В японии создан альтернативный аккумулятор без риска возгорания
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

В японии создан альтернативный аккумулятор без риска возгорания

Японцы предложили альтернативу Li-Ion-аккумуляторам

В настоящее время самыми популярными аккумуляторами для мобильных устройств остаются литий-ионные. При всех своих преимуществах они имеют много недостатков, таких как уменьшение ёмкости со временем (старение), проявление так называемого эффекта памяти при неправильной эксплуатации, риск воспламенения при нарушении производственного процесса или условий использования. Большая цена, которая особенно чувствуется при необходимости создания ёмкой батареи для электромобиля, также относится к минусам. И хотя многие исследователи неоднократно предпринимали попытки улучшения этих аккумуляторов, всё же назрела необходимость создания принципиально новой технологии. На днях в Сети быстро распространилась информация о молодом стартапе Power Japan Plus, который занимается разработкой аккумуляторов нового типа.

Батареи, предлагаемые японскими изобретателями, будут более ёмкими, безопасными и дешевыми по сравнению с традиционными литиево-ионными аккумуляторами. Кроме того, процесс их зарядки также будет ощутимо более коротким. Компания, которой исполнился всего год, использует углеродный материал для анода и катода и надеется запустить производство новинки уже в текущем году. Издание The Atlantic утверждает, что первая партия объёмом порядка 500-5000 батарей будет выпущена на пилотной линии в Окинаве уже летом.

Традиционный литий-ионный аккумулятор наряду с карбоновым стержнем включает также окись лития. Между анодом и катодом располагается электролит. В литиево-ионной батарее во время разряда ионы лития покидают углерод, также как и электроны. При этом окись металла получает дополнительные ионы и электроны. Во время зарядки к батарее прилагается более высокое напряжение, чем производимое аккумулятором, что заставляет ионы пройти в обратном направлении. Ионы лития мигрируют от катода к аноду. По сути электроны и ионы лития постоянно отделяются от карбонового стержня и возвращаются обратно.

Использование углерода одновременно для анода и катода делает новую батарею безопасной, так как позволяет избавиться от легко воспламеняемой окиси лития. Особенно таких воспламенений боятся производители электромобилей. Полностью углеродный аккумулятор деградирует намного медленнее литий-ионного, утверждают разработчики. Если традиционный аккумулятор имеет жизненный цикл два года, на протяжении которого он выдерживает около 500 циклов зарядки/разрядки, то изобретение Power Japan Plus поддерживает до трёх тысяч таких циклов. Благодаря особенностям химических реакций в такой батарее, длительность её зарядки можно сократить в 20 раз. Отказ от окиси лития ведёт также к удешевлению батареи. С точки зрения экологии, полностью углеродный аккумулятор также предпочтительнее литий-ионного и намного легче утилизируется.

На самом деле идея полностью углеродного аккумулятора не нова и разрабатывается японцами с 70-х годов прошлого столетия. Около 6-7 лет тому назад ученые Университета Куйсю (Kyushu University) начали работу над нанотехнологией и совершенствованием углеродного материала, что позволило повысить ёмкость таких батарей. Power Japan Plus, по сути, занимается коммерциализацией достижений упомянутого выше университета, хотя и работает над дальнейшим улучшением свойств углеродного материала (свою разработку она называет Carbon Complex). Интересно, что разработку катода доверили уважаемому эксперту в этой области Канаме Такее (Kaname Takeya), который является создателем катодов для Toyota Prius и Tesla Model S.

На сегодняшний день стартап включает всего восемь человек. Одной из главных задач является поиск источников финансирования для налаживания массового производства. Многие стартапы, предлагавшие новые аккумуляторные технологии, испытывали значительные трудности в поисках инвесторов, из-за чего их деятельность затухала. Дело в том, что для масштабирования производства батарей требуется много времени и огромные вложения. Но Power Japan Plus утверждает, что её батареи могут выпускаться на уже существующем оборудовании, поэтому ей требуется меньше денежных средств для старта. Первые модели будут нацелены на медицинское оборудование и спутниковую отрасль, где ключевым требованием является безопасность. Позже Power Japan Plus планирует охватить рынок аккумуляторов для электромобилей. И только после успеха в этих отраслях мы можем надеяться на появление полностью углеродных батарей в наших любимых гаджетах. Так что ждать ещё осталось долго.

Время литий-ионных ИБП: пожароопасность или безопасный шаг в будущее?

После публикации статьи «ИБП и батарейный массив: куда ставить? Да подожди ты» было много комментариев по поводу опасности Li-Ion решений для серверных и ЦОД. Поэтому сегодня попробуем разобраться, в чём отличия промышленных решений на литии для ИБП от батарейки в вашем гаджете, как отличаются условия эксплуатации батарей в серверной, почему в телефоне Li-Ion батарея служит не более 2-3 лет, а в ЦОДе эта цифра возрастёт до 10 и более лет. Почему риски возгорания лития в ЦОД/серверной минимальны.

Да, аварии на батареях ИБП возможны вне зависимости от типа накопителей энергии, а вот миф «пожароопасности» промышленных решений на литии не соответствует действительности.

Ведь многие видели тот ролик с возгоранием телефона c литиевым аккумулятором в движущейся по шоссе машине? Итак, посмотрим, разберёмся, сравним…

Здесь видим типичный случай неконтролируемого самонагрева, теплового разгона батареи телефона, приведшего к такому инциденту. Вы скажете: ВОТ! Это всего лишь телефон, в серверную поставит такое только сумасшедший!

Уверен, изучив данный материал, читатель изменит свою точку зрения по этому вопросу.

Текущая ситуация на рынке ЦОД

Ни для кого не секрет, что строительство ЦОД – это долгосрочное капиталовложение. Цена только инженерного оборудования может составлять 50% от стоимости всех капитальных затрат. Горизонт окупаемости – примерно 10-15 лет. Закономерно возникает желание снизить полную стоимость владения на всём жизненном цикле ЦОД, а попутно ещё и уплотнить инженерное оборудование, максимально освободив площади под полезную нагрузку.

Оптимальное решение – промышленные ИБП новой итерации на базе Li-Ion аккумуляторов, которые уже давно избавились от «детских болезней» в виде пожароопасности, некорректных алгоритмов заряда-разряда, обросли массой защитных механизмов.

С увеличением мощностей вычислительного и сетевого оборудования растёт спрос на ИБП. Одновременно увеличиваются требования ко времени автономной работы от аккумуляторных батарей в случае проблем с централизованным электроснабжением и/или сбоями при запуске резервного источника питания в случае применения/наличия ДГУ.

Основных причин, на наш взгляд, тут две:

  1. Стремительный рост объёмов обрабатываемой и передаваемой информации
    Например, новый пассажирский самолёт Boeing
    787 Dreamliner за один полёт генерирует более 500 гигабайт информации, которую
    нужно сохранить и обработать.
  2. Рост динамики потребления электрической энергии. Несмотря на общий тренд снижения энергопотребления ИТ-оборудования, снижения удельного потребления энергии электронными компонентами.

По данным сайта expert.ru, суммарное количество введённых в эксплуатацию стойко-мест составляет более 20 тыс. «Число запущенных в эксплуатацию стойкомест у 20 крупнейших провайдеров услуг ЦОД в 2017 году увеличилось на 3% и достигло 22,4 тысячи (данные на 1 октября 2017 года)», – говорится в отчёте CNews Analytics. По оценкам консалтинговых агентств, к 2021 году прогнозируется увеличение стойкомест до 49 тысяч. То есть, за два года реальная ёмкость ЦОД может увеличиться в два раза. С чем это связано? В первую очередь, с ростом объёма информации: как хранимой, так и обрабатываемой.

Кроме облаков к точкам роста игроки причисляют развитие ЦОД-мощностей в регионах: они являются единственным сегментом, где сохраняется запас для развития бизнеса. По данным IKS-Consulting, в 2016 году на регионы пришлось только 10% всех предлагаемых на рынке ресурсов, в то время как столица и Московская область заняли 73% рынка, а Санкт-Петербург и Ленинградская область – 17%. В регионах продолжает сохраняться дефицит на ресурсы дата-центров с высокой степенью отказоустойчивости.

К 2025 году, согласно прогнозам, общий объём данных в мире увеличится в 10 раз по сравнению с 2016 годом.

Всё-таки, насколько безопасен литий для ИБП серверной или ЦОД?

Недостаток: высокая стоимость Li-Ion решений.
Цена литий-ионных АКБ всё ещё остаётся высокой по сравнению со стандартными решениями. По оценкам компании SE начальные расходы для мощных ИБП свыше 100 кВА для Li-Ion решений будут выше в 1,5 раза, но в конечном итоге экономия на владении составит 30-50%. Если провести сравнения с военно-промышленным комплексом других стран, то вот новость о запуске в эксплуатацию японской подводной лодки с Li-Ion батареями. Довольно часто в подобных решениях применяют литий-железо-фосфатные батареи (на фото- LFP) ввиду относительной дешевизны и большей безопасности.

Литиево-ионные аккумуляторы также весят меньше, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, поэтому проект подводной лодки типа Soryu пришлось несколько переработать для сохранения балластировки и остойчивости.

В Японии созданы и доведены до эксплуатационного состояния два типа литиево-ионных аккумуляторных батарей: литий-никель-кобальт-алюминий-оксидная (NCA) производства компании GS Yuasa и литий-титанатная (LTO) производства корпорации Toshiba. Японский флот будет использовать батареи типа NCA, при этом, согласно Кобаяси, Австралии для использования на подводных лодках на основе типа Soryu в недавнем тендере были предложены батареи типа LTO.

Читать еще:  Кондиционер из холодильника своими руками

Зная трепетное отношение к безопасности в стране Восходящего Солнца, можно предположить, что вопросы безопасности лития у них решены, протестированы и сертифицированы.

Вот тут и разберёмся с целью публикации, так как мнения о безопасности данных решений существуют диаметрально противоположные. Но это всё лирика, а что у нас с конкретными промышленными решениями?

Вопросы безопасности мы уже рассматривали в нашей cтатье, но ещё раз остановимся на этом вопросе. Обратимся к рисунку, где рассматривался уровень защиты модуля и ячейки LMO/NMC аккумулятора производства Samsung SDI и используемой в составе ИБП Schneider Electric.
Химические процессы были рассмотрены в статье пользователя LadyN Как взрываются литий-ионные аккумуляторы. Попробуем разобраться в возможных рисках в нашем конкретном случае и сопоставить с многоуровневой защитой в ячейках Samsung SDI, являющихся составной частью готовой Li-Ion стойки Type G в составе комплексного решения на базе Galaxy VM.

Начнём с общего случая блок-схемы рисков и причин возгорания литий-ионной ячейки.

А покрупнее? Фото кликабельно.

  1. стадия 1 (Onset). Нормальная работа ячейки, когда градиент нарастания температуры не превышает 0,2 гр.С в минуту, а сама температура ячейки не превышает 130-200 гр.С в зависимости от химической структуры ячейки;
  2. стадия 2, разогрев (Acceleration). На этом этапе температура повышается, градиент роста температуры стремительно увеличивается, происходит активное выделение тепловой энергии. В общем случае этот процесс сопровождается выделением газов. Избыточное газовыделение должно быть компенсировано срабатыванием предохранительного клапана;
  3. стадия 3, тепловой разгон (Runaway). Нагрев аккумулятора свыше 180-200 градусов. При этом материал катода вступает в реакцию диспропорционирования и выделяет кислород. Это и есть уровень теплового разгона, так как в этом случае может возникнуть смесь горючих газов с кислородом, что вызовет самовозгорание. Однако этот процесс в некоторых случаях может быть управляемым, читай – при изменении режима внешних факторов тепловой разгон в ряде случаев прекращается без фатальных последствий для окружающего пространства. Исправность и работоспособность самой литиевой ячейки после этих событий не рассматривается.


Температура теплового разгона зависит от размера ячейки, конструкции ячейки и материала. Температура теплового разгона может варьироваться от 130 до 200 градусов цельсия. Время теплового разгона может быть разным и составлять минуты, часы или даже дни…

А что у нас с ячейками типа LMO/NMC в литий-ионных ИБП?

А покрупнее? Фото кликабельно.

– Для предотвращения соприкосновения анода с электролитом используется керамический слой в составе ячейки (SFL). Блокировка перемещения ионов лития происходит при 130 гр.С.

– В дополнение к защитному вентиляционному клапану, применяется система защиты от перезаряда (Over Charge Device,OSD), работающая в паре с внутренним предохранителем и отключающая повреждённую ячейку, не давая довести процесс теплового разгона до опасных значений. Причём срабатывание внутренней системы OSD будет раньше, при достижении давления 3,5кгс/см2, то есть, вполовину меньше, чем давление срабатывания защитного клапана ячейки.

К слову сказать, предохранитель ячейки сработает при токах свыше 2500 А за время не более 2 секунд. Предположим, градиент температуры достиг показания 10 гр.С/мин. За 10 секунд ячейка успеет добавить к своей температуре около 1,7 градуса, находясь в режиме разгона.

– Трёхслойный сепаратор в ячейке в режиме перезаряда обеспечит блокирование перехода ионов лития на анод ячейки. Температура блокирования составляет 250 гр.С.

Теперь посмотрим, что у нас с температурой ячейки; сопоставим, на каких этапах происходит срабатывание разных видов защит на уровне ячейки.

— система OSD – 3,5+-0,1 кгс/cм2 Ваше мнение на предмет безопасности и применяемости промышленных решений на Li-Ion технологиях?

В японии создан альтернативный аккумулятор без риска возгорания

Учёные из Стэнфордского университета разработали умные литий-ионные аккумуляторы, которые способны заблаговременно предупреждать о возможности перегрева и возгорания.

В последние годы люди начали сомневаться по поводу безопасности литий-ионных аккумуляторов из-за ряда инцидентов. Так, батареи воспламенились на борту самолёта Boeing 787 Dreamliner в аэропорту Хитроу в 2013 году, а также в автомобилях Tesla Model S, причём причины возгораний до сих пор не были определены.

В 2006 году корпорация Sony отозвала миллионы литий-ионных батарей после десятка жалоб о возгорании ноутбуков. Компания заявила, что в процессе производства едва заметные металлические примеси попали внутрь аккумуляторов, в результате чего и происходило короткое замыкание.

Новая технология, по сути, предназначена для использования в рядовых литий-ионных батареях, которые в настоящее время используются в миллиарде мобильных телефонов, ноутбуков и других электронных устройств, а также во многих автомобилях и самолётах.

«Наша цель заключается в создании системы раннего предупреждения, которая в итоге поможет спасти имущество и жизнь, – рассказывает профессор материаловедения и инженерии И Цуй (Yi Cui). – Система способна обнаружить проблемы, которые возникают по мере нормального функционирования аккумулятора, однако это не относится к механическим повреждениям, которые являются следствием аварий или каких бы то ни было происшествий».

Ежегодно в мире продаются сотни миллионов компьютеров и мобильных устройств, но вероятность того, что именно купленная вами вещь окажется бракованной – одна на миллион. «Мы хотели бы снизить шансы возгорания батареи до одного случая на миллиард или даже до нуля», — продолжает Цуй.

Что же сделали специалисты Стэнфорда? Типичный литий-ионный аккумулятор состоит из двух плотно прижатых электродов – углеродного анода и металлического катода из оксида лития – разделяет их ультратонкий полимерный сепаратор, который удерживает электроды от соприкосновения друг с другом. Если он повреждён, в батарее может произойти короткое замыкание, что приведёт к воспламенению горючего электролитического раствора, по которому двигаются ионы лития.

Сепаратор изготовлен из того же материала, что используется при производстве пластиковых бутылок, пишут авторы исследования. Это пористая структура, так что ионы лития могут течь между электродами.

Производственные дефекты (например, частицы посторонней пыли или металла, которые могут случайно попасть в сепаратор и вызвать короткое замыкание), также могут вызвать возгорание, если батарея заряжается слишком быстро или же если её температура слишком низкая.

«Перезарядка приводит к тому, что ионы лития застревают на аноде и накапливаются, образуя цепочки так называемых дендритов, – объясняет Цуй. – Дендриты могут проникнуть в пористый сепаратор и в конечном итоге соприкоснуться с катодом, вызывая короткое замыкание. В последние пару лет мы постоянно думали о необходимости создания умного разделителя, который сможет обнаружить предвестников короткого замыкания до того, как дендриты достигнут катода».

Наращивание дендритов, скорее всего, происходит во время зарядки, а не во время фазы использования аккумулятора и разрядки.

Чтобы решить эту проблему Цуй и его коллеги покрыли одну сторону полимерного сепаратора нанослоем меди, что создало новый третий электрод между анодом и катодом.

Медный слой действует как сенсор, который позволяет измерить разницу напряжений между анодом и сепаратором, рассказывают учёные. Когда дендриты по мере роста достигают медного покрытия (то есть преодолевают половину пути), напряжение на нём падает до нуля. Это позволяет узнать, что дендриты выросли, и предупреждает о том, что батарея должна быть удалена прежде, чем дендриты достигнут катода и спровоцируют короткое замыкание.

Читать еще:  Wi-fi антенна дальнего действия

Таким образом, как только пользователь телефона получает сообщение, что напряжение упало до нуля, это означает, что батарея нуждается в срочной замене.

Путём измерения электрического сопротивления между сепаратором и катодом учёные могут точно определить, где конкретно дендриты уже прокололи медный проводник. Расположение крошечных дефектов было подтверждено после наблюдений за дендиритами под микроскопом.

Группа Цуя отмечает, что данная технология может быть также использована в цинковых, алюминиевых и других металлических аккумуляторах.

Толщина медного покрытия – всего 50 нанометров, что примерно в 500 раз тоньше, чем сам сепаратор. Добавление этого тонкого проводящего слоя не изменит срок службы аккумулятора, однако существенно увеличит безопасность. И чем больше батарея, тем важнее разработка подобных систем. Например, сейчас уже многие электромобили оснащены литий-ионными аккумуляторами, взрыв которых может привести к трагическим последствиям.
Источник: Вести

Япония вводит режим чрезвычайной ситуации

В связи с пандемией коронавируса правительство Японии вводит со вторника режим чрезвычайной ситуации. Такое решение было принято впервые в послевоенной истории Японии, и произошло это после того, как в Токио за сутки было зафиксировано рекордное число заболевших. На фоне выходящих из пандемии Китая и Южной Кореи третья экономика мира выглядит слабым звеном региона. Учитывая это, премьер Японии Синдзо Абэ в понедельник анонсировал масштабный пакет антикризисных мер, общая стоимость которого — около 20% от годового ВВП страны.

Несмотря на звучавшие с февраля призывы властей Японии к руководству частных компаний перевести своих сотрудников на удаленную работу, нация трудоголиков и корпоративной коллективистской культуры до последнего не воспринимала эту инициативу со всей серьезностью. По данным опроса, проведенного в конце прошлой недели оператором социальной сети LINE, граждане стали чаще мыть руки, но на удаленную работу перешли лишь 5,6% опрошенных. Кроме того, лишь 32,8% респондентов сообщили, что стали соблюдать необходимую социальную дистанцию и не разговаривать друг с другом на близком расстоянии.

В результате власти решили пойти на жесткие меры и впервые в истории послевоенной Японии вводят режим чрезвычайной ситуации. Он будет иметь свою специфику. С одной стороны, объявление режима ЧС позволит властям на местах требовать от граждан не выходить на улицу, отказываться от массовых мероприятий, соблюдать требования гигиены. С другой стороны, никаких QR-кодов для выхода на улицу, штрафов и других карательных мер за невыполнение этих предписаний не предусмотрено: расчет сделан на традиционную дисциплинированность японцев. В понедельник премьер Японии Синдзо Абэ заверил: «В отличие от зарубежных стран, закрытия городов не будет». При этом об общенациональном локауте речь не идет — режим ЧС затронет столичный регион Токио и шесть префектур.

Премьер-министр Японии Синдзо Абэ (крайний слева) во время встречи по ситуации с коронавирусом

Неожиданное для Японии введение режима ЧС предопределила неутешительная статистика: ситуацию взорвали последние данные о распространении коронавируса, обнародованные в минувшее воскресенье. В Токио, лидирующем по числу зараженных (более 1 тыс. человек), в этот день были зафиксированы 143 случая заражения — новый суточный рекорд с начала пандемии. В префектуре Осака, промышленном центре страны, в воскресенье был выявлен 21 новый случай, а общее число заразившихся превысило четыре сотни человек.

Ситуация накалилась еще больше после того, как министр юстиции Масако Мори сообщила об угрозе массового заражения, возникшей в тюрьме второго по величине города Осака, где коронавирус был обнаружен у одного из надзирателей (в этой тюрьме содержатся более 1 тыс. заключенных, за которыми следят более 500 надзирателей и служащих). Возникла необходимость избежать критической ситуации, аналогичной ранее возникшей на борту круизного судна Diamond Princess: многие пассажиры заразили друг друга, пока лайнер стоял на карантине у японских берегов. В результате власти пошли на экстренные меры, в реализации которых были задействованы подразделение сухопутных сил и армейские врачи. Заболевший коронавирусом надзиратель и 40 заключенных, с которыми он общался, помещены на карантин в одиночных камерах. На домашнюю самоизоляцию переведены около 120 других сотрудников тюрьмы.

В отличие от Южной Кореи, где изначально упор был сделан на раннее диагностирование и ежедневно проводились десятки тысяч тестов, в Японии анализы на коронавирус проводят только тем, у кого появились подозрительные симптомы. Возможно, именно поэтому по общему числу заболевших Япония находится далеко от лидеров — согласно последним официальным данным Минздрава, в стране более 3,6 тыс. случаев заражения и 84 смерти от коронавируса (не считая 712 заразившихся и 11 умерших пассажиров Diamond Princess). Между тем, как сообщает агентство Kyodo, в случае неблагоприятного сценария развития пандемии в Токио и других городах может возникнуть нехватка больничных коек.

Как Китай возвращается к жизни после карантина

Примечательно, что нежелание японских властей повторять опыт стран, изначально сделавших ставку на массовое тестирование, спровоцировало напряженность в отношениях Токио с ключевым союзником — Вашингтоном, обеспечивающим безопасность страны в соответствии с договором 1960 года. В понедельник японские власти выразили недоумение в связи с заявлением посольства США, которое подвергло Токио критике за недостаточную, по мнению американской стороны, работу по ранней диагностике коронавирусной инфекции.

«Мы действуем в строгом соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения. Некоторые указывают на то, что тестов проводится мало, однако в Японии немного и умерших от заражения новым коронавирусом»,— заявил на пресс-конференции в Токио генсек кабинета министров Ёсихидэ Суга. Ранее на сайте американской дипмиссии в Токио было размещено заявление, в котором говорилось, что оценить масштабы заражения в Японии трудно, поскольку власти страны не проводят массовые тесты на коронавирус. В связи с этим посольство США призвало американских граждан начать подготовку к эвакуации из страны.

На этом фоне командующий военным контингентом США в Японии генерал-лейтенант Кевин Шнайдер в понедельник объявил о введении режима ЧС для дислоцированных в регионе Канто американских военных. «Обеспечение безопасности каждого, кто связан с вооруженными силами США в Японии, является нашим приоритетом»,— пояснил он. Напомним, что в регион Канто входят Токио и прилегающие к ней префектуры, где находится ряд стратегических военных объектов США, включая военно-воздушную базу Йокота.

На сообщения о готовящихся новых мерах немедленно отреагировала японская иена — ее курс по отношению к мировым валютам в понедельник продолжал снижаться.

Осознавая тяжесть последствий эпидемии, премьер Абэ в понедельник анонсировал беспрецедентный по своим масштабам пакет антикризисных экономических мер. Его стоимость — 108 трлн иен ($989 млрд), что эквивалентно около 20% ВВП страны. Средства, в частности, пойдут на поддержку бизнеса и денежные выплаты тем, чьи доходы резко сократились из-за ограничительных мер в связи с пандемией.

Коронавирус-2020 в мире

Последние данные о распространении и ущербе от заболевания — в хронике “Ъ”

Чем для Японии обернулся отказ от АЭС

Япония, отказавшись от АЭС и пожив в каменно-угольном веке, снова возвращается к атомной энергетике

«Экологическое чудо» Японии оказалось не долгим. Внедрять наиболее экологические газовые электростанции не позволяют шефы из США. И приходится японцам добывать электричество из угля и снова запускать свои взрывоопасные АЭС.

Япония снова предаёт цивилизацию и обращается к атомному монстру

Автор – Сергей Савчук

Энергетическая ситуация в Японии достаточно стремительно меняется. Как мы уже писали, ставшая после Фукусимы “лидером экологического рывка” и отказавшаяся от атомной энергии страна внезапно начала развивать угольную. Чем очень расстроила всех борцов за экологию.

Однако это еще не все.

Катер береговой охраны у АЭС Такагама в Японии. Архивное фото

Но сначала небольшая справка. Япония – государство островное. Климат в целом очень близок к нашему дальневосточному, только чуть мягче. Это очень важно, так как именно на отопление, горячее водоснабжение и электрогенерацию уходит львиная доля ресурсов и мощностей любой страны, где средняя температура не позволяет круглогодично ходить в шортах. Этим же фактором объясняется еще один ключевой параметр – характер распределения населения и его плотность. Наиболее густо заселены центральные и южные префектуры. Северные же регионы страны, те же Хоккайдо и Аомори, если не пустуют, то плотность населения там ниже в пять-шесть раз. Если же на карту населенности Страны восходящего солнца наложить карту электрических сетей, то они вполне совпадут. Начиная с юга и далее к центру – плотность и мощность линий электропередачи максимальная. В среднем здесь обеспечивают передачу энергии ЛЭП мощностью свыше 500 мегаватт каждая. А вот если пойти далее по ходу проводов на север, то мы увидим, что в префектурах Иватэ и Акита уже всего по одной магистрали мощностью менее 275 мегаватт. Хоккайдо же с основной частью страны соединяет и вовсе один-единственный энергомост постоянного тока мощностью 250 мегаватт.

Читать еще:  Какой домашний кинотеатр купить

История и ресурсы

Имея территорию большую, чем Германия или Великобритания, Япония, к ее огромному сожалению, даже близко не сравнится к ними по объемам полезных ископаемых. Более-менее нормально дела обстоят только с рудными залежами. Островитяне добывают ртуть, золото, серебро, цинк, свинец, хром, медь, марганец и железо. Были разведаны некоторые – отнюдь не громадные – запасы угля. По счастливой случайности большинство угольных шахт расположено как раз на густонаселенном юге. Наиболее известное место, где японцы вели добычу угля, это, конечно же, остров-призрак Хашима. Промышленные работы там велись всего лишь пять лет, с 1969-го по 1974 год, но за это время в шахте успело погибнуть около двух тысяч человек. Среди прочих самыми крупными угольными предприятиями считались шахты Hokutan Yūbari, Mitsui Ashibetsu и Mitsui Sunagawa. На рубеже 60-70-х годов Япония начала массовый переход на более современные виды топлива, что вызвало закрытие угольных шахт. Не минула чаша сия и Хашиму, сейчас это один из наиболее мрачных городов-призраков, где в черных коробках бывших шахтерских общежитий гуляет морской ветер.

Разрушенные дома на острове Хашима

Отметим, что Япония в самом деле совершила энергетическое чудо – в начале 70-х страна массово стала вводить в строй еще довольно экзотичные в то время атомные электростанции, да столь успешно, что именно наличие этих сверхсложных инфраструктурных объектов и принесло островному государству славу лидера мировой технической гонки. Именно в Японии расположены две самые мощные АЭС мира: “Фукусима” мощностью 8,8 гигаватта (первое место) и “Касивадзаки-Карива” (7,9 гигаватта и вторая мировая строчка).

Что касается нефти и газа, то их запасы в пределах территорий и вод Японии имеются – но тоже незначительные. На сегодня открыто около двухсот нефтегазовых месторождений, из которых примерно 150 сконцентрировано в районе острова Хонсю. Там же вскрыты запасы урана. Нужно отметить: средняя глубина залегания нефти составляет около трех километров, что вкупе с небольшими балансными запасами делает добычу довольно дорогой. Поднимаемые объемы углеводородов незначительны.

Тем не менее Страна восходящего солнца умудрилась найти тот тончайший баланс, при котором она даже при почти тотальной зависимости от внешних поступлений умудрялась расти и развиваться. Так было ровно до марта 2011 года.

После катастрофы на “Фукусиме-1” и “Фукусиме-2”, где в аварийном режиме была произведена холодная остановка реакторов, Япония из энергетического магната одним махом стала “нищенкой”.

АЭС “Фукусима-1” в Японии

Дела сегодняшние

В итоге сегодня наши восточные соседи, имея мощную промышленность, вынуждены практически полностью обеспечивать себя энергетическими ресурсами путем импорта, то есть покупая нефть и газ за границей. Япония является одним из ведущих импортеров всех видов топлива. Ежегодно только одного угля она покупает в объеме около 190 миллионов тонн, что составляет, для сравнения, половину всего добываемого в России угля. Япония же является вторым в мире импортером нефтепродуктов: ежедневно ее промышленность и население “съедают” 4,5 миллиона баррелей нефти. Основными поставщиками традиционно являются Саудовская Аравия (31%) и ОАЭ (25%). Санкции, наложенные США на Иран, кстати, не сильно порадовали японцев, ведь персы поставляют им каждый десятый импортный баррель. Такую же долю имеет и российский импорт.

Нефть – это, конечно, хорошо, но жизнь промышленности сильнее всего поддерживает природный газ. Япония сегодня покупатель номер один СПГ в мире. Только за 2017 год японцы закупили за границей 83,63 миллиона тонн сжиженного газа, что обошлось казне в зубодробительные 35,6 миллиарда долларов.

Рост объемов поставок при этом за год, по сравнению с 2016-м, вырос на полпроцента, а расходы, учитывая мировые скачки цен на газ, – сразу на 19 процентов.

В общем, до “Фукусимы” японская энергетика приносила в казну почти 50 миллиардов долларов чистой прибыли в год. Закупая энергоресурсы, японцы чрезвычайно грамотно их использовали, перерабатывали и конвертировали в электроэнергию, которую и продавали на экспорт. После аварии этот финансовый показатель сразу же уехал на аналогичную сумму в минус. То есть начиная с 2011 года Япония не зарабатывала, а уже просто тратила на закупку ресурсов и замещение выпавших атомных мощностей 50 миллиардов в год. Осмелимся предположить, что японский Минфин был не в восторге от таких цифр.

Стоит ли тут удивляться, что, выведя из эксплуатации все свои АЭС и имея дефицит генерации в четверть от собственных потребностей, Япония вернулась к углю, презрев недовольство мирового зеленого лобби? Уже к 2030 году страна будет располагать более чем сорока новейшими угольными ТЭС, под это дело утверждена и профинансирована соответствующая госпрограмма.

Но несчастье, постигшее островитян, обернулось не только вновь вспыхнувшей любовью к углю. Наши соседи рывком увеличили доли других типов энергогенерации. Резко пошли в гору объемы производства на базе солнечной и геотермальной энергии. Сегодня по последнему показателю Япония занимает третье место в мире – на ее территории успешно работают сразу 18 геотермальных станций.

Сотрудники АЭС “Такагама” в Японии

Перспективы

Чтобы понять, что происходит в энергетике Японии сейчас и почему, нужно уяснить один простой, но фундаментальный факт. Япония в принятии даже жизненно важных решений довольно зависима от некоторых внешних игроков. Вернее, от одного.

Так, выведя из эксплуатации для дополнительной проверки все свои АЭС, японцы могли бы быстро заместить потерянные мощности природным газом, который можно было поставлять из России. Проект магистрального газопровода с Сахалина уже давно разработан совместно с РАН.

Но японцам реализовать этот проект просто не разрешили. И даже нарастить импорт угля им позволили из одной конкретной страны. Существует крайне занятный, но мало упоминаемый в нашей прессе документ, в котором прямо сказано, что возрождение угольной отрасли этой страны будет вестись за счет активного наращивания экспорта, то есть благодаря деньгам иностранных покупателей. Документ называется “America‘s First Energy Plan“.

Что будет дальше с энергетическим сектором Японии, мы прогнозировать не возьмемся. Однако факты говорят, что с нынешней ситуацией японцы долго мириться не намерены. Согласно заявлению японского Института энергетической экономики, уже до конца этого года в стране введут обратно в стройсразу семь энергоблоков на собственных АЭС. В эту минуту в Японии уже работает пятьэнергоблоков и буквально в ближайшие недели будет осуществлен запуск третьего и четвертого блоков на АЭС “Такагама”. Прогнозируется, что эти мероприятия позволят возместить сразу 65,6 ТВт*ч электроэнергии, что равно семи процентам общегосударственного производства. Параллельно это будет означать экономию до 4,5 миллиарда долларов.

Таким образом, похоже, радость шестилетней давности от появления на планете “первой экологичной сверхдержавы” можно окончательно сдавать в архив. Реальность вносит свои коррективы.

Каковы подводные камни атомной энергетики?

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector