Гравитационная башня в Жудуне: 100 МВт·ч в бетонных блоках — как это работает и почему литий пока дешевле
Коротко: в уезде Жудун (провинция Цзянсу, рядом с Шанхаем) построена первая в мире гравитационная накопительная станция промышленного масштаба — 25 МВт / 100 МВт·ч. Это башня высотой около 148 м, внутри которой лифты поднимают и опускают больше 12 тысяч блоков по 25 т. Идея красивая и работает, но по деньгам она пока проигрывает обычным литиевым батареям в разы.
Что построили
Станцию строила китайская компания China Tianying по технологии швейцарской Energy Vault, вложения по данным местной прессы — около 1 млрд юаней. Башня стоит рядом с ветропарками на побережье. Когда ветряки дают больше, чем нужно сети, электродвигатели поднимают блоки наверх — энергия запасается как высота. Когда электричество нужно, блоки опускаются, двигатели работают генераторами и отдают ток обратно в сеть.
Строительство закончили в сентябре 2023 года, к сети станцию подключили в конце 2023 — начале 2024 года. Национальное энергетическое управление Китая включило её в список пилотных проектов новых накопителей. Полный коммерческий режим несколько раз переносили, и по последним отраслевым обзорам объект всё ещё на стадии наладки.
Что в вирусном посте правда, а что нет
| В посте | На самом деле |
|---|---|
| Блоки по 35 т | В башне блоки около 25 т. Блоки по 35 т были у первой демонстрационной установки Energy Vault в Швейцарии (2020) — там их поднимал шестистрелочный кран под открытым небом |
| Высота почти 150 м | Около 148 м — верно |
| Заряжается от ветряков | Да, станция стоит рядом с ветропарками и берёт избыток из сети |
| Хватает на 12 000 домов на сутки | 100 МВт·ч на 12 000 домов — около 8 кВт·ч на дом в сутки. Это расход небольшой квартиры без электроплиты, так что оценка честная |
| Отдаёт энергию, когда нужно | Да, мощность 25 МВт — полная разрядка за 4 часа |
Немного физики: сколько энергии в одном блоке
Энергия поднятого груза — масса × ускорение свободного падения × высота. Блок в 25 т, поднятый на 148 м, запасает около 36 МДж, то есть примерно 10 кВт·ч. Это ёмкость одного домашнего литиевого аккумулятора, который весит около 100 кг и висит на стене. Чтобы запасти сутки работы 12 тысяч домов, приходится строить небоскрёб из бетона и стали с 96 лифтами на тысячах свай.
Отсюда главные плюсы и минусы технологии:
| Гравитационная башня | Литиевый накопитель (LFP) | |
|---|---|---|
| Срок службы | Десятки лет, блоки не изнашиваются | 6000–8000 циклов, 15–20 лет |
| КПД «туда-обратно» | Около 80 % по данным Energy Vault | Около 90 % |
| Пожароопасность | Практически нет | Низкая у LFP, но нужна защита |
| Материалы | Бетон, грунт, строительные отходы | Литий, графит, медь |
| Площадь под 100 МВт·ч | Около 11 раз больше | Около 1200 м² контейнеров |
| Капитальные затраты | По оценке аналитиков TFIE — примерно в 8 раз выше | База для сравнения |
Для понимания масштаба: на недавней закупке китайской CNNC литий-железо-фосфатные накопители шли около 0,5 юаня за ватт-час, то есть 100 МВт·ч батарей — это порядка 50 млн юаней оборудования. Даже с подключением и стройкой это несопоставимо с миллиардом за башню. Сама Energy Vault за последние годы стала в основном интегратором обычных аккумуляторных станций, а гравитационные проекты у неё единичные.
Зачем тогда Китай это строит
Китаю нужны любые способы хранить энергию ветра и солнца, и он может позволить себе пробовать несколько технологий сразу: литий, натрий-ионные батареи, сжатый воздух, проточные батареи, гравитацию. Гравитационная башня не зависит от поставок лития и почти не стареет — за 30–40 лет она может отыграть часть разницы в цене. Если станция в Жудуне выйдет на заявленные показатели, это откроет дорогу таким башням рядом с шахтами и карьерами, где есть отвалы для блоков и готовые перепады высот.
Что это значит в Беларуси
В Беларуси равнина, и классические гидроаккумулирующие станции (вода качается в верхнее озеро и стекает обратно через турбину) строить негде. Гравитационные башни в теории снимают это ограничение, но при нынешних ценах энергосистеме выгоднее ставить промышленные литиевые накопители — те, что сглаживают ночной профицит от БелАЭС и дневную выработку солнечных станций. Мы собрали их сравнение на странице сравнения накопителей BESS.
Для частного дома гравитация не подходит вовсе: чтобы запасти 10 кВт·ч, нужно поднять 25 т на высоту 15-этажного дома. Та же энергия помещается в шкаф литий-железо-фосфатных аккумуляторов. Сколько ёмкости нужно вашему дому, считает калькулятор накопителя, а как выбрать батарею — в статье «Накопитель для дома: какая ёмкость».
Выводы
- Гравитационная башня в Китае существует и подключена к сети: 148 м, 25 МВт / 100 МВт·ч, блоки по 25 т (а не 35 т, как пишут в соцсетях).
- Технология живёт десятилетиями и не горит, но по деньгам пока проигрывает литию в разы — даже в Китае.
- Для энергосистемы Беларуси реальный инструмент сегодня — промышленные литиевые накопители, а не башни.
- Для дома и бизнеса всё решает литий-железо-фосфатный накопитель: системы накопления энергии для дома и коммерческие СНЭ для предприятий.
Источник: Energy Vault, China Tianying, Energy-Storage.news, pv magazine, CleanTechnica (TFIE Strategy), местная пресса провинции Цзянсу; фото — «Жэньминь жибао» (people.cn); обзор SmartEnergy.