В Китае построена уникальная солнечная электростанция с двумя башнями и 30 000 зеркал. Станция в провинции Ганьсу производит 1,8 млрд кВт⋅ч в год и снижает выбросы CO₂ на 1,53 млн тонн.
Китай завершил строительство инновационной солнечной электростанции с двумя башнями и полем из 30 000 зеркал, расположенной в пустынной провинции Ганьсу на северо-западе страны. Новая станция способна генерировать до 1,8 млрд кВт·ч электроэнергии в год — этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством примерно 170 000 домов.
Ключевая особенность объекта — технология концентрированной солнечной энергии с накоплением тепла в расплавленной соли. Она позволяет вырабатывать электроэнергию даже в ночное время, снижая зависимость от традиционных источников топлива. Проект вошёл в состав крупного комплекса возобновляемой энергетики (ВИЭ) в регионе и стал важным шагом на пути Китая к достижению углеродной нейтральности к 2060 году.
Масштабный проект в Ганьсу
Новая солнечная электростанция расположена в провинции Ганьсу — регионе, известном своими обширными пустынными пространствами, подходящими для развития солнечной и ветровой энергетики. Две башни высотой около 200 м доминируют над местностью, окружённой массивным полем зеркал (гелиостатов). Это первая в мире солнечная тепловая электростанция, в конструкции которой используются сразу две башни-концентратора, работающие на единую турбину.
Проект реализован государственной энергетической корпорацией China Three Gorges Group, известной масштабными инфраструктурными проектами. Строительство было практически завершено к концу 2024 года, и на сегодняшний день станция введена в эксплуатацию. Внедрение инновационной двухбашенной схемы позволит значительно повысить эффективность и выход мощности по сравнению с традиционными установками.
Концентрированная солнечная энергия: принцип работы
В отличие от привычных солнечных электростанций с фотоэлектрическими панелями, новый объект в Ганьсу относится к типу концентраторных солнечных электростанций (CSP — Concentrated Solar Power). В таких системах энергия солнца преобразуется не напрямую в электричество, а сначала в тепловую энергию. Тысячи зеркал фокусируют солнечные лучи на приёмник, расположенный на вершине башни, разогревая специальный теплоноситель. В данном проекте в качестве теплоносителя используется расплавленная соль, способная аккумулировать огромное количество тепла.
- Гелиостатические зеркала автоматически поворачиваются за солнцем и отражают концентрированный свет на приёмный блок в верхней части башни.
- Сконцентрированное излучение нагревает циркулирующий через приёмник теплоноситель — расплавленную смесь солей — до температуры в несколько сотен градусов.
- Нагретая расплавленная соль поступает в теплообменник, где передаёт накопленное тепло воде.
- Вода преобразуется в перегретый пар, который под высоким давлением вращает паровую турбину, вырабатывая электроэнергию.
- Избыточное тепло сохраняется в изолированных резервуарах с расплавленной солью, что даёт возможность продолжать выработку электроэнергии в отсутствие солнечного света (ночью или в пасмурную погоду).
Таким образом, концентраторная солнечная технология с хранением тепла позволяет сгладить характерную для ВИЭ переменность генерации и приближает солнечную энергетику по надёжности к традиционным источникам.
Инновационная система зеркал и две башни
Одно из главных ноу-хау китайского проекта — необычная конфигурация зеркального поля. Вместо того чтобы строить отдельное поле гелиостатов под каждую башню (как это делалось в ранних CSP-проектах), инженеры разместили все 30 000 зеркал концентрическими кругами, перекрывающими зоны действия двух башен одновременно. Такая «перекрывающаяся» схема позволяет перенаправлять солнечный поток на любой из двух теплоприёмников в зависимости от положения солнца и потребностей системы.
Днём, когда солнце движется по небу, часть поля зеркал, более оптимально расположенная к восточной или западной башне, переключается между ними для максимального улавливания энергии. Благодаря этому единое зеркало может использоваться более эффективно, поддерживая генерацию на оптимальном уровне с утра до вечера. Кроме того, башни работают совместно на одну турбину, что упрощает инфраструктуру и снижает потери энергии.
По оценкам разработчиков, подобное решение повышает коэффициент использования солнечной энергии примерно на 24% по сравнению с традиционной однобашенной архитектурой. К высокому КПД установки добавляет вклад и качество самих гелиостатов: современные зеркала имеют отражающую способность около 94%, то есть практически вся падающая на них солнечная энергия направляется к приёмнику.
- Две солнечные башни: Башни высотой ~200 м с тепловыми приёмниками работают параллельно, обе подают энергию на единый турбогенератор.
- Единое поле из 30 000 зеркал: Гелиостаты размещены концентрическими кругами и могут направлять лучи на любую из башен, в зависимости от положения солнца.
- Переключение фокуса: Система управления зеркалами перераспределяет солнечный поток между башнями, что обеспечивает равномерную и эффективную генерацию энергии на протяжении всего дня.
- Высокая отражательная способность: Используются зеркала с коэффициентом отражения ~94%, максимально концентрирующие солнечную энергию на приёмниках.
- Тепловой накопитель из расплавленной соли: В дневное время избыточное тепло аккумулируется в резервуарах с расплавленной солью, что позволяет станции продолжать вырабатывать электроэнергию ночью.
Рекордная выработка и сокращение выбросов
За счёт крупномасштабного поля гелиостатов и эффективной двухбашенной конфигурации станция в Ганьсу достигла выдающихся показателей по производству энергии. Её расчётная годовая генерация превышает 1,8 миллиарда кВт·ч электроэнергии. Это ставит объект в число самых мощных солнечных станций мира по объёму выработки. Для наглядности: такого количества энергии достаточно, чтобы обеспечить электричеством порядка 170 000 домохозяйств.
Экологический эффект нового проекта также значителен. Заменяя часть выработки, которая иначе пришлась бы на ископаемое топливо, станция позволит сокращать выбросы CO2 примерно на 1,53 миллиона тонн ежегодно. Это эквивалентно предотвращению сжигания сотен тысяч тонн угля или соответствующего количества нефтепродуктов в год. Таким образом, новый объект поможет улучшить экологическую обстановку в регионе и внести вклад в исполнение климатических обязательств страны.
Интеграция в энергетический хаб
Двухбашенная СЭС в Ганьсу не функционирует изолированно — она стала частью масштабного энергетического хаба, объединяющего различные возобновляемые источники. На той же площадке развернуты поля фотоэлектрических солнечных панелей и ряды ветрогенераторов. Совместная работа этих трёх технологий (солнечный концентратор, солнечные панели и ветер) позволяет компенсировать взаимные недостатки и выдавать более стабильную мощность в энергосистему.
В дневные часы фотоэлектрические панели непосредственно генерируют электроэнергию из солнца, а СЭС концентрирует тепло для использования позже. В ветреную погоду ветряки добавляют генерацию независимо от времени суток. Такая интеграция источников делает энергетический хаб устойчивее: например, если солнце закрывают облака, выручает накопленное тепло CSP-станции и ветер, а при штиле и ночью в дело вступает запас энергии, сохранённой в расплавленной соли. Подобный комплексный подход оптимизирует использование инфраструктуры (линий электропередачи, подстанций) и снижает суммарную себестоимость производства чистой энергии.
Курс на углеродную нейтральность
Китай является крупнейшим производителем и потребителем энергии в мире, и переход на низкоуглеродные технологии для него критически важен. Страна официально взяла курс на достижение пика выбросов парниковых газов к 2030 году и полной углеродной нейтральности к 2060 году. Для выполнения этих задач Китай масштабно инвестирует в возобновляемые источники энергии — от солнечных и ветровых электростанций до гидроэнергетики и новых технологий накопления энергии. Уже сейчас страна лидирует по установленным мощностям ВИЭ, опережая остальные государства по темпам ввода солнечных и ветровых станций.
Запуск двухбашенной солнечной электростанции в Ганьсу — знаковое событие на этом пути. Проект демонстрирует стремление китайской энергетики внедрять инновации ради снижения зависимости от угля, нефти и газа. Ганьсу исторически был регионом, где значительная часть электроэнергии вырабатывалась за счёт угольных ТЭЦ. Теперь же акцент смещается в сторону чистой энергетики. Каждый такой объект не только непосредственно уменьшает выбросы CO2, но и прокладывает дорогу для новых аналогичных проектов, приближая национальную энергосистему к целям устойчивого развития.
Перспективы для инвесторов и отрасли
Для инвесторов и других участников рынка ТЭК (топливно-энергетического комплекса) появление подобных объектов — важный сигнал о сдвиге в сторону чистой энергии: возобновляемые источники становятся всё более конкурентоспособными по объёмам генерации и надёжности. Проект в Ганьсу показывает, что инновационные ВИЭ-решения способны обеспечивать электроэнергией сотни тысяч потребителей, при этом уменьшая углеродный след и снижая зависимость от цен на топливо.
Крупные топливные и нефтяные компании, включая операторов нефтепереработки (НПЗ) и угольной генерации, тоже не могут игнорировать эти тренды. Многие из них уже диверсифицируют свой бизнес, вкладывая средства в солнечную, ветровую и другие виды альтернативной энергетики. Проекты, подобные двухбашенной СЭС, повышают доверие рынка к технологиям ВИЭ. В перспективе рост доли ВИЭ в энергобалансе будет влиять на спрос на нефть, газ и нефтепродукты, что делает участие в энергопереходе стратегически важным для игроков ТЭК.
