Элон Маск хочет продать вам батарею. Аккумулятор. И вам совсем не обязательно обладать электромобилем для этого. В конце прошлой недели Маск объявил о своей грандиозной схеме Tesla Energy. Компания Tesla, которая занимается строительством крупного завода по производству батарей в пустыне Невады, планирует предлагать новые версии батарей, которые используются в автомобиля Model S, для частных и коммерческих пользователей.

Powerwall Home Battery (название рабочее) предлагает аккумулятор объемом 7 или 10 кВт⋅ч и позволит пользователям накапливать энергию, которую они производят с помощью солнечных батарей и даже подключать к электросети, если захочется. Он доступен для малого бизнеса, а крупные операции потребуют Powerpack, 100-киловатт-часовой блок размером с холодильник, который сможет использовать больше энергии из возобновляемых источников, избегать зарядки в час пик и поддерживать питание в случае отключения энергии. Конечно, в первую очередь эти большие батареи рассчитаны на коммунальные услуги, однако они могут существенно помочь поставщикам энергии понять распределение энергии и увеличить использование возобновляемой энергии.

«Наша задача — в корне изменить то, как мир использует энергию, — говорит Маск. — В грандиозных масштабах»

Рынок «точно в срок»

Так же, как в случае с автомобильной промышленностью, Маск надеется встряхнуть энергетический бизнес. Сегодня производство электроэнергии неразрывно связано с ее потреблением. Коммунальщики не накапливают то, что производят, а сразу поставляют, то есть производят ровно столько, сколько необходимо в конкретный момент. Мэтт Робертс, исполнительный директор Ассоциации хранения энергии, называет это «рынком точно в срок» (just in time market). Когда вы клацаете выключателем, электростанция начинает вырабатывать еще немножко электричества.

Одна из проблем с этой моделью заключается в том, что система должна быть способна работать на максимальной нагрузке, поставляя всю необходимую энергию на «этой-адской-неделе-в-августе, когда-каждый-решил-включить-кондишку». Это значит, что система разрабатывается с учетом возможности производства намного большего количества энергии, чем обычно требуется. В Америке, как считает Робертс, эти системы строятся с запасом от 30 до 40%.

По этой причине коммунальщики часто выставляют счета пользователям в зависимости от пикового использования электроэнергии: скачки в потреблении могут быть редкими, но поставщик должен быть готов всегда, а это дорого обходится.

Другая проблема с моделью «точно в срок» в том, что она не вяжется с ростом потребления, причем как со стороны пользователей, так и поставщиков возобновляемой энергии. Коммунальщики могут жечь уголь или природный газ либо крутить гидроэлектрическую турбину. Но они не могут включить солнце или вызвать ветер, чтобы удовлетворить спрос. Чтобы возобновляемая энергия стала действительно эффективной, нужно найти способ ее накапливать по мере выработки и доставать, когда нужно.

Батареи отлично с этим справляются, говорит Робертс, поэтому всем нужны. «Это [предложение] должно перевернуть все с ног на голову».

Возможность хранить энергию

Идея хранения энергии витала в воздухе еще с 1970-х годов, говорит Рави Мангани, старший аналитик по хранению энергии в GTM Research, однако реальных успехов не было до начала 2000-х. За последние десять лет повышенный аппетит к возобновляемой энергии и достижения в сфере солнечных панелей и литий-ионных батарей привлекли десятки игроков к теме накопления энергии силами потребителей и возможности использовать ее, когда будет необходимо.

Эффективность батарей растет примерно на 8% в год, говорит Мангани. Цены должны упасть на 50% в ближайшие два-три года, говорит Сэм Уилкинсон, старший менеджер по хранению солнечной и электрической энергии в IHS Technology. Во многом благодаря Tesla и поскольку есть пространство для маневра, все начинается хорошо.

Рынок хранения энергии делится на три сегмента, говорит Уилкинсон: коммунальный, коммерческий и жилой.

С точки зрения коммунальщиков, в энергосеть можно встроить мощные батареи, чтобы сбалансировать спрос и предложение энергии, сделать всю систему более устойчивой и эффективной. Производство энергии может перейти от относительно небольшого числа больших заводов к так называемым «виртуальным электростанциям», как их называет Робертс, — небольшим солнечным, ветряным и другим сооружениям по всей стране, поскольку они смогут хранить то, что будет производиться, в батареях, объединенных в сеть.

Коммерческие клиенты будут обращаться к банку батарей, чтобы снизить расходы на энергосеть, особенно в часы пик, когда энергия стоит дороже. Вы «можете очень и очень существенно сэкономить на счетах за электричество», говорит Уилкинсон. Потребители тоже получат выгоду. Десятки тысяч владельцев американских домов установили на крышах солнечные панели, многие из них — пользователи SolarCity. Они используют солнечную энергию, и она снижает расходы. Будь то ночь или облачный день, они могли бы тянуть энергию из сети. Батареи будут хранить избыточную энергию и держать ее доступной в любой момент.

Возможно, эти потребители не обязательно захотят хранить энергию, которую не используют в текущий момент. Многие из них платят коммунальщикам за избыточную энергию, которую используют из энергосети. Уровни варьируются, но в целом нет разницы между тем, сколько они платят сейчас и сколько заплатят потом (ночью), чтобы получить энергию из сети. То есть нет особого смысла устанавливать большую батарею просто так: можно продавать лишнюю электроэнергию, а потом докупать по необходимости.

Коммунальщики в более 20 американских штатах работают над разными вариантами решения этих вопросов, говорит Маншани, но стимулов удерживать то, что можно продать, едва ли станет больше.

В жилом сегменте «нет особого резона хранить электричество с экономической точки зрения», говорит Уилкинсон. «Вопрос больше в запасах и энергетической безопасности, ну или в своего рода эмоциональной идее: люди хотят быть более независимы и производить собственное электричество, хранить его и использовать».

В то время как некоторые хотят иметь энергию на черный день, на практике батареи обойдутся им очень дорого. Однако если первоначальные расходы существенно снизятся или же потребитель сможет субсидировать их, продавая энергию в сеть, идея будет намного лучше.

План Tesla

100-килограммовый Powerwall, как следует из названия, должен крепиться на стену и сделан для домашнего использования. Его толщина — всего пятнадцать сантиметров, на выбор есть разные цвета, 10-летняя гарантия и две версии: 10 кВт⋅ч за 3500 долларов и 7 кВт⋅ч за 3000 долларов. Он подключается к интернету и оснащен встроенным инвертором постоянного-переменного тока. Также он уже доступен для заказа, а устанавливаться будет дистрибьюторами. Tesla планирует начать поставки в конце этого лета.

Маск говорит, что у потребителей будет масса преимуществ с этой штуковиной. Если сеть отрубается, у вас есть электричество. Вы можете зарядить батарею ниже, когда тарифы дешевле. Типичный дом потребляет порядка 30 кВт-часов в день, говорит Стю Липофф, консультант по электронной промышленности и член IEEE. Powerwall не хватит, чтобы обеспечить дом электропитанием надолго, но все же лучше, чем ничего.

В США, говорит Маск, потребителям часто приходится продавать энергию обратно по оптовым ценам, а потом закупать больше по розничным, поэтому его решение «имеет огромный экономический смысл». Еще больший смысл оно будет иметь за границей, где обратная продажа энергии стоит намного ниже стоимости этой энергии, например, в Германии.

Для серьезных применений есть Powerpack, размером и формой похожий на холодильник. Бизнес, который не удовлетворится размером Powerwall, может использовать Powerpack для избегания пиковых цен и для сохранения всего в рабочем состоянии, если линию электропередач вырвет с корнем бушующий ураган.

Коммунальщикам же нужно намного больше энергии. Поэтому Tesla делает Powerpack «бесконечно масштабируемым», говорит Маск: вы можете сложить вместе сколько угодно этих холодильничков. И потребуется всего 2 миллиарда таких штук, чтобы перевести весь мир на возобновляемую энергию, хранящуюся в батареях. Примерно столько же на дорогах Земли автомобилей и грузовиков, говорит Маск.

Если Tesla не ошибается, потребители и бизнес сможет сэкономить тонну денег, накапливая энергию, которую производит и экономит, благодаря не таким уж и большим белым (черным, синим, красным) ящикам, висящим на стене гаража. Остальные тоже выиграют, поскольку попадут в мир, где напряжение на энергосети будет меньше, а автомобили перестанут жечь топливо — проводить этот безумный эксперимент.