Что сделано из того же дерева, что и рождественская ёлка, скреплено клеем и изготовлено на шведской фабрике для последующей самостоятельной сборки на месте?
Если вам на ум приходит мебель в плоских упаковках и фрикадельки, вы ошибаетесь. Если вы ответили «деревянная ветряная турбина», вы, наверное, провидец.
По мнению Modvion, шведского стартапа, который только что построил самую высокую в мире деревянную турбину, использование дерева в ветроэнергетике — это будущее. «У неё огромный потенциал», — говорит Отто Лундман, генеральный директор компании, когда мы смотрим вверх на новую турбину, расположенную в нескольких минутах езды от Гётеборга.
До кончика самой высокой лопасти — 150 метров, и мы — первые журналисты, которых пригласили заглянуть внутрь. Генератор мощностью 2 мегаватта на вершине только что начал подавать электричество в шведскую сеть, обеспечивая энергией около 400 домов. Мечта Лундмана и Modvion — поднять дерево и ветер гораздо выше.
Ограничения стали
На горизонте рядом с проектом Modvion вращаются несколько очень похожих друг на друга ветряков.
Ключевым материалом для них, как и для башен почти всех турбин в мире, является сталь, а не дерево. Прочная и долговечная, сталь позволяет строить огромные турбины и ветряные электростанции на суше и в море. Но сталь не лишена своих ограничений, особенно для наземных проектов.
Растёт спрос на более высокие турбины, которые ловят сильный ветер с помощью более мощных генераторов. Но при увеличении их роста диаметр цилиндрических стальных башен для их поддержки тоже должен увеличиваться.
В мире дорожных туннелей, мостов и развязок многие представители ветряной промышленности говорят, что доставка этих огромных металлических конструкций к местам установки турбин превратилась в настоящую головную боль, что фактически ограничивает высоту новых стальных турбин.
Деревянный ветряк или сауна?
Снаружи деревянная турбина Modvion мало чем отличается от своих стальных собратьев. У обеих толстое белое покрытие, защищающее их от внешних воздействий, и лопасти, изготовленные преимущественно из стекловолокна, прикреплённые к генератору, который при вращении вырабатывает электричество. Только когда мы заходим внутрь башни, различия становятся очевидными. Стены отделаны изогнутым необработанным деревом, так что обстановка немного похожа на сауну.
Прочность 105-метровой башни обеспечивается 144 слоями ламинированного шпона, из которых состоят её толстые стены.
Компания Modvion утверждает, что ей удаётся контролировать прочность и гибкость стен через варьирование зернистости каждого из слоёв ели толщиной 3 мм. «Это наш секретный рецепт», — с улыбкой говорит соучредитель компании, бывший архитектор и судостроитель Дэвид Оливегрен.
На заводе, расположенном на окраине Гётеборга, тонкие слои древесины склеиваются и сжимаются вместе, чтобы получились изогнутые секции. Затем эти части доставляются на место, склеиваются в цилиндры, а затем укладываются друг на друга, чтобы получилась башня.
«Дерево и клей — идеальное сочетание, нам это известно уже сотни лет», — говорит Оливегрен. «А поскольку дерево легче [чем сталь], вы можете строить более высокие турбины, используя меньше материала».
Лундман и Оливегрен рассказали мне, что главным преимуществом их турбины является то, что, используя дерево и клей, башни можно строить из небольших, легко транспортируемых модулей. По их словам, это значительно упростит строительство очень высоких башен и доставку их в труднодоступные места.
Однако доктор Максимилиан Шнипперинг, руководитель отдела устойчивого развития Siemens Gamesa, одного из крупнейших в мире производителей турбин, говорит, что большее количество деталей, скорее всего, означает больше грузовиков, больше людей и больше времени для завершения установки. При этом он считает модульную систему «преимуществом», и что деревянные башни могут «прекрасно дополнять» стальные башни. По его словам, усилия Siemens Gamesa направлены на снижение углеродного следа используемой стали.
Внутри башни Modvion мне показывают, как деревянные модули укладываются друг на друга и как они удерживаются стальными фитингами, которые затем приклеиваются на место.
«Промышленность хочет строить турбины с высотой верхушки [лопастей] 300 м, что означает башню высотой 200 м и более. Благодаря модульности вы можете это сделать», — говорит Лундман.
Стальные башни, конечно, тоже могут быть модульными, если эти цилиндры разрезать на более мелкие части, но дополнительные усилия, необходимые для скрепления частей вместе, увеличивают как стоимость, так и техническое обслуживание.
Один из инвесторов Modvion — гигант в области возобновляемой энергетики Vestas. Компания установила больше ветроэнергетических установок по всему миру, чем любая другая.
Ян Хаген, директор по технологиям компании в Северной и Центральной Европе, сказал мне, что они видят «огромный потенциал» на рынке более высоких турбин, и деревянные турбины «особенно хорошо подходят» для этой роли. «Мы считаем интересным сочетание экономически выгодного решения, позволяющего решить проблему транспортировки, и экологичного решения», — говорит Хаген.
Отрицательный углеродный след
Хотя энергия ветра дешевле и чище, чем почти все другие виды выработки электроэнергии, производство стали предполагает использование очень горячих печей и почти всегда сжигание ископаемого топлива. Это означает выбросы CO2 — основной фактор изменения климата.
Modvion утверждает, что использование дерева вместо стали полностью устраняет углеродный след ветряных турбин, делая их углеродно-отрицательными. Это происходит потому, что деревья при жизни забирают углекислый газ из атмосферы, а когда их срубают, углерод сохраняется в древесине. Пока дерево не сгниёт или не будет сожжено, углерод не будет высвобождаться.
На башню турбины Modvion пошло около 200 деревьев. Ели той же породы, что и рождественские ели, и компания утверждает, что их выращивание осуществляется на возобновляемой основе, то есть после их вырубки деревьев сажают ещё больше.
Компания SSE Renewables, один из крупнейших в Великобритании производителей ветряной энергии, сообщила BBC, что знает о работе Modvion и собирается рассмотреть деревянные башни в качестве «альтернативной технологии» по сравнению со стальными. Однако многие проекты SSE находятся на шельфе, куда можно добраться с помощью огромных кораблей, а значит, преимущества модульной транспортировки менее очевидны.
Modvion говорит, что надеется построить ещё одну, ещё более высокую турбину в ближайшее время и, если всё пойдёт хорошо, в 2027 году откроет предприятие, которое будет производить 100 деревянных модульных турбин в год.
«В настоящее время в отрасли строится 20 000 турбин в год», — говорит Лундман. «Мы стремимся к тому, чтобы через 10 лет 10% этих турбин — около 2000 — были деревянными».
