Осталось узнать, почему в вашем эльфийском мире «аккумуляторы — хороший бэкап», а не «термоядерная энергетика на He-3 сделает возобновляемую генерацию ненужным хламом».
Попробую угадать: потому что одно уже доказанно работает, производится активными и предсказуемыми темпами, и вопрос стоит только за нужным объёмом, а другое существует только в теории, сложно, дорого, трудномасштабируемо и отложено минимум лет на 20 от настоящего момента — а то и все 40. Получат на каком-нибудь DEMO первый окупаемый выхлоп в 2048 году (это официальный роадмап), и сразу — вжух! — в считанные дни по всему миру расцветут токамаки, как когда-то АЭС, а до того времени как-нибудь дотерпим на угле и газе, ведь они вечны и бесплатны. /s
Все мечтательные измышления насчёт термояда ничем не отличаются от хвалебных песен из советских и американских радиоприёмников 40–50-х годов, когда все думали, что сейчас на ядерных движках всюду будем кататься и энергия станет слишком дешёвой, чтобы её считать (реальные утверждения тогдашних учёных и энергетиков, кстати). Что имеем в итоге: в 1989 году атомная энергетика полностью встала. Сегодня её доля в мировом производстве энергии — меньше 5%. В то же время доля возобновляемых источников (не считая ГЭС) каждые пять лет увеличивается вдвое и уже через год сравняется с долей АЭС. Как вы думаете, почему?
Примерно за пять лет, если бросить все мощности только на это. Возможно, быстрее.
Однако аргумент изначально некорректный. Есть и другие возобновляемые и условно возобновляемые источники, почти не зависимые от погоды и времени суток (биореакторы, ГЭС...), плюс никто не мешает в крайнем случае импортировать электроэнергию из ближайших профицитных стран, как в Европе и делают.
В идеале суточный минимум должен достигаться за счёт постоянной и предсказуемой выработки (ГЭС/АЭС/биореакторы), а остальное — добираться из ветра/солнца/волн/земли и резервироваться в аккумуляторах. Это достижимо; принципиальных барьеров — нет. Вероятнее всего примерно к такому раскладу развитые страны лет через 30 и придут.
Я согласен, что, когда кто-то погибает, или получает увечья, это плохо, но в чём такая дикая ценность детей? Чем они лучше взрослых?
Если очень кратко — потенциалом и оставшейся продолжительностью жизни.
Такой подход с точки зрения логики со всех сторон правилен: без лишнего груза животное будет быстрее бежать, вполне вероятно, что хищник успокоится доставшимся ему детёнышем, выжившая самка сможет сделать ещё детёныша, если бы самка каким-либо образом пожертвовала собою, сохранив при этом жизнь детёнышу, детёныш без матери всё равно бы погиб от голода и/или другого хищника.
Человечество всю свою историю добивалось (и таки в целом добилось) того, чтобы его детёныш в такой ситуации не погиб, и в этом — большая разница. Естественный отбор к человечеству неприменим в принципе.
ТЭС тоже, в общем-то. Маневрирование возможно лишь в принципе, но не свободно ни разу, и не очень выгодно экономически.
хотя бы десятикратный избыток «зелёных» мощностей
Почему десятикратный, а не, скажем, трёхкратный или пятидесятикратный?
И провал по планам снижения выбросов CO2.
Планы снижения вообще-то ставят целью 40% к 2020 году, 55% к 2030 и так до 95% к 2050 относительно уровня выбросов 1990. Даже до первой промежуточной цели ещё два с половиной года как бы, так что разговоры о провале сильно преждевременны. Я думаю, как раз за эти ближайшие 2,5 года у нас появится шанс взглянуть на потенциал новой парадигмы энергетики, ориентированной на запасающие мощности (сиречь высокоёмкие промышленные аккумуляторы) в роли основного фактора маневрирования.
При этом надо понимать, что в 90-ом, после падения Берлинской стены, средние показатели выбросов очень сильно снизились из-за упадка производства на восточной стороне, и всё это время планам по снижению выбросов необходимо было плыть против непрерывного естественного увеличения выбросов ввиду роста производства. В этом ракурсе то, что выбросы со временем хоть как-то снижаются, уже хорошо. В России только растут, например, и официальные данные явно не учитывают коррупционную составляющую (типа когда на весь город едкие запахи и цветные облака, а по документам всё «в пределах допустимых норм»).
Правильно. Это важная часть того, что я называю экономическим контекстом.
У кажущейся дешевизны российской энергетики есть два очень важных фактора. Первый: используемая инфраструктура работает не до истечения срока амортизации, как в нормальных странах, а преимущественно на убой. То есть тупо пока не сломается, зачастую обрушив часть сети, как это принято (я до сих пор помню, как в 2005-м году шёл в институт пешком из-за неработающего метро). Это уменьшает сиюминутные траты на её использование, но повышает риски, которые не окупаются в случае сколь-либо значимой аварии.
Второй фактор — неучтённые экстерналии. Это более заметно, например, в промышленных городах, где из-за повышенного загрязнения, во-первых, возрастает нагрузка на медицинскую инфраструктуру и социальные выплаты, во-вторых, снижается процент работоспособного населения, в-третьих, снижается мотивация к работе (и на конкретном производстве, а в принципе) и приток новых кадров; начинают расти алкоголизм, преступность; это тянет за собой увеличение издержек на охрану правопорядка… В итоге производство остаётся номинально дешёвым, но по факту обходится экономике региона заметно дороже из-за массы логически связанных с ним негативных внешних факторов.
При нынешних темпах деградации энергетики эта кажущаяся дешевизна энергии сойдёт на нет к тому моменту, как окончательно износится инфраструктура советских времён, и её придётся менять повсеместно, чего так не хотят делать управляющие компании. Эта финансовая нагрузка неизбежно ляжет на плечи населения, и тарифы начнут расти уже не на 15–17% в год, как сейчас, а на 20–40% — а то и выше.
В развитых странах на это ответ простой: ввести налог на выбросы, компенсировав среднюю величину равнозначным снижением налоговой нагрузки на производства в целом. Самые грязнули вынуждены платить больше или искать способы снизить выбросы, и в итоге останавливаются на какой-то эффективной с точки зрения рентабельности величине. Сегодняшней России, однако, это не поможет из-за повсеместной коррупции, поэтому нужно начинать с независимых судов и чистки верхушки исполнительной власти — обратите внимание, как изначально экологическая проблема перетекает в экономическую, а оттуда — в политическую плоскость, как бы грустно это ни было. Так что голосуйте, друзья, голосуйте.
Я согласен с тезисом, что АЭС начали закрывать слишком рано, и всяко стоило начать с угля. Но, строго говоря, в альтернативной энергетике хуже, чем сейчас, уже не будет. Будут расти и запасающие мощности, и независимость от погоды, которые со временем сгладят графики. Радикальные шаги неизбежно подстёгивают прогресс в этой области. Это примерно так же, как было в освоении космоса в 60–70-е — да, капризы власти, да, очень дорогие, но в исторической перспективе все остались довольны достигнутым.
В Н-1 тоже была заложена такая возможность. Не помогло.
Ложная корреляция. С Н-1 была целая уйма проблем, большая часть которых была допущена ещё на этапе НИОКР — нехватка времени, нехватка средств, общая рассогласованность… Ну и технологии, простите, полувековой давности. Это сейчас почти всё можно дёшево и быстро смоделировать на сервере, а в реальных условиях телеметрия каждый чих моментально отслеживает.
F9, впрочем, без одного движка уже успешно летал, да и статистика отказа у Merlin 1D — менее 3%, что более чем достойно. Если коэффициент отказоустойчивости FH будет сопоставим с F9, то волноваться точно не за что.
Я имею в виду, не окажется ли так, что даже если покрыть всю береговую линию приливными станциями и задействовать все резервы по геотермальной энергетике, этой энергии будет нехватать?
С тамошней плотностью населения — скорее нет, чем да. Особенно что касается геотермальных источников, которые не ограничены береговой линией, графиком приливов/отливов и движением льдов (чем успешно пользуется, например, Исландия, покрывающая таким образом почти 100% своих энергетических нужд). Ветряки, впрочем, тоже никто не отменял.
а у россиян есть деньги и желание платить за энергию как немцы?
Рассмешили! Россиян никто не спрашивает. Поэтому тарифы на электроэнергию с 2000 года выросли больше, чем в десять (!) раз, и все с причмокиванием проглотили и вновь дружно проголосовали за любимую партию и президента. Заметьте: эти повышения, в отличие от немецких, были не в обмен на улучшения в экологии или в чём-нибудь ещё — они произошли просто от балды, в несколько раз перекрыв темпы инфляции. А о том, чтобы кто-то жителям ещё и приплачивать мог за потребление, как было недавно в той же Германии, вообще никто не заикается.
Вопрос стоит немного по-другому: россиянам, как и всем остальным нациям, рано или поздно придётся перейти на возобновляемые источники. И потому, что невозобновляемые (по определению) закончатся, и потому, что экономика активно работает против них, и потому, что человечество уже в полушаге от границы экологического коллапса, и она, как назло, невидимая. Что лучше: сделать неизбежный шаг, пока дела ещё не совсем плохи, или подождать, пока станут совсем? Ответ, как мне кажется, очевиден, и развитые страны всячески проявляют готовность и наращивают процент возобновляемых источников в своей энергетике — даже насквозь промышленный Китай, которому плевать на всё, но который при этом бежит впереди планеты всей по темпам установки новых солнечных ферм.
Оно то работает, только в Германии чуть-ли не самая дорогая энергия в Европе.
Во-первых, сравнения, вырванные из экономического контекста, никакого смысла не имеют. Во-вторых, вы наблюдаете ложную корреляцию. Вот два линка в помощь: раз, два. Можно найти более свежие источники, но мне лень. Просто выпишите несколько стран с долей возобновляемых источников выше 80% и посмотрите цену киловаттчаса. Для затравки можно начать с Норвегии, где в целом жизнь дороже, а собственных ресурсов — меньше, чем в Германии,.
Знаю только что даже авиамодельные батареи которые выдают токи до 60С заряжают максимум током в 2-3С.
Вот поэтому я рано или поздно таки напишу о батареях. Вкратце: умный контроллер зарядки + терморазвязка батареи способны увеличить скорость зарядки в несколько раз за счёт динамической регулировки напряжения и силы тока. По этому принципу работает, в частности, Qualcomm Quick Charge. В автомобилях подобные технологии работают гораздо лучше из-за активного охлаждения и врождённой «многоканальности».
а этой энергии хватит на работу промышленности и отопление?
При нынешних задействованных мощностях — очевидно, нет; если построить новые станции, то — да. Конечно, пока хватает старых, новые строить не будут.
а что с инсоляцией этих пустынь? Думаю, всё печально.
Всё норм, не волнуйтесь. :) Полно мест, где никто не живёт, а инсоляция всего вдвое ниже, чем в Сахаре, но выше, чем в любом районе той же Германии или Бельгии, например, где весьма активно смотрят в сторону запитывания, в частности, ж/д-путей от солнечных ферм, проложенных вдоль маршрута.
а есть реальные наработки или Вы предполагаете, экстраполируя имеющиеся данные? Чтобы зарядить «Теслу» за 5 минут нужна мощность: 80кВт*ч\(1\12)=960 кВт. Если использовать 380 — вольтовую сеть, сила тока составит 2525А.
Тут несколько моментов. Во-первых, с нуля до 100% электромобили не заряжают. Рабочий диапазон — 20–80%, т. е. всего 60% полного бака за раз. Сама Тесла рекомендует заряжать до 100% только перед длительными путешествиями, чтобы не насиловать батарею. Это же справедливо и для мобильных устройств, к слову.
Во-вторых, сейчас изыскания идут в сторону роста напряжения (см., например CCS и грядущие Tesla Supercharger v3), поскольку так можно увеличить мощность, не перегружая кабели и соединения; сила тока же вряд ли превысит 400 А в обозримом будущем. На самом деле сейчас скорость упирается даже не в кабели, а в способность батарей выдерживать такие режимы зарядки (в первую очередь не перегреваясь, хотя есть и другие факторы). Но это то, что в английском языке называется teething problems — проблемы, актуальные лишь на начальных этапах развития. Химия и терморазвязка аккумуляторов в электромобилях постепенно меняется, и лет через десять может поменяться кардинально.
После 10 лет за рулем начинаешь спинным мозгом чувствовать, что вот «эта машина странно едет»
Но это же вполне статистическое наблюдение, нет? «Машина едет не так, как едут 99.(9)% других машин в такой ситуации». Поддаётся анализу и вполне успешно интегрируется с ИИ. Причём у робота восприятие подобных штук не будет зависеть от усталости, настроения и т. п.
Пока номинально третий, но уже идёт подготовка к четвёртому. А всё потому, что в Конституции это прописано так, что можно исхитриться и прочитать: «нельзя больше двух сроков подряд, а общее их число ничем не ограничено». Этим и пользуются.
Бл, случайно нажал ctrl+r вместо ctrl+t, пока писал… Полчаса набора текста коту под хвост. :(
очистка лития и кобальта, производство электролитов. Плюс утилизация отработавших
Насколько более грязные эти процессы? Как минимум утилизация, насколько мне известно, чище новой добычи.
не зря ведь даже на маленьких батареях для мобильников написано «не выбрасывать в мусорку». А тут гигантские батареи на целый город, например.
Гигантские потому и не выбрасывают. :) Их утилизация, как правило, субсидирует замену. И это правильно.
Никакие технологии не позволяют снимать больше киловатта с квадратного метра. А земля недешёвая.
Это она в городе и других интересных местах недешёвая. В глуши — почти бесплатная (посмотрите, во сколько обходится Китаю освоение наших территорий). Однако «альтернатива» хороша тем, что может использоваться на уже занятых территориях. Классический пример — крыши, более неожиданный — поверхность водоёмов. В Японии в прошлом, что ли, году построили солнечную ферму на промышленном водохранилище. В море можно расширить КПД за счёт энергии волн.
Как Вы будете снабжать энергией, скажем, Магадан?
У Магадана, как и остального Дальнего Востока, проблемы с альтернативной энергетикой нет — они, емнип, уже не одно десятилетие используют геотермальные и приливные электростанции, плюс всегда доступны ветряки (пусть даже безлопастные). Я бы скорее беспокоился за, скажем, Норильск или районы к востоку от него. Там, скорее всего, возобновляемые источники энергии даже если и заменят углеводородные, то всё равно будут дороже атомных. Но с атомными есть другая проблема — их слишком накладно ставить в регионах со сверхнизкой плотностью населения. Так что — да, от ветряков никуда не деться.
Прокладывать сверхпроводящие магистрали с Сахары?
У нас своих пустынь и степей достаточно, как мне кажется. :) Их тоже можно использовать с выгодой, даже если сегодня она минимальна. Вполне возможно, что вести ЛЭП из Сахары было бы ещё менее выгодно. Лучше уж тогда из Монголии.
Согласно оценкам министерства энергетики США для обеспечения населения Земли возобновляемой энергией нужно занять менее половины процента суши. Для сравнения, по разным оценкам около 12–15% суши считаются обитаемой территорией (включая с/х угодья, территории промышленных и военных объектов и т. п.). Так что свободное место точно есть.
в космосе Солнце светит с одинаковой интенсивностью всегда
Да, но на ГСО не ведут провода. Фундаментальная проблема производства энергии на орбите заключается в огромной стоимости установленной мощности (минимум на порядок выше, чем на поверхности) и ничтожном КПД доставки этой энергии обратно на поверхность; она пока не решена даже в теории, и плотность топлива тут не спасает. Поэтому даже если мы сможем добывать на порядок больше солнечной энергии в космосе, чем на поверхности, экономически оправданное ей применение останется там же — в космосе. В противном случае эта затея не сможет окупиться как минимум до тех пор, пока мы не исчерпаем теоретические пределы КПД межпланетных двигателей или не изобретём телепортацию. Пока не понятно, возможно ли это в принципе, но лет через 20–25, думаю, узнаем.
вот тут не понял
Сейчас, чтобы получить максимальную выгоду от чужого автомобиля, требуется угнать и продать весь автомобиль — а это не очень эффективно. А если в автомобиле будет размещена чушка, которая сама по себе стоит дороже золота и помещается в дамскую сумочку, весь преступный мир будет сосредоточен на том, как эффективнее её из автомобиля выпиливать. Соответственно, возрастут расходы на страховку и физическую защиту от взлома топливного отсека. Чтобы принципиально решить эту проблему, нужно, чтобы взламывать автомобиль было себе дороже. Значит, либо нужно, чтобы энергия в ячейке стоила сильно дешевле (тогда на её фоне сильно выделятся страховые риски), либо чтобы её там было меньше (что, конечно, лишило бы такое авто основного конкурентного преимущества).
Ну, впрочем, и так очевидно, что в качестве топлива для автомобилей это довольно сомнительный вариант — слишком опасно и принципиально не дешевле прямой схемы «розетка — аккумулятор». Заправки уже в обозримом будущем будут не сильно дольше похода в туалет по-маленькому, так что переживания насчёт пробега от одной зарядки отпадут сами собой.
Один из наиболее «грязных» видов промышленности. Лучше уж по старинке, газов да углём топить ТЕЦы.
Чем же он более грязный, чем добыча и отходы от сжигания углеводородов? Расскажите поподробнее.
Да и лития не Земле не так уж и много.
Это миф. Серьёзно. Лития на планете навалом, в аккумуляторах его 1-2% по весу, и он при использовании не улетает в атмосферу и океан, а остаётся доступным для полной и относительно недорогой рециркуляции. Куда хуже всё с кобальтом, но его не успеют вычерпать до перехода на более эффективную химию.
Я, может, в обозримом будущем напишу статью об аккумуляторах и нынешнем состоянии дел. Там много всего нового и интересного происходит, и широкая публика даже на общетехнических ресурсах вообще почти не в курсе, как оно на самом деле.
Безусловно, «альтернатива» раньше выйдет на самоокупаемость раньше, чем термояд, но его не похоронит.
Самоокупаемость — лишь полдела (возобновляемые источники давно на неё вышли). Если она будет оставаться выгоднее, то в лучшем для термояда случае задвинет его в такую нишу, где использовать возобновляемые источники в промышленных масштабах будет невозможно (под водой, под землёй...). Иначе зачем использовать то, что не выгодно?
Есть основания считать, что к решению значительной части энергетических задач вся эта экзотика банально опоздает: разместить солнечную панель или отражатель на поверхностях всего подряд — зданий, транспортных остановок, парковок, магазинов — и подключить это добро к батареям становится дешевле год от года. Стоимость литий-ионных батарей упала примерно в пять раз за шесть лет (сейчас штурмует отметку $200/кВт-ч), стоимость киловатта установленной мощности фотогальваники — примерно так же (сейчас уже <$3/Вт до налоговых вычетов, включая стоимость установки), похожий спад стоимости демонстрируют ветряки, и эти тенденции удешевления пока лишь ускоряются. Учёные исследуют способы встраивать фотогальванические элементы в солнцезащитное покрытие для окон небоскрёбов и расширять КПД панелей за счёт кинетического (дождь, град) и химического (раствор солей в осадках) взаимодействия. То есть почти весь частный сектор и значительная часть производства уже в следующем десятилетии точно сможет выйти на энергетическое самообеспечение. Транспорт за ближайшие лет 20, пока термояд одуплит, уже станет преимущественно электрическим; следовательно, энергетическая инфраструктура для него к этому моменту тоже образуется за счёт наиболее дешёвых источников энергии. А какие источники у нас дешевеют быстрее всего? Ну и т. д. В итоге мест, где нельзя обойтись тем, что сейчас называется «альтернативой», с каждым годом становится всё меньше. Успеет ли термояд и подобные ему технологии?
Например, в теории, XeF2 можно преобразовать сжатием в XeF8 и получить невероятно энергоемкое топливо, «маленького куба которого хватит автомобилю на весь срок эксплуатации».
Ну вы же понимаете, что эта энергия, перед тем, как запастись в химическом соединении, тоже откуда-то берётся — и вовсе не бесплатно. И для использования в транспорте её всё равно придётся конвертировать в электричество и на выходе реакции загонять либо в аккумуляторы, либо в ионисторы. А значит, с вероятностью, близкой к 100%, эти фторидксеноновые ячейки постигнет такая же участь, что и водородные ячейки сегодня. А именно: их суммарный КПД (а следовательно, цена энергозатрат) фундаментально проигрывает безводородной схеме, которая пропускает все промежуточные энергопреобразования и логистику. Потому что в этой цепочке то, что относится к электричеству и многоразовым энергоносителям, постоянно дешевеет и становится более эффективным, а то, что относится непосредственно к водороду, — почти нет (и это фундаментальная беда потребляемых химических носителей).
Однако даже если мы пофантазируем и представим, что в легковом автомобиле можно запасти >500 мВт-ч химической энергии «раз и навсегда», стоимости энергии необходимо будет упасть минимум на два порядка, чтобы избежать превращения автомобиля в функциональный эквивалент банкомата на колёсах (что повлечёт дополнительные издержки на страховку, защиту от физических повреждений и пр.). Если такое удешевление произойдёт, то авантюра с орбитальным производством потеряет экономический смысл. Если не произойдёт, то экономического смысла лишится покупка автомобиля, заправленного на 30–40 лет вперёд (кроме совсем уж нишевых и вовсе не бюджетных моделей).
В чём лично вы видите преимущества и практическую разницу между условным фторидксеноном 22-го века и водородом 21-го в качестве топлива для личного или общественного транспорта, если не секрет?
если изобрести эффективный способ производства этого вещества, можно бы его производить прямо на орбите, используя практически бесконечную солнечную энергию
В общем, опять приходим к тому, что нужно использовать солнечную энергию (кто не удивлён, тот — я), но выполнить при этом кучу сложных гипотетических условий и городить сильно удорожающий производство огород. Если что-то можно в промышленных масштабах производить на Земле, то это будет гарантированно дешевле произвести на Земле, потому что затраты на логистику, промежуточные преобразования и связанные риски ничем и никак не окупаются. Доставить естественным путём и использовать солнечный свет на Земле дешевле, чем забросить фабрику на орбиту и постоянно летать туда-сюда с сырьём и продукцией. :)
«Альтернативная» энергетика вполне способна выдавать энергию on demand, если подвести к ней накопительные мощности — промышленные аккумуляторы. Они же решают проблему ночного перепроизводства в классической энергетике. Это реализуемо уже сегодня, и уже начинает применяться. Дело стоит лишь за объёмами производства аккумуляторов, но эта проблема уже решается (см. Gigafactory и её аналоги) — и решается куда быстрее, чем термояд и другие мифические технологии.
На самом деле, что касается конкретно термояда, то у него гораздо больше шансов так и остаться где-то во влажных мечтах энергетиков, чем у активно развиваемых ныне «альтернативных» технологий. Потому что рабочая ТЯЭС с промышленными объёмами выхлопа будет реализована хорошо если лет через 25–30 (!!!), а некоторые другие технологии уже сегодня стоят дешевле, масштабируются легче и возводятся быстрее. За то время, что строится одна ТЯЭС, можно всю округу утыкать ветряками и фотогальваникой такой же установленной мощности — и при том дешевле. Солнечную панель или ветряк вообще можно установить на крыше чего угодно, и они не требуют подключения к общей сети. Точка выхода на самообеспечение у этих технологий наступит раньше, чем будет готов даже демонстрационный реактор синтеза.
Орбитальные электростанции — вообще самая нелепая идея. Сконвертировать тот же самый свет несколько раз, потеряв по пути до половины изначальной энергии, чтобы всё равно спускать его вниз лучом через атмосферу, запускать каждую новую ферму дорогущими ракетами… Никогда в жизни это не окупится.
Попробую угадать: потому что одно уже доказанно работает, производится активными и предсказуемыми темпами, и вопрос стоит только за нужным объёмом, а другое существует только в теории, сложно, дорого, трудномасштабируемо и отложено минимум лет на 20 от настоящего момента — а то и все 40. Получат на каком-нибудь DEMO первый окупаемый выхлоп в 2048 году (это официальный роадмап), и сразу — вжух! — в считанные дни по всему миру расцветут токамаки, как когда-то АЭС, а до того времени как-нибудь дотерпим на угле и газе, ведь они вечны и бесплатны. /s
Все мечтательные измышления насчёт термояда ничем не отличаются от хвалебных песен из советских и американских радиоприёмников 40–50-х годов, когда все думали, что сейчас на ядерных движках всюду будем кататься и энергия станет слишком дешёвой, чтобы её считать (реальные утверждения тогдашних учёных и энергетиков, кстати). Что имеем в итоге: в 1989 году атомная энергетика полностью встала. Сегодня её доля в мировом производстве энергии — меньше 5%. В то же время доля возобновляемых источников (не считая ГЭС) каждые пять лет увеличивается вдвое и уже через год сравняется с долей АЭС. Как вы думаете, почему?
Однако аргумент изначально некорректный. Есть и другие возобновляемые и условно возобновляемые источники, почти не зависимые от погоды и времени суток (биореакторы, ГЭС...), плюс никто не мешает в крайнем случае импортировать электроэнергию из ближайших профицитных стран, как в Европе и делают.
В идеале суточный минимум должен достигаться за счёт постоянной и предсказуемой выработки (ГЭС/АЭС/биореакторы), а остальное — добираться из ветра/солнца/волн/земли и резервироваться в аккумуляторах. Это достижимо; принципиальных барьеров — нет. Вероятнее всего примерно к такому раскладу развитые страны лет через 30 и придут.
Если очень кратко — потенциалом и оставшейся продолжительностью жизни.
Человечество всю свою историю добивалось (и таки в целом добилось) того, чтобы его детёныш в такой ситуации не погиб, и в этом — большая разница. Естественный отбор к человечеству неприменим в принципе.
ТЭС тоже, в общем-то. Маневрирование возможно лишь в принципе, но не свободно ни разу, и не очень выгодно экономически.
Почему десятикратный, а не, скажем, трёхкратный или пятидесятикратный?
Планы снижения вообще-то ставят целью 40% к 2020 году, 55% к 2030 и так до 95% к 2050 относительно уровня выбросов 1990. Даже до первой промежуточной цели ещё два с половиной года как бы, так что разговоры о провале сильно преждевременны. Я думаю, как раз за эти ближайшие 2,5 года у нас появится шанс взглянуть на потенциал новой парадигмы энергетики, ориентированной на запасающие мощности (сиречь высокоёмкие промышленные аккумуляторы) в роли основного фактора маневрирования.
При этом надо понимать, что в 90-ом, после падения Берлинской стены, средние показатели выбросов очень сильно снизились из-за упадка производства на восточной стороне, и всё это время планам по снижению выбросов необходимо было плыть против непрерывного естественного увеличения выбросов ввиду роста производства. В этом ракурсе то, что выбросы со временем хоть как-то снижаются, уже хорошо. В России только растут, например, и официальные данные явно не учитывают коррупционную составляющую (типа когда на весь город едкие запахи и цветные облака, а по документам всё «в пределах допустимых норм»).
У кажущейся дешевизны российской энергетики есть два очень важных фактора. Первый: используемая инфраструктура работает не до истечения срока амортизации, как в нормальных странах, а преимущественно на убой. То есть тупо пока не сломается, зачастую обрушив часть сети, как это принято (я до сих пор помню, как в 2005-м году шёл в институт пешком из-за неработающего метро). Это уменьшает сиюминутные траты на её использование, но повышает риски, которые не окупаются в случае сколь-либо значимой аварии.
Второй фактор — неучтённые экстерналии. Это более заметно, например, в промышленных городах, где из-за повышенного загрязнения, во-первых, возрастает нагрузка на медицинскую инфраструктуру и социальные выплаты, во-вторых, снижается процент работоспособного населения, в-третьих, снижается мотивация к работе (и на конкретном производстве, а в принципе) и приток новых кадров; начинают расти алкоголизм, преступность; это тянет за собой увеличение издержек на охрану правопорядка… В итоге производство остаётся номинально дешёвым, но по факту обходится экономике региона заметно дороже из-за массы логически связанных с ним негативных внешних факторов.
При нынешних темпах деградации энергетики эта кажущаяся дешевизна энергии сойдёт на нет к тому моменту, как окончательно износится инфраструктура советских времён, и её придётся менять повсеместно, чего так не хотят делать управляющие компании. Эта финансовая нагрузка неизбежно ляжет на плечи населения, и тарифы начнут расти уже не на 15–17% в год, как сейчас, а на 20–40% — а то и выше.
В развитых странах на это ответ простой: ввести налог на выбросы, компенсировав среднюю величину равнозначным снижением налоговой нагрузки на производства в целом. Самые грязнули вынуждены платить больше или искать способы снизить выбросы, и в итоге останавливаются на какой-то эффективной с точки зрения рентабельности величине. Сегодняшней России, однако, это не поможет из-за повсеместной коррупции, поэтому нужно начинать с независимых судов и чистки верхушки исполнительной власти — обратите внимание, как изначально экологическая проблема перетекает в экономическую, а оттуда — в политическую плоскость, как бы грустно это ни было. Так что голосуйте, друзья, голосуйте.
Я согласен с тезисом, что АЭС начали закрывать слишком рано, и всяко стоило начать с угля. Но, строго говоря, в альтернативной энергетике хуже, чем сейчас, уже не будет. Будут расти и запасающие мощности, и независимость от погоды, которые со временем сгладят графики. Радикальные шаги неизбежно подстёгивают прогресс в этой области. Это примерно так же, как было в освоении космоса в 60–70-е — да, капризы власти, да, очень дорогие, но в исторической перспективе все остались довольны достигнутым.
Ложная корреляция. С Н-1 была целая уйма проблем, большая часть которых была допущена ещё на этапе НИОКР — нехватка времени, нехватка средств, общая рассогласованность… Ну и технологии, простите, полувековой давности. Это сейчас почти всё можно дёшево и быстро смоделировать на сервере, а в реальных условиях телеметрия каждый чих моментально отслеживает.
F9, впрочем, без одного движка уже успешно летал, да и статистика отказа у Merlin 1D — менее 3%, что более чем достойно. Если коэффициент отказоустойчивости FH будет сопоставим с F9, то волноваться точно не за что.
С тамошней плотностью населения — скорее нет, чем да. Особенно что касается геотермальных источников, которые не ограничены береговой линией, графиком приливов/отливов и движением льдов (чем успешно пользуется, например, Исландия, покрывающая таким образом почти 100% своих энергетических нужд). Ветряки, впрочем, тоже никто не отменял.
Рассмешили! Россиян никто не спрашивает. Поэтому тарифы на электроэнергию с 2000 года выросли больше, чем в десять (!) раз, и все с причмокиванием проглотили и вновь дружно проголосовали за любимую партию и президента. Заметьте: эти повышения, в отличие от немецких, были не в обмен на улучшения в экологии или в чём-нибудь ещё — они произошли просто от балды, в несколько раз перекрыв темпы инфляции. А о том, чтобы кто-то жителям ещё и приплачивать мог за потребление, как было недавно в той же Германии, вообще никто не заикается.
Вопрос стоит немного по-другому: россиянам, как и всем остальным нациям, рано или поздно придётся перейти на возобновляемые источники. И потому, что невозобновляемые (по определению) закончатся, и потому, что экономика активно работает против них, и потому, что человечество уже в полушаге от границы экологического коллапса, и она, как назло, невидимая. Что лучше: сделать неизбежный шаг, пока дела ещё не совсем плохи, или подождать, пока станут совсем? Ответ, как мне кажется, очевиден, и развитые страны всячески проявляют готовность и наращивают процент возобновляемых источников в своей энергетике — даже насквозь промышленный Китай, которому плевать на всё, но который при этом бежит впереди планеты всей по темпам установки новых солнечных ферм.
Во-первых, сравнения, вырванные из экономического контекста, никакого смысла не имеют. Во-вторых, вы наблюдаете ложную корреляцию. Вот два линка в помощь: раз, два. Можно найти более свежие источники, но мне лень. Просто выпишите несколько стран с долей возобновляемых источников выше 80% и посмотрите цену киловаттчаса. Для затравки можно начать с Норвегии, где в целом жизнь дороже, а собственных ресурсов — меньше, чем в Германии,.
Вот поэтому я рано или поздно таки напишу о батареях. Вкратце: умный контроллер зарядки + терморазвязка батареи способны увеличить скорость зарядки в несколько раз за счёт динамической регулировки напряжения и силы тока. По этому принципу работает, в частности, Qualcomm Quick Charge. В автомобилях подобные технологии работают гораздо лучше из-за активного охлаждения и врождённой «многоканальности».
При нынешних задействованных мощностях — очевидно, нет; если построить новые станции, то — да. Конечно, пока хватает старых, новые строить не будут.
Всё норм, не волнуйтесь. :) Полно мест, где никто не живёт, а инсоляция всего вдвое ниже, чем в Сахаре, но выше, чем в любом районе той же Германии или Бельгии, например, где весьма активно смотрят в сторону запитывания, в частности, ж/д-путей от солнечных ферм, проложенных вдоль маршрута.
Тут несколько моментов. Во-первых, с нуля до 100% электромобили не заряжают. Рабочий диапазон — 20–80%, т. е. всего 60% полного бака за раз. Сама Тесла рекомендует заряжать до 100% только перед длительными путешествиями, чтобы не насиловать батарею. Это же справедливо и для мобильных устройств, к слову.
Во-вторых, сейчас изыскания идут в сторону роста напряжения (см., например CCS и грядущие Tesla Supercharger v3), поскольку так можно увеличить мощность, не перегружая кабели и соединения; сила тока же вряд ли превысит 400 А в обозримом будущем. На самом деле сейчас скорость упирается даже не в кабели, а в способность батарей выдерживать такие режимы зарядки (в первую очередь не перегреваясь, хотя есть и другие факторы). Но это то, что в английском языке называется teething problems — проблемы, актуальные лишь на начальных этапах развития. Химия и терморазвязка аккумуляторов в электромобилях постепенно меняется, и лет через десять может поменяться кардинально.
Но это же вполне статистическое наблюдение, нет? «Машина едет не так, как едут 99.(9)% других машин в такой ситуации». Поддаётся анализу и вполне успешно интегрируется с ИИ. Причём у робота восприятие подобных штук не будет зависеть от усталости, настроения и т. п.
Насколько более грязные эти процессы? Как минимум утилизация, насколько мне известно, чище новой добычи.
Гигантские потому и не выбрасывают. :) Их утилизация, как правило, субсидирует замену. И это правильно.
Это она в городе и других интересных местах недешёвая. В глуши — почти бесплатная (посмотрите, во сколько обходится Китаю освоение наших территорий). Однако «альтернатива» хороша тем, что может использоваться на уже занятых территориях. Классический пример — крыши, более неожиданный — поверхность водоёмов. В Японии в прошлом, что ли, году построили солнечную ферму на промышленном водохранилище. В море можно расширить КПД за счёт энергии волн.
У Магадана, как и остального Дальнего Востока, проблемы с альтернативной энергетикой нет — они, емнип, уже не одно десятилетие используют геотермальные и приливные электростанции, плюс всегда доступны ветряки (пусть даже безлопастные). Я бы скорее беспокоился за, скажем, Норильск или районы к востоку от него. Там, скорее всего, возобновляемые источники энергии даже если и заменят углеводородные, то всё равно будут дороже атомных. Но с атомными есть другая проблема — их слишком накладно ставить в регионах со сверхнизкой плотностью населения. Так что — да, от ветряков никуда не деться.
У нас своих пустынь и степей достаточно, как мне кажется. :) Их тоже можно использовать с выгодой, даже если сегодня она минимальна. Вполне возможно, что вести ЛЭП из Сахары было бы ещё менее выгодно. Лучше уж тогда из Монголии.
Согласно оценкам министерства энергетики США для обеспечения населения Земли возобновляемой энергией нужно занять менее половины процента суши. Для сравнения, по разным оценкам около 12–15% суши считаются обитаемой территорией (включая с/х угодья, территории промышленных и военных объектов и т. п.). Так что свободное место точно есть.
Да, но на ГСО не ведут провода. Фундаментальная проблема производства энергии на орбите заключается в огромной стоимости установленной мощности (минимум на порядок выше, чем на поверхности) и ничтожном КПД доставки этой энергии обратно на поверхность; она пока не решена даже в теории, и плотность топлива тут не спасает. Поэтому даже если мы сможем добывать на порядок больше солнечной энергии в космосе, чем на поверхности, экономически оправданное ей применение останется там же — в космосе. В противном случае эта затея не сможет окупиться как минимум до тех пор, пока мы не исчерпаем теоретические пределы КПД межпланетных двигателей или не изобретём телепортацию. Пока не понятно, возможно ли это в принципе, но лет через 20–25, думаю, узнаем.
Сейчас, чтобы получить максимальную выгоду от чужого автомобиля, требуется угнать и продать весь автомобиль — а это не очень эффективно. А если в автомобиле будет размещена чушка, которая сама по себе стоит дороже золота и помещается в дамскую сумочку, весь преступный мир будет сосредоточен на том, как эффективнее её из автомобиля выпиливать. Соответственно, возрастут расходы на страховку и физическую защиту от взлома топливного отсека. Чтобы принципиально решить эту проблему, нужно, чтобы взламывать автомобиль было себе дороже. Значит, либо нужно, чтобы энергия в ячейке стоила сильно дешевле (тогда на её фоне сильно выделятся страховые риски), либо чтобы её там было меньше (что, конечно, лишило бы такое авто основного конкурентного преимущества).
Ну, впрочем, и так очевидно, что в качестве топлива для автомобилей это довольно сомнительный вариант — слишком опасно и принципиально не дешевле прямой схемы «розетка — аккумулятор». Заправки уже в обозримом будущем будут не сильно дольше похода в туалет по-маленькому, так что переживания насчёт пробега от одной зарядки отпадут сами собой.
Чем же он более грязный, чем добыча и отходы от сжигания углеводородов? Расскажите поподробнее.
Это миф. Серьёзно. Лития на планете навалом, в аккумуляторах его 1-2% по весу, и он при использовании не улетает в атмосферу и океан, а остаётся доступным для полной и относительно недорогой рециркуляции. Куда хуже всё с кобальтом, но его не успеют вычерпать до перехода на более эффективную химию.
Я, может, в обозримом будущем напишу статью об аккумуляторах и нынешнем состоянии дел. Там много всего нового и интересного происходит, и широкая публика даже на общетехнических ресурсах вообще почти не в курсе, как оно на самом деле.
Самоокупаемость — лишь полдела (возобновляемые источники давно на неё вышли). Если она будет оставаться выгоднее, то в лучшем для термояда случае задвинет его в такую нишу, где использовать возобновляемые источники в промышленных масштабах будет невозможно (под водой, под землёй...). Иначе зачем использовать то, что не выгодно?
Есть основания считать, что к решению значительной части энергетических задач вся эта экзотика банально опоздает: разместить солнечную панель или отражатель на поверхностях всего подряд — зданий, транспортных остановок, парковок, магазинов — и подключить это добро к батареям становится дешевле год от года. Стоимость литий-ионных батарей упала примерно в пять раз за шесть лет (сейчас штурмует отметку $200/кВт-ч), стоимость киловатта установленной мощности фотогальваники — примерно так же (сейчас уже <$3/Вт до налоговых вычетов, включая стоимость установки), похожий спад стоимости демонстрируют ветряки, и эти тенденции удешевления пока лишь ускоряются. Учёные исследуют способы встраивать фотогальванические элементы в солнцезащитное покрытие для окон небоскрёбов и расширять КПД панелей за счёт кинетического (дождь, град) и химического (раствор солей в осадках) взаимодействия. То есть почти весь частный сектор и значительная часть производства уже в следующем десятилетии точно сможет выйти на энергетическое самообеспечение. Транспорт за ближайшие лет 20, пока термояд одуплит, уже станет преимущественно электрическим; следовательно, энергетическая инфраструктура для него к этому моменту тоже образуется за счёт наиболее дешёвых источников энергии. А какие источники у нас дешевеют быстрее всего? Ну и т. д. В итоге мест, где нельзя обойтись тем, что сейчас называется «альтернативой», с каждым годом становится всё меньше. Успеет ли термояд и подобные ему технологии?
Ну вы же понимаете, что эта энергия, перед тем, как запастись в химическом соединении, тоже откуда-то берётся — и вовсе не бесплатно. И для использования в транспорте её всё равно придётся конвертировать в электричество и на выходе реакции загонять либо в аккумуляторы, либо в ионисторы. А значит, с вероятностью, близкой к 100%, эти фторидксеноновые ячейки постигнет такая же участь, что и водородные ячейки сегодня. А именно: их суммарный КПД (а следовательно, цена энергозатрат) фундаментально проигрывает безводородной схеме, которая пропускает все промежуточные энергопреобразования и логистику. Потому что в этой цепочке то, что относится к электричеству и многоразовым энергоносителям, постоянно дешевеет и становится более эффективным, а то, что относится непосредственно к водороду, — почти нет (и это фундаментальная беда потребляемых химических носителей).
Однако даже если мы пофантазируем и представим, что в легковом автомобиле можно запасти >500 мВт-ч химической энергии «раз и навсегда», стоимости энергии необходимо будет упасть минимум на два порядка, чтобы избежать превращения автомобиля в функциональный эквивалент банкомата на колёсах (что повлечёт дополнительные издержки на страховку, защиту от физических повреждений и пр.). Если такое удешевление произойдёт, то авантюра с орбитальным производством потеряет экономический смысл. Если не произойдёт, то экономического смысла лишится покупка автомобиля, заправленного на 30–40 лет вперёд (кроме совсем уж нишевых и вовсе не бюджетных моделей).
В чём лично вы видите преимущества и практическую разницу между условным фторидксеноном 22-го века и водородом 21-го в качестве топлива для личного или общественного транспорта, если не секрет?
В общем, опять приходим к тому, что нужно использовать солнечную энергию (кто не удивлён, тот — я), но выполнить при этом кучу сложных гипотетических условий и городить сильно удорожающий производство огород. Если что-то можно в промышленных масштабах производить на Земле, то это будет гарантированно дешевле произвести на Земле, потому что затраты на логистику, промежуточные преобразования и связанные риски ничем и никак не окупаются. Доставить естественным путём и использовать солнечный свет на Земле дешевле, чем забросить фабрику на орбиту и постоянно летать туда-сюда с сырьём и продукцией. :)
На самом деле, что касается конкретно термояда, то у него гораздо больше шансов так и остаться где-то во влажных мечтах энергетиков, чем у активно развиваемых ныне «альтернативных» технологий. Потому что рабочая ТЯЭС с промышленными объёмами выхлопа будет реализована хорошо если лет через 25–30 (!!!), а некоторые другие технологии уже сегодня стоят дешевле, масштабируются легче и возводятся быстрее. За то время, что строится одна ТЯЭС, можно всю округу утыкать ветряками и фотогальваникой такой же установленной мощности — и при том дешевле. Солнечную панель или ветряк вообще можно установить на крыше чего угодно, и они не требуют подключения к общей сети. Точка выхода на самообеспечение у этих технологий наступит раньше, чем будет готов даже демонстрационный реактор синтеза.
Орбитальные электростанции — вообще самая нелепая идея. Сконвертировать тот же самый свет несколько раз, потеряв по пути до половины изначальной энергии, чтобы всё равно спускать его вниз лучом через атмосферу, запускать каждую новую ферму дорогущими ракетами… Никогда в жизни это не окупится.