Топливные элементы: перезагрузка

Что же, пришло и их время! Компания Redox Power Systems LLC вместе с исследователями из Мэрилендского университета (США) продвигает на рынок PowerSERG 2-80, он же просто «Куб», ибо на вид это действительно куб с габаритами 1×1×1,3 м (д×ш×в). А по сути, это революция.

Весит «Куб» 340 кг, имеет мощность 80 кВт (4,25 кг/кВт) и работает на обычном природном газе, то есть в принципе может быть установлен везде, где сумеет запуститься обычный напольный газовый котел, с той только разницей, что ему не очень-то нужна вытяжная труба, а подвод/отвод воды минимален.

Впрочем, почему только метан? Это ведь лишь у текущей версии. Разработчики уверяют, что «Куб» будет прекрасно трудиться на пропане (там, где нет трубопроводов и СПГ), солярке и авиационном керосине. При этом шум обещают в 47 дБ на расстоянии в один метр — что чуть тише разговора граждан, находящихся на 3-метровой дистанции, или повседневных звуков обычного тихого двора. При всё том установку предлагается размещать за пределами жилой части помещения (подвал, эксплуатируемая крыша etc.) — из обычных для США соображений газовой безопасности, причём особой защиты от непогоды и дополнительной теплоизоляции не потребуется.

Цифры в названии означают, что одна модульная установка в зависимости от цены (и количества пластин) может выдать мощность от 2,5 до 80 кВт без изменения габаритов. Для 80 кВт КПД установки равен 60%, что вровень или даже выше, чем у лучших крупномасштабных комбинированных парогазовых решений, применяемых сегодня в большой энергетике. Кроме того, в теории «Куб» может быть использован для отопления (отводя тепло от охлаждающего контура), что, если верить производителю, даёт общий КПД по тепло- и электрогенерации порядка 80%.

Что внутри? Квадраты со стороной 10 см и толщиной в миллиметр, представляющие собой керамический электролит. Цена? «Благодаря более высокой энергоотдаче на один топливный элемент цена будет вдесятеро ниже, чем у нынешних топливных элементов (за киловатт мощности)», — уверяют разработчики. Ну а начать продажи системы они обещают в 2014 году.

Вам кажется, что этого мало? Не спешите. Конкурент в лице Bloom Box Energy Server при мощности каждого «сервера» в 100 кВт стоит по $700–800 тыс., да ещё и весит 11 тонн (110 кг/кВт), а шум даёт (на 1,7 м) в 70 дБ — как автомагистраль! Как видим, преимущества PowerSERG 2-80 налицо, но стоимость за киловатт-час всё равно будет приличной, и даже 2,5 кВт вряд ли будут стоить тысячу или полторы тысячи долларов.

Тем не менее на фоне имеющихся решений в сегменте автономного энергоснабжения это достижение, и не малое. При одном «но»: если не подкачает стабильность работы. Не секрет, что eBay, Google, Wal-Mart, FedEx, The Coca-Cola Company, Bank of America уже купили себе Bloom Box Energy Server'ы, но те, работающие при полновесной тысяче градусов (как минимум в случае eBay), однажды уже менялись через полгода с небольшим (только пластинки топливных элементов, а не вся махина). До старта запланированных на начало 2014 года продаж PowerSERG 2-80 трудно сказать, будет ли его надёжность выше или ниже, чем у уже действующей системы. Однако меньшая рабочая температура теоретически намекает на более высокую надёжность.

Конечно, хочется спросить ещё об общем ресурсе: когда отравление не даст топливным элементам работать? На этот вопрос ответа пока нет, хотя расчётный ресурс конкурентов «равен 10 годам». Тем не менее сроки окупаемости системы явно будут ниже, и существенно: в Калифорнии сейчас киловатт-час стоит порядка 14 центов, в то время как Bloom Box Energy Server даёт электричество за 8–10 центов/кВт·ч (правда, не совсем ясно, как в цене учитывается амортизация). В то же время у её установок электрический КПД равен лишь 50%, а не 60%, как у потенциального мэрилендского конкурента.

Если заявления мэрилендцев и Redox Power Systems LLC отвечают действительности, а ресурс не уступает конкурентным схемам, их система может здорово выбить из колеи американскую энергетику уже в ближайшие годы и практически наверняка вызовет живейший интерес у тамошних военных.