Комментарии 115
Цена атомного электричества в США составляет сейчас 20-30 долларов за МВт×ч. Средняя себестоимость производства электроэнергии на американских АЭС — 35 долларов за МВт×ч, утверждается в публикации.
Таким образом, считает издание, более 30 атомных станций США работают в настоящее время в убыток.
И как дела обстоят с EROEI солнечных батарей?
Официально запуск строительства был 20 ноября.
Panda Green Energy formally proposed to construct Panda Power Plant in May 2016, and signed a cooperation agreement with the United Nations Development Program on 1 September. In the same year on 20 November, Datong Panda Power Plant was officially launched.
Конкретно то фото — фейк, но показываю более правдоподобное: https://www.vox.com/platform/amp/energy-and-environment/2017/7/8/15934884/china-panda-solar-power
Координаты не нашел.
ГЭС вообще в графики не включили, ибо нефиг портить красивые картинки.
Еще вопрос, что мощнее при той же занимаемой площади: ГЭС или солнечная электростанция.
При сооружении Богучанской ГЭС затоплено 1494 км² земель, в том числе 296 км² сельхозугодий (пашни, сенокосов и пастбищ) и 1131 км² леса. Общий запас древесно-кустарниковой растительности в зоне затопления оценивается в 9,56 млн м³ (ещё около 10 млн м³ леса было вырублено в ходе подготовки ложа водохранилища в 1980-х годах);
Общая площадь водохранилища — больше 2000 км2, но для прикидок возьмем только затопленные 1500 км2.
Годовая выработка — 17600 ГВт*ч, значит выработка с одного км2 — 17600/1500 = 11.7 ГВт*ч
Теперь прикинем для солнца на примере Topaz Solar Farm:
Площадь — 25 км2
Годовая выработка — 1301 ГВт*ч
Выработка с одного км2 — 1301/25 = 52 ГВт*ч
Т.е. эффективность использования земли у СЭС получается почти в 5 раз выше, чем у ГЭС, плюс нет таких последствий для экологии, плюс не нужно переселять тысячи людей и терять миллионы кубометров леса.
У атомных, как указано выше, себестоимость электроэнергии получается выше в разы.
А для строительства заводов для строительства заводов по изготовлению турбин и металлоконструкций? А ещё учтите поля и хлева для выращивания пищи для строителей заводов для строительства заводов и для операторов.
Это все измеряется капитальными вложениями за кВт мощности.
А для строительства заводов по производству солнечных панелей бетон не нужен :-)?
Подозреваю, что его нужно на порядки меньше, чем для сооружения дамбы.
Вообще спор о преимуществах одних способов генерации перед другими бессмысленный на самом деле. В Германии например для железных дорог используют совмещенное энергоснабжение на железных дорогах. При крейсерском движения поездов расход энергии меньше и там может использоваться солнечная или ветровая энергетика, а вот в моменты пиковых нагрузках при разгоне подключают гидроэнергетику, подача энергии в которых может варьироваться в больших пределах в короткие промежутки времени. Да и зависимость эффективности ветро — и солнечной генерации от погодных условия очевидна. Неправильно складывать все яйца в одну корзину.
Ну а делать солнечные понтоны с учетом волны очень уж напряжно.
Но покрывать конечно надо все водохранилище. Часть света все равно будет попадать в воду, так что вряд ли там совсем уж биологическая катастрофа случится
Живу рядом с водохранилищем. В штиль нет никаких волн и в помине. В самый штормовой ветер достигают 2 метров, но это исключительные случаи.
А еще, а еще приливные генераторы.
Налоговые льготы тоже учтены, см. стр. 5 отчёта компании Lazard.
Разница во многих случаях не так существенна: в частности для солнечных электростанций LCOE без субсидий составляет $46-$61 за МВт ⋅ час, с субсидиями — $36-$49 за МВт ⋅ час. Для ветровой энергетики LCOE составляет $32-$62 за МВт ⋅ час без субсидий, и $14-$48 за МВт ⋅ час — с субсидиями.
Аккумуляция не является необходимым условием для генерации энергии из возобновляемых источников.
Капитальные вложения (стр. 12) с учётом аккумуляции для солнечных электростанций составляют $3900 на кВт мощности, что в 2,5 раза больше, чем без аккумуляции, но меньше, чем капитальные вложения при постройке атомных и угольных электростанций, которые составляют соответственно $5400 — $8650 и $3000 — $8400 (без учёта стоимости утилизации углерода) на кВт.
Вопрос в том, что миру нужны новые сотни гигаватт, и где их брать будет дешевле.
Технически, да, река течет и течет, но, например, Колорадо уже много лет не доходит до океана. Выходит, мы создаем новые пустыни, получая взамен всего лишь электричество.
Возьмем Ангару.
На ней есть Иркутское водохранилище (включающее в себя и весь Байкал, поднятый на 1,5 метра, оценка площади — 1380 км2), Братское (5470), Усть-Илимское (1833), Богучанское (2326) и проектируемое Мотыгинское (537).
Итого площадь — 11546 км 2
При длине 1779 км это дает прибавку средней ширины в 6,5 км.
Чисто на глаз ширина Ангары практически везде — не меньше километра. Так что увеличение идет на порядок, но не несколько.
Посмотрел. Пожалуйста, подскажите, для какой упомянутой там реки есть увеличение площади на два порядка.
И смотреть надо не зеркало водохранилища, а затопленную площадь.
У того же Кумского зеркало 1930, а затоплено было намного меньше.
Посмотрите на площадь водохранилищ в центральной России. И учтите запасы воды. Братское водохранилище. Зеркало 5500 (км2) запас воды 179,0 (км3). Самарское 6450 и 58,0 соответственно. Это говорит о разнице глубин и как следствие о разнице площадей затопления при их образовании. Хотя конечно это косвенные показатели. Вот есть некоторый материал тыц
А ещё они становятся источником рыбы и водоплавающих птиц, смягчают континентальный климат и дают воду городам — даже ради этого их пришлось бы строить (см. водные проблемы Владивостока).
Но всё это почему-то очень не любят учитывать их противники, упорно считая затопленные земли как изъятые из оборота = «потерянные».
С Асуаном кстати тоже — ГЭС там конечно по делу (треть доходов бюджета Египта если что в течении уже полувека), но то, что убрирает катастрофические паводки, заодно запася эту воду на засушливый период — как бы важнее.
а испарение-то кому мешает?
Вы это серьезно? Вроде все и так очевидно. Тут столько всего написано про это.
Т.е., извините но «столько всего написано» — мягко скажем — совершенно не по делу, и «очевидность» эта — неверная, ошибочная.
Тезис, что испарение прямо пропорционально площади зеркала — в общем случае ошибочен.
В это можно поверить только если не знать законов физики из школьного курса. :-).
Я констаитрую что вы подгоняете аргументы под заранее выбранный ответ «водохранища — плохо».
То, что зеркала многих водохранилищ впечатляют размерами — я не спорю, но там и реки немаленькие.
Не затрагивая вопросов исчерпаемости ресурсов, динамики их стоимостных показателей, влияния на прочие отрасли общества, экологию и прочая.
Его статья сейчас особого смысла не имеет.
Она остаётся верным (с некоторыми поправками), но уж очень узким взглядом на энергетические проблемы, стоящие перед человечеством.
Смысл доклада Капицы на юбилейном заседании — продвигать термоядерную энергию. Мне так кажется.
Кроме того, в докладе присутствует фраза: "Чтобы это было рентабельно, надо понизить затраты на несколько порядков, и пока даже не видно пути, как это можно осуществить".
В 1975 году стоимость ватта ватта электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями составляла 101,05 долларов. В 2015 году она упала до 0,61 доллара.
Источник:
https://rodovid.me/solar_power/etot-grafik-pokazyvaet-pochemu-solnechnaya-energiya-zahvatit-mir.html
То есть, то, о чем говорил Капица более сорока лет назад, свершилось — стоимость солнечных батарей снизилось более чем на два порядка и продолжает снижаться.
Солнечную энергетику сейчас тормозит даже не столько низкая плотность энергии солнечного света, сколько необходимость накапливать энергию на ночь. Аккумуляторы подешевели не так сильно, как сами солнечные батареи. Кроме того, в высоких широтах присутствует довольно сильная сезонная разница в количестве света — летом его в избытке, а зимой может не хватать. Это тоже может сильно затруднить использование энергии солнца в высоких широтах.
Термоядерные реакторы — это хорошо и их надо развивать. Но они сейчас очень дороги. Для экономической эффективности им нужно очень сильно подешеветь. Хотя бы на те же два порядка. Не мешало бы им и уменьшиться в размерах. В этом случае, термоядерные реакторы будут полезны там, где солнца немного — далеко на севере и далеко на юге, а также на других планетах. Так что Капица, в принципе, прав — термоядерные реакторы, по прежнему, актуальны. )
Китайский реактор EAST обошелся китайцам в 200 миллионов юаней ($25 млн). В 2007 году коэффициент энергетической рентабельности на токамаке превысил единицу. Ссылка:
https://www.gazeta.ru/science/2007/01/16_a_1262449.shtml
На текущий момент Q (коэффициент энергетической рентабельности) равен 1,25. Ссылка:
(в конце списка — в части, где говорится про EAST)
Цитата из статьи физика-ядерщика:
"Проблема УТС, управляемого термоядерного синтеза, в принципе, решена. В начале девяностых годов на токамаках JET и TFTR была получена мощность термоядерных реакций, превышающая затраты на нагрев плазмы, и стало примерно понятно, каким может быть энергетический термоядерный реактор. Однако решение на основе существующих технологий и материалов слишком большое, дорогое и никому не нравится. Поэтому в начале девяностых годов центр тяжести был перенесён на технологии, а финансирование физических исследований резко сократили. Параллельно интерес к этой области пропал и у самих физиков, сократился приток студентов. Специалисты есть, но большинство из них предпенсионного возраста. Причём такая ситуация не только в России, но и во всём мире, кроме Китая."
Ссылка:
http://old.computerra.ru/interactive/605295/
Другая цитата из интервью:
"— По-вашему, какой именно тип реакторов в итоге «победит» и будет использоваться в будущей термоядерной энергетике?
— Думаю, реактор ITER в итоге заработает примерно так, как и задумали его разработчики, и в нужный срок выйдет даже на запланированный уровень мощности. Проблема тут не в физике, а в экономике: даже когда ITER заработает, сам по себе он мало кому будет нужен. Иначе говоря, управляемую термоядерную реакцию получить удастся — но это еще слишком мало даст в плане коммерческого использования термоядерной энергии. Участники ITER это понимают и сами, поэтому после него задуман уже новый и еще более громадный проект DEMO, задачей которого будет демонстрация экономически оправданной схемы термоядерной электростанции.
Такие электростанции на основе токамаков смогут вырабатывать несколько гигаватт энергии (как современные крупные АЭС и ГЭС. — РП.). Это будут огромные, сложнейшие в проектировании, возведении и управлении инженерные системы, на порядки сложнее атомных электростанций. Такой масштаб не каждой стране по плечу, да и не всем он нужен.
В общем, мы получим довольно ограниченные возможности использования при не самом дешевом электричестве. Поэтому мне кажется, что хотя от ITER вполне стоит ждать успеха, но история токамаков как источников энергии на этом может и закончиться. Если только не найдется какая-то иная реализация этой концепции."
Ссылка:
http://www.atomic-energy.ru/interviews/2015/09/14/59720
То есть как говорят сами физики-ядерщики проблема не в том, чтобы сделать термоядерные реакторы в принципе. Тормозит их внедрение не наука, а экономика. В том виде, в котором они есть (или могут быть) эти реакторы никому не нужны.
Они монструозные и дорогие. В принципе, реактор ITER морально устарел ещё до начала своего строительства. В настоящее время есть несколько групп, работающих над более компактным и дешевым термоядом. Поскольку ITER запустят ещё не скоро, есть довольно высокая вероятность, что эти группы его за это время обгонят и дадут более адекватный результат.
Китайский реактор EAST обошелся китайцам в 200 миллионов юаней ($25 млн). В 2007 году коэффициент энергетической рентабельности на токамаке превысил единицу.
Это просто банально плохой перевод которым печально известны российские СМИ и особенно Википедия. В оригинале откуда пошла эта утка было написано следующее
Wan Yuanxi, general manager of EAST, said it had been proved that the energy input-output ratio of a fusion reactor could reach 1:1.25. With the development of the technology, the ratio was expected to increase to 1:50 in the future.
Умеющие читать по английски оценят. Мало того что Ван говорит о том что 1:1.25 это то что может быть достигнуто, так он еще и не про EAST это говорит, а про то что «доказано что этого можно достичь». Для тех кто в теме — он скорее всего ссылается на японский токамак JT-60, где в 1998 году был проведен эксперимент где был продемонстрирован очень высокий уровень эффективности, составивший, по расчетам для дейтерий-тритиевой смеси те самые 1:1.25. Но только у японцев не было трития, поэтому расчет и остался теоретическим. Дальше Ван говорит о том что дальнейшее развитие технологии которому помогает их институт как ожидается позволит достичь уровней и 1:50. Сравните с перевранным до невозможности переводом в наших изданиях. У EAST есть свои рекорды, но они касаются стабильности удержания плазмы, а отнюдь не высокой энергетической эффективности.
Фактический рекорд сегодня — это Q=0.7, принадлежит он британско-европейскому токамаку JET. Но даже если бы там было 1.25 то для производства энергии этого недостаточно, т.к. производимая реактором энергия — тепловая и КПД ее утилизации в полезную работу едва ли будет выше 1/3. В силу этог обстоятельства имеющий хоть какую-то «практическую» ценность как электростанция реактор должен иметь хотя бы Q=5-10 и решать, помимо этого, ряд других задач таких как, к примеру, реализация подобного режима в течении десятков минут, а не секунд. Сейчас этого нет даже отдаленно. ITER пока единственный проект который точно покажет какие-то результаты, но даже он едва ли произведет достаточно энергии чтобы отбить энергетические затраты на свое строительство.
Очень печально осознавать, что рекорды, о которых мы говорим, принадлежат, соответственно, 35-ти и 32-х летним машинам с обыкновенными медными соленоидами. Даже не сверхпроводящими. JET построен в 1982 году. JT-60 же начал работать в 1985 году. Причем проектировались они, соответственно, ещё раньше. Да и рекорды эти сами уже 20-ти летней давности (1997-го и 1998-го годов соответственно).
Лично мне близка точка зрения Валентина Гибалова, когда он (цитируя, впрочем, Арцимовича) сказал, что "термоядерный реактор будет построен тогда, когда он будет нужен человечеству":
https://www.youtube.com/watch?v=hXmu5-MofZ0&t=37m18s
В принципе, для того, чтобы термоядерные реакторы было возможно практически применять они должны быть как минимум эффективны экономически (чего не скажешь о реакторе ITER). То есть, быть достаточно компактными и насколько возможно более дешевыми.
Поскольку напряженность магнитного поля физически может быть ограниченной и с учетом того, что сейчас научились доводить плазму до нужной температуры и держать её довольно долго то (если говорить о системах с магнитным удержанием плазмы), дальнейший очевидный путь (особенно в контексте уменьшения размеров и стоимости реактора) — повышать бета-коэффициент (являющийся отношением давления плазмы к давлению магнитного поля). То есть, получать более плотную плазму при той же напряженности магнитного поля. Искать такие конструктивные реализации, где это будет возможно..
Просто на то время КПД солнечных панелей был меньше 10%, сейчас — в 3-4 раза больше.
Cолнце и ветер стали самыми дешевыми источниками энергии.
Эта мантра чем-то сильно напоминает мне:
"Ученые из… разработали революционную технологию производства аккумуляторных батарей, гарантированы более… циклов заряд/разряд без потери ёмкости и сверхбыстрый заряд всего за… минут, а так же невообразимая плотность запасаемой энергии!".
Да, я абсолютно согласен с тем, что аккумуляторы становятся компактнее, надёжнее, долговечнее (вспоминаем, 10-15 лет назад в потребительском сегменте был мрак и тихий ужас, сейчас всё намного лучше и дешевле). Но все эти бравурные лозунги уже просто достали.
Вы не согласны с какими-то конкретными фактами из статьи?
Сколько стоит МВт*ч солнечной энергии зимней немецкой ночью (разница в выработке летом и зимой (в идеальных условиях и там и там) — до шести раз, ага) после недели ненастья?
Сколько стоит МВт*ч энергии с ветряка в конце недели штиля в UK (такая была, к примеру, в зимой этого года).
Рассказ о том, что, де «Солнце и ветер стали самыми дешевыми источниками энергии», с отсылкой к спотовым ценам для солнышка в летний день и ветра — в ветреное время; а тем более — такое вот, «в лоб» сравнение цен непостоянной генерации с ценами постоянной, — это манипуляция, сиречь вид вранья.
И нет, этот праздник «по спотовым ценам» не продлится вечно, ибо он подрывает систему финансирования традиционной генерации (за счет которых, по сути, сейчас солнце и ветер по таким ценам выступает, — солнце и ветер пользуются ими как резервной генерацией, уменьшая КИУМ традиционных станций ниже уровня рентабельности), а выбывание традиционной генерации _ДО_ введений газовых пикеров в объеме 85-89% от пиковой нагрузки сети, — убьет энергосистему.
И люди это понимают, и «праздник низких спотовых цен на солнце и ветер» прекратится, так, или иначе.
Вот вам рассказ о тенденция в Реальности, в этой связи:
http://www.acer.europa.eu/Official_documents/Position_Papers/Position%20papers/WP%20ACER%2001%2017.pdf
убьет энергосистему.
Или традиционная генерация перейдет в режим «грабим ночью», задирая цены в «темные времена» для окупаемости работы ниже себестоимости в «светлые времена экологичной энергии».
Будет днем красивые экологичные цены по 20, а ночью некрасивые атомные(газовые) по 60$.
Если только ветряки вытянут.
А почему вы считаете, что нельзя маневрировать ветряками — в пасмурные ветренные дни, солнечными панелями — в солнечные безветренные дни? Ситуация, при которой нет ни солнца, ни ветра в радиусе 2000 км, на мой взгляд, довольно маловероятна.
Результаты тут сильно зависят от исходных предположений и допущений при моделировании.
Сначала вы приведите вашу, а то непонятно уже, что обсуждаем. Есть регионы и страны, которые на 90% и более процентов обеспечены энергией из возобновляемых источников, в том числе чисто солнечных панелей — на аккумуляторы вроде не разорились.
Сначала вы приведите вашуОна не моя. И нет, ее не требуется приводить для обсуждения вашх утверждений.
Есть регионы и страныРечь о всем мире.
Кроме того, в приведенном списке 2/3 имеют ГЭС, а в остатке не менее половины имеют аккумулирование и резервирование. Также, важно отметить, что у многих установленная мощность выше необходимой. То есть, они экспортируют излишки, используя это в качестве механизма балансировки нагрузки. Совершенно очевидно, что такая энергосистема является немасштабируемой в необходимой степени.
Заодно случайно попалась вот такая интересная, пусть и местами спорная, публикация.
Также была обнаружена вот такая штука. Это реальные данные. К сожалению, не знаю, для какого места они приведены… Тем не менее, их уже достаточно чтобы осознать невозможность балансирования ветра солнцем и/или наоборот (посмотрите на отсутствие периоды ветра/штиля и подумайте, так ли они синхронны с солнцем, как бы хотелось). Совершенно очевидно, что маневрирование идет за счет угля и (в самых крайних случаях) — атома.
Тем не менее тот список стран и регионов, работающих на солнечной и ветровой возобновляемой энергии, включает как Токелау со 1499 населения, так и Шлезвиг-Гольдштейн с населением более 2,5 млн. и промышленностью. Если у кого-то что-то не получилось и приходится до сих пор жечь уголь — очевидно, проблема не в возобновляемой энергетике.
Как видно из того же списка ветер и солнце практически резервируется другими видами возобновляемой энергии — например ГЭС. С другой стороны при 100% и более обеспечении энергии солнечными панелями (в том числе из солнечных регионов вроде Сахары) балансировать будет уже практически нечего — ночное потребление будет закрыто аккумуляцией, когда оно нужно.
100% перекрытие энергетических потребностей солнечными панелями не так уж фантастично — когда они ещё подешевеют, а КПД увеличится — просто начнётся бум и их будут ставить все, кому не лень в погоне за лёгкими деньгами на крыше или на пустыре. Из картинки с Сахарой понятно, что места на Земле хватит.
Если у кого-то что-то не получилосьПока ни у кого не получилось. В том числе ни у кого из приведенного списка (по причинам, приведенным выше).
С другой стороны при 100% и более обеспечении энергии солнечными панелями (в том числе из солнечных регионов вроде Сахары) балансировать будет уже практически нечего — ночное потребление будет закрыто аккумуляцией, когда оно нужно.Что и требовалось доказать. Осталось осознать, что она понадобится на уровне ~50% от установленной мощности панелей, и все встанет на свои места. Ах да, еще пасмурные недели же.
Возможно вы решили, что я говорю о принципиальной невозможностью полного обеспечения солнцем? Нет, это не так. Я говорю, что это будет сопровождаться снижением КИУМ, ростом издержек на транспорт/аккумуляцию и оверхедом по устновленной мощности (в принципе, это входит в тезис про КИУМ, но тем не менее).
Ну и плюс потребуется иной подход к их конструированию — чтобы у них простой был дешёвым (пусть и за счёт снижения КПД генерации — при периодическом использовании суммарно будет выгода)
Ситуация, при которой нет ни солнца, ни ветра в радиусе 2000 км, на мой взгляд, довольно маловероятна.
Вопрос в объемах генерации. Либо закладывать генерацию с изрядным переизбытком, то тогда и стоимость возрастёт.
Красным выделена площадь Сахары, которую нужно покрыть солнечными панелями для полного обеспечения дневного потребления электроэнергии 1) всего мира 2) всей Европы 3) Германии.
Источник: TREC
В России электроэнергию на большие расстояния передают же, и ничего.
Хотя бы «сколько веток какой мощности понадобится» для начала оценить попытайтесь, и потери при передаче «по всему миру».
___
А, ну да, еще аккумуляцию дорисовать не забудьте.
___
Без сверхпроводниковых линий из мест с сахарской инсоляцией сахарским же небольшими сезонными перепадами (или атакамовскими) тянуть «по всему миру» — не вариант, от слова «бессмысленно».
Поинтересовался — HVDC линии передачи уже >2000 км делают, от Сахары до Германии как раз.
По всему миру из Сахары передавать смысла нет, но почти на любом континенте найдутся такие места — Атакама, Гоби и тд. А если квадратик ещё и по крышам домов городов размазать, то его вообще не будет видно.
Про стоимость аккумуляции смотрите мой комментарий выше — капитальные затраты на кВт с учетом аккумуляции не больше, чем для атомных и угольных электростанций.
Стоимость аккумуляции зависит от аккумулируемых обьемов, а соответственно — от доступных обьемов резервных источников.
но почти на любом континенте найдутся такие места
"Комментарий не читай, ответ пиши" называется: я же написал что уже эксплуатируются линии такой длины, и они не сверхпроводниковые, а постоянного тока (HVDC).
MaxAlekseev: картинка с Сахарой наглядно показывает, какая нужна площадь солнечных панелей для покрытия потребностей — не такая уж большая, а не "солнечные электростанции вокруг всех городов-миллионников".
и они не сверхпроводниковые, а постоянного тока (HVDC).Как будто бы тут есть какое-то противоречие (нет). Впрочем, я согласен, что не досаточно вник в вопрос, и они не обязаны быть сверхпроводниковыми. С другой стороны, вы это тоже привели без ссылок, так что простительно.
Она впрочем релевантна только в контексте абсолютных площадей, поскольку в вопросе «сколько штук / млн долларов солнечных панелей нужно для среднегодовой генерации X кВт» углы падения мало чего меняют.
Красным выделена площадь Сахары
Как всё-таки мало мы потребляем.
По Шкале Кардашёва крошечные 0,16 % или около того.
А можно ли разместить на земной поверхности штук 6-8 островой солнечных панелей?
Чтобы они были освещены круглосуточно?
И насколько возможно вывести нужный объём панелей на орбиту?
Чтобы закрыть потребности 1 Германии
Видно, что уже наполовину достроена.
Ещё 2 поля и больше по размеру чем эта панда.
Cолнце и ветер стали самыми дешевыми источниками энергии