Воздух стал топливом: в Корее запустили новую эру хранения энергии

Корейские инженеры сделали серьёзный шаг к созданию новой энергетической инфраструктуры. В стране впервые заработала крупная система хранения энергии в жидком воздухе — технология, способная радикально изменить подход к возобновляемым источникам. Проект реализован командой Корейского института машиностроения и материалов (KIMM) под руководством Джун Ён Пакa. Разработка стала частью масштабного плана по переходу на чистую энергетику и созданию "энергетической супермагистрали", способной распределять возобновляемые ресурсы по всей стране.

"Мы успешно запустили систему с производительностью 10 тонн в сутки", — сказал главный научный сотрудник Джун Ён Пак.

Как работает технология

Принцип хранения основан на превращении воздуха в жидкость при сверхнизких температурах. Когда в сети появляется излишек электроэнергии, например от солнечных панелей или ветряных турбин, он используется для охлаждения воздуха до криогенных значений. При таких условиях воздух становится жидким и может храниться в специальных изолированных резервуарах.

Когда же нагрузка на энергосистему возрастает, жидкий воздух нагревается и расширяется почти в 700 раз. Это создаёт мощное давление, которое приводит в действие турбины, а те, в свою очередь, вырабатывают электричество. Таким образом, система работает как своеобразная "батарея", но в промышленных масштабах.

Сравнение технологий хранения энергии

Уникальные элементы проекта

Команда KIMM разработала ключевые компоненты своими силами. Первый — турбодетандер, работающий со скоростью свыше 100 тысяч оборотов в минуту. Второй — холодильный модуль с многослойной изоляцией и вакуумной прослойкой. Такая конструкция позволяет поддерживать температуру, необходимую для хранения жидкого воздуха.

Эти решения делают систему конкурентоспособной по сравнению с традиционными методами. Кроме того, низкие температуры можно использовать для промышленного охлаждения, а остаточное тепло от производственных процессов — для повышения общей эффективности.

Советы шаг за шагом: где применить систему

1. В промышленных парках, где потребление энергии скачкообразное.

2. На предприятиях металлургии и химии — избыточное тепло можно вовлекать в процесс.

3. В мегаполисах, где нет места для гидроэлектростанций.

4. Вблизи солнечных и ветровых электростанций — для сглаживания пиковых нагрузок.

5. В логистических центрах, где важны стабильность электроснабжения и возможность охлаждения.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: использование только батарей для хранения больших объёмов.

• Последствие: быстрый износ, высокие затраты на утилизацию.

• Альтернатива: системы жидкого воздуха или гибридное решение (батареи + криохранилище).

• Ошибка: ставка исключительно на гидроаккумуляцию.

• Последствие: ограниченность по географии.

• Альтернатива: криогенные технологии, не требующие рельефа.

• Ошибка: пренебрежение утилизацией тепла.

• Последствие: падение КПД.

• Альтернатива: использование отходящего тепла промышленных печей.

А что если…

Представим, что подобные установки появятся в каждом крупном городе. Это позволит:

• стабилизировать электросети без строительства дорогостоящих электростанций;

• снизить выбросы CO₂, отказавшись от резервных ТЭЦ;

• развивать "умные города", где хранение энергии интегрировано в общую инфраструктуру;

• поддержать переход на электромобили, обеспечив быстрые зарядные станции.

Плюсы и минусы

FAQ

Как выбрать систему хранения энергии для города?
Нужно учитывать географию, плотность населения и доступ к источникам возобновляемой энергии. В горах подойдут гидроаккумуляторы, в мегаполисах — жидкий воздух.

Сколько стоит внедрение подобных технологий?
Цена зависит от мощности и масштабов проекта. В среднем затраты выше, чем у литий-ионных батарей, но эксплуатация дешевле в долгосрочной перспективе.

Что лучше для промышленности: батареи или жидкий воздух?
Для быстрых пиков — батареи. Для длительного хранения и крупных объёмов — системы на жидком воздухе.

Мифы и правда

• Миф: "Жидкий воздух — это небезопасно".
  Правда: система герметична и работает в изолированных резервуарах.

• Миф: "Эта технология невыгодна по цене".
  Правда: на этапе внедрения затраты высокие, но окупаемость наступает за счёт долговечности.

• Миф: "Криогенные установки слишком громоздкие".
  Правда: современные модули компактнее и могут размещаться даже в промзонах.

3 интересных факта

1. Жидкий воздух увеличивается в объёме в 700 раз при переходе в газообразное состояние.

2. В отличие от литиевых батарей, срок службы системы исчисляется десятилетиями.

3. Криогенные технологии могут совмещаться с системами охлаждения для дата-центров.

Исторический контекст

• XIX век — первые эксперименты с ожижением воздуха и газов.

• 1895 год — немецкий инженер Карл Линде разработал промышленный метод сжижения.

• XX век — криогеника активно используется в металлургии и медицине.

• XXI век — переход от научных экспериментов к масштабным энергетическим системам.

• 2020-е — первые промышленные проекты по хранению энергии в жидком воздухе в Великобритании и Южной Корее.