка

Консультация с сотрудником отдела продаж или сервисной службы займет меньше времени, чем самостоятельный поиск!
Заполните форму внизу и наш специалист свяжется в вами в течение 15 минут.