Домашние литиевые аккумуляторы вредны для экономики и экологии

Зарядка и разрядка аккумуляторов ведут к дополнительным потерям энергии, которые придётся компенсировать — в том числе сжигая ископаемое топливо и таким образом нанося вред окружающей среде.

Исследователи из Техасского университета (США) рассмотрели целесообразность применения настенных литиевых батарей в домашних хозяйствах и пришли к выводу, что в целом такие батареи не только дороги, но и вредны для экологической обстановки. Соответствующая статья опубликована в Nature Energy. Впрочем, их исследование не учитывает реалии лоббистской практики, типичной для США, что могло повлиять на корректность выводов. В этой стране владельцы крупных солнечных и ветровых электростанций эффективно борются с домохозяйствами, пытающимися генерировать электричество самостоятельно.

Авторы детально смоделировали потребление энергии для типичного американского домохозяйства, оснащённого солнечными батареями и настенным литиевым накопителем энергии типа Powerwall II и ему подобных. В таком доме выработанная днём электроэнергия не отдаётся в сеть, а накапливается в аккумуляторе, чтобы быть израсходованной ночью. Исследователи показали, что внедрение такого накопителя снижает пиковую потребность домохозяйства в энергии из сети до 32 процентов. Однако существующая инфраструктура предназначена для компенсации вечерних пиков потребления, поэтому компенсирующая роль батареи не будет слишком значимой.

При этом при зарядке литиевой батареи теряется часть энергии, которая в неё поступает, ведь её коэффициент полезного действия (КПД) часто находится в районе 90 процентов или даже чуть меньше. Как показало моделирование, типичное домохозяйство будет терять на использовании батареи 324–591 киловатт-час в год. В масштабах страны в целом потери измерялись бы миллиардами киловатт-часов. Задействование батареи приводит также к росту выбросов углекислого газа на 153–303 килограмма в год, а весьма опасного для здоровья диоксида серы — на 0,03–0,20 килограмма в год на каждое домохозяйство. Рациональнее было бы обойтись без батареи и сбрасывать дневной избыток генерации солнечных батарей в общую сеть.

Расчёт и рекомендации авторов корректны и рациональны, однако не учитывают мощного фактора — тесного взаимопроникновения властей и энергокомпаний, типичного для США. В таких солнечных штатах, как Гавайи и Невада, местные лоббисты уже "помогли" конгрессменам принять нужные решения, и продажа домохозяйствами энергии их новых солнечных батарей в сеть уже практически невозможна, так как за это налагается штраф. В таких местах без домашних аккумуляторов обойтись очень трудно, потому что дневной пик выработки фотоэлементов нельзя продать в сеть, чтобы вечером в зачёт дневной отдачи забрать нужное электричество из сети.

Таким образом, из-за дефектов политической системы США там уже сегодня есть штаты, где установка солнечных батарей в паре с литиевым накопителем вполне оправданна, хотя в теории это вреднее для окружающей среды и дороже для потребителя, чем продавать солнечное электричество в сеть. В будущем, по мере того, как лоббисты будут и дальше убеждать конгрессменов во всё новых и новых штатах, такие запреты могут появиться во многих новых местах.

Лоббирующие подобные запреты люди часто очень богаты, и им принадлежат могущественные СМИ, поэтому остановить их очень сложно. Пример такого лоббиста — Уоррен Баффет, человек с состоянием в 70 миллиардов долларов. Поскольку Баффет вложил средства и в солнечные, и в ветровые электростанции, для него частные домохозяйства с солнечными батареями на крыше — прямые конкуренты. Благодаря большим финансовым ресурсам Баффет может влиять на решения властей тех или иных штатов эффективнее, чем частные лица, не имеющие подобной суммы.