Каждую весну на солнечные фермы по всему миру поступает странная команда: «Прекратить выработку электроэнергии». Государство поощряло установку солнечных панелей, а теперь требует выбрасывать произведённое электричество. Это называется curtailment — ограничение выдачи мощности. Только в Южной Корее в 2022 году таких случаев было 77, и их число стремительно растёт. Ежегодно электричество на десятки миллионов долларов просто исчезает в никуда.
Почему бы не запасти его? Потому что литий-ионные системы накопления энергии (ESS) с 2017 по 2019 год загорались более 30 раз только в Южной Корее. Жители слышат аббревиатуру «ESS» — и сразу протестуют. Страховые премии взлетели, экономическая целесообразность рухнула.
Подведём итог: электричество в избытке, батареи для его хранения горят, фермеры каждую зиму разоряются на отоплении, а удобрения почти полностью импортируются. Четыре проблемы существуют порознь.
А что если одна батарея может решить все четыре одновременно?
Ответ, который Эдисон дал 120 лет назад
В 1901 году Томас Эдисон запатентовал батарею. Железо-никелевую батарею. Никелевый катод, железный анод, электролит — водный раствор гидроксида калия. На водной основе.
Поставьте её рядом с литий-ионной — различия разительны.
| Железо-никелевая | Литий-ионная | |
|---|---|---|
| Пожарный риск | Нулевой. Водный электролит, тепловой разгон невозможен | Органический электролит, тепловой разгон возможен |
| Срок службы | 30–50 лет. Электроды не разрушаются | 10–15 лет. Замена обязательна |
| Перезаряд | Приветствуется. Выделяется водород | Риск взрыва |
| Глубокий разряд | Выдерживает | Повреждение ячеек |
| BMS | Не нужна. Саморегуляция | Обязательна. Поломка = конец |
| Полная стоимость за 30 лет | 0 замен | 2–3 замены |
Недостатки? Тяжёлая, низкая удельная энергоёмкость. Для электромобилей не годится. Но для стационарных крупных ESS? Вес не имеет значения, а места в сельской местности — с избытком. Недостатки исчезают.
В феврале 2026 года исследовательская группа UCLA объявила, что их железо-никелевая батарея, изготовленная методом нанокластерного синтеза, заряжается за секунды и выдерживает 12 000 циклов (более 30 лет). «Просто смешиваешь обычные материалы и нагреваешь», — описали учёные. 120-летняя технология продолжает эволюционировать.
Когда батарея становится водородным заводом
Здесь сюжет совершает поворот.
В Делфтском техническом университете (Нидерланды) разработали технологию под названием Battolyser. Когда железо-никелевая батарея заряжена на 100% и электричество продолжает поступать, вода внутри батареи расщепляется, выделяя водород (H₂) и кислород (O₂). Батарея превращается в электролизёр. В 2023 году в Нидерландах была завершена первая промышленная установка.
Рабочий цикл выглядит так:
День — Избыточная солнечная энергия заряжает батарею. Ночь — Батарея разряжается, электричество продаётся в сеть. (Функция ESS) После полной зарядки — Дополнительная энергия расщепляет воду на водород и кислород. (Функция электролиза)
Литий-ионная ESS только хранит электричество. Battolyser хранит электричество И производит водород — в одном устройстве.
От водорода к удобрениям
Появился водород — открывается следующий этап.
Соедините водород (H₂) с азотом (N₂) из воздуха — получите аммиак (NH₃). Около 80% мирового производства аммиака идёт на удобрения — это основа сельского хозяйства. Мочевина, нитрат аммония, сульфат аммония — всё из аммиака.
Многие страны импортируют практически всё сырьё для удобрений. Мировой кризис мочевины 2021 года наглядно показал уязвимость этой цепочки поставок.
Посчитаем выходы одной системы — их шесть:
- Электричество — продажа в сеть в ночное время
- Водород — сырьё для синтеза аммиака, топливные элементы
- Кислород — аквакультура, медицина, промышленность
- Аммиак — сырьё для удобрений, судовое топливо, раствор мочевины
- Удобрения — прямые поставки на фермы
- Тепло — сбросное тепло батареи (60°C) для обогрева теплиц
Литий-ионная ESS способна только на пункт 1.
«Электричество с моих солнечных панелей производит мои удобрения и обогревает мою теплицу». Полностью замкнутый цикл самообеспечения.
Сезон меняется — меняется и роль
Весна и осень — Выработка электроэнергии на пике. Сезон curtailment. ESS работает на полную мощность, а оставшийся избыток целиком переводится в аммиак и закачивается в крупные резервуары. Цель: curtailment 0%.
Лето — Пик потребления на охлаждение. Разрядка ESS максимизирует доход от продажи электроэнергии. Но с 13:00 до 15:00, когда солнечная генерация максимальна, рыночная цена электричества на дне. Идеальный арбитраж: самое дешёвое электричество производит самый дорогой химикат (аммиак).
Зима — Инсоляции недостаточно. Накопленный с весны аммиак используется как топливо или реформируется для топливных элементов. Сбросное тепло батареи и водородный котёл обогревают теплицы 24 часа в сутки.
Электричество, которое выбрасывали весной, становится теплом зимой. Межсезонный перенос энергии.
Считаем деньги
Полная стоимость за 30 лет
Литий-ионные батареи нужно полностью менять каждые 10 лет. За 30 лет — трижды. Плюс системы пожарного мониторинга, страховые взносы и обслуживание BMS — постоянно.
Железо-никелевой нужна лишь одна замена электролита. Ноль замен модулей. Пожарное оборудование не требуется. BMS не нужна. Начальные капитальные затраты в 1,2–1,5 раза выше, но по совокупной стоимости за 30 лет — выигрывает.
Экономика фермерского хозяйства
| До внедрения | После внедрения | |
|---|---|---|
| Затраты на отопление в год | Высокие (ископаемое топливо) | Снижение на 70–80% |
| Затраты на удобрения в год | Зависимость от импорта | Собственное производство, экономия до 50% |
| Раствор мочевины | Рыночная цена + нестабильность поставок | Местное собственное производство |
Ожидаемая экономия на хозяйство: существенная, с разумным сроком окупаемости.
Почему именно сейчас
Технология уже проверена. Эдисон доказал её в 1901 году, Делфтский университет продемонстрировал промышленный масштаб в 2023-м, UCLA поднял производительность на новый уровень в 2026-м. Осталось масштабирование.
Оптимальная стратегия — не строить гигантский завод с нуля, а собирать модульные Battolyser контейнерного формата, как блоки Lego. Растёт спрос — добавляем модули. Если что-то пойдёт не так — потери ограничены одним модулем.
Дорожная карта в 3 этапа
Этап 1 (1–2 года): Пилотный проект — Установка Battolyser ESS мощностью 1–10 МВт·ч. Сертификация через регуляторную песочницу. Прямая продажа водорода + отопление.
Этап 2 (3–5 лет): Масштабирование — Выход на уровень ГВт·ч. Внедрение модульных установок синтеза аммиака. Консорциум локализации производства.
Этап 3 (5–10 лет): Национальный масштаб и экспорт — Интегрированный экспортный пакет: солнечная энергия + ESS + аммиак + умные теплицы.
Логики для возражений нет
Уникальная особенность этого подхода — нет аргументов против.
Владельцы солнечных ферм избавляются от curtailment. Тепличные хозяйства сокращают затраты на отопление. Жители рядом с ESS перестают бояться пожаров. Экологические организации приветствуют безуглеродное производство удобрений. Продовольственная безопасность получает собственную базу удобрений. Молодёжь получает качественные рабочие места.
Батарея, созданная Эдисоном 120 лет назад. Вода, железо и никель. Не горит, служит 30 лет, а при перезаряде выделяет водород. Из этого водорода делают удобрения. Сбросным теплом обогревают теплицы. Электричество, которое весной выбрасывали, зимой становится теплом.
Технология уже есть. Нужно лишь решение начать.