Водная автаркия как тестовая модель космической колонии

[MenFrame]

Подозреваю, что такое непонимание возобновляемой энергетики во многом связано с локальной спецификой форума - большинство пользователей из России и/или русскоязычные, а в России возобновляемая энергетика практически не развивается

, я живу в городе, который уже сейчас почти полностью энергетически обеспечивается солнечной энергетикой и ветроэнергетикой

Да, я тоже подозреваю что многие следуют принципу "Хвали свое болото" Но многие не значит все.

[MenFrame]

А если этот прогноз не сбудется, вы сдвинете его на следующее десятилетие?

Конечно.

[PK95]

А если этот прогноз не сбудется, вы сдвинете его на следующее десятилетие?

Так это же классическая хазиновщина: постоянно рассказывать про страшные экономические кризисы, которые скоро произойдут, но в реальности никогда не происходят, а при первых проявлениях обычных циклических кризисов кричать: "Ну мы же вам говорили". А когда циклические кризисы заканчиваются и через какое-то время экономика восстанавливается и начинает расти дальше, то эта публика опять начинает рассуждать про страшные экономические кризисы, и так по кругу.

Классика жанра экономического фричества.

[MenFrame]

при первых проявлениях обычных циклических кризисов кричать: "Ну мы же вам говорили".

Так любой криз можно назвать циклическим...даже история с ковидом может повториться.

[Rattus]

Так ведь и сельское хозяйство сейчас куда меньше зависит от природных условий, чем полторы или три тысячи лет назад.

Потому что оно неслабо так зависит от исчерпаемых ресурсов - тех же углеводородов (энергоносители сельхозтехники и очень многих предприятий по производству удобрений) и растворимых фосфатов. И от глобальной товарно-транспортной системы, стабильность которой на практике оказывается не сильно больше чем у погоды: если не брать совсем уж свежий пример с "зерновой сделкой", то и "арабская весна" случилась вовсе не от нехватки новых моделей смартфонов на ближневосточном регионе.

Если бы упор делался только на чем-то одном, например, только на солнечной энергетике панельного типа, то я был бы готов согласиться, что здесь большие риски есть. Но используются разные типы технологий и разные отрасли возобновляемой энергетики, так что уровень рисков сильно снижается

Солнечная энергетика "панельного типа" в форме ныне существующих серийных вариантов панелей, судя по всему, вообще не может быть сколь-нибудь значимым способом энергогенерации в инфраструктуре технологически развитой цивилизации - в силу хотя бы высокой потребности в редких исчерпаемых ресурсах (серебро) без особых перспектив на высокоэффективную переработку. Возможно, ещё небезнадежны первовскиты, но это пока неизвестно.
А что касается "других вариантов кроме панелей" - то он есть только один - солнечные концентраторы. А такие концентраторы, как здешним прилежным читателям хорошо известно, работают только от прямых солнечных лучей, что накладывает совершенно понятные ограничения по регионам для размещения таких установок.
Ну а с ветром, разумеется, есть только один способ добычи его энергии - ветряки, чьи параметры давно рассчитаны и под силу ветра и под требуемую мощность. При этом места, где этого источника достаточно, чтобы свести энергобаланс, как и в случае с солнцем, на Земле тоже есть далеко не везде - они сконцентрированы преимущественно на морских побережьях - то есть там же, где и для приливных станций. Ещё меньше есть доступных истчников геотермальной энергии.
Таким образом, все "альтернативные возобновляемые" источники энергии по своей доступности оказываются аналогичны известному такому "неальтернативному" источнику - гидроэнергетике: есть регионы, где они могут быть основным источником энергии, но эти регионы довольно локальны, а крупные производства и места расселения людей оказываются куда шире.

в России возобновляемая энергетика практически не развивается (нет экономических стимулов+избыток невозобновляемых ресурсов)

Вообще-то есть ещё и недостаток возобновляемых источников энергии. Ну или расскажите нам - как запитать всё от широты 55° (Москва-Казань-Челябинск-Омск) и выше (Ярославль-Нижний Новгород-Пермь-Екатеринбург-Тюмень) от солнечной и ветроэнергетики. Беларусь, кстати, тоже можно сюда включить, хоть она и чуточку южнее.

например, я живу в городе, который уже сейчас почти полностью энергетически обеспечивается солнечной энергетикой и ветроэнергетикой за исключением транспорта, но и тут переход вопрос времени.

Если Вы не в курсе, то основной потребитель энергии в инфраструктуре технически развитой цивилизации - это далеко не города как место проживания людей и административной и коммерческой деятельности, а промышленность. Город потребляет хорошо если 1/10 от производимой энергии.

[MenFrame]

Если Вы не в курсе, то основной потребитель энергии в инфраструктуре технически развитой цивилизации - это далеко не города как место проживания людей и административной и коммерческой деятельности, а промышленность. Город потребляет хорошо если 1/10 от производимой энергии.

Люди которые живут в странах, которые вывезли энергоемкую промышленность за пределы своего государства не беспокоятся об этом.
Вы наверное заметили, что каждая новость о ВИЭ сопровождается, речью о том сколько домов можно запитать от нового объекта генерации.

[DIMM_v.2]

как запитать всё от широты 55° (Москва-Казань-Челябинск-Омск) и выше (Ярославль-Нижний Новгород-Пермь-Екатеринбург-Тюмень) от солнечной и ветроэнергетики. Беларусь, кстати, тоже можно сюда включить, хоть она и чуточку южнее.

Беларусь от ветра и солнца не запитать никак. Разве что побаловаться, есть несколько ветряков со смешной генерацией. АЭС у нас начали строить во многом благодаря невозможности развития ветро- и солнечной энергетики. Да и по гидростанциям тоже полный швах, перепады высот мизерные.

[Rattus]

Беларусь от ветра и солнца не запитать никак... Да и по гидростанциям тоже полный швах, перепады высот мизерные.

Вот!
А это, между прочим, 9 с лишним миллионов человек, крупная промышленность и развитое сельское хозяйство.

[PK95]

Потому что оно неслабо так зависит от исчерпаемых ресурсов - тех же углеводородов (энергоносители сельхозтехники и очень многих предприятий по производству удобрений) и растворимых фосфатов. И от глобальной товарно-транспортной системы, стабильность которой на практике оказывается не сильно больше чем у погоды

От глобальной товарно-транспортной системы - да; от углеводородов зависимость устранима переходом на электрический транспорт; фосфатов хватит на 140-180 лет при текущих запасах, но вопрос во внедрении их recycling - исследования показывают, что эти сроки можно увеличить примерно в 46 раз, если применять более закрытые циклы использования фосфатов (Bundy, L., & Good , L. (2006). Development and validation of the Wisconsin phosphorus index; Lougheed, T. (2011, July 1). Phosphorus Recovery: New Approaches to Extending the Life Cycle. Environmental Health Perspectives).

судя по всему, вообще не может быть сколь-нибудь значимым способом энергогенерации в инфраструктуре технологически развитой цивилизации - в силу хотя бы высокой потребности в редких исчерпаемых ресурсах (серебро)

Эта проблема уже решена. Посмотрите книгу Сидоровича "Мировая энергетическая революция. Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир".

Ну или расскажите нам - как запитать всё от широты 55°

Примерно также как большую часть Британии - на большей части Британии уровень инсоляции не отличается существенно от центра европейской части России. В Британии уже в 2022 году 11-12% электроэнергии получалось при помощи солнечной энергетики (и в основном это именно солнечные панели), к 2030 году планируется выйти на 25%.

А для ветроэнергетики в России не мало приличных мест: Сидорович в вышеупомянутой книге пишет со ссылками, что средней скорости ветра в 3-4,5 метра в секунду хватает для EROEI выше 2. Я сейчас погуглил карты ветров в России и даже в Подмосковье есть районы с такой средней скоростью, а уж по Центральной России их более чем хватает.

Если Вы не в курсе, то основной потребитель энергии в инфраструктуре технически развитой цивилизации - это далеко не города как место проживания людей и административной и коммерческой деятельности, а промышленность.

Уже нет, промышленность не доминирует. Если мы только про электрогенерацию, то в 2022 году по оценкам МЭА в среднем в мире на промышленные нужды, включая агропромышленный комплекс, приходилось 35% потребления электричества, а на личные и бытовые нужды 28% (в России соответственно 38% и 24%). Остальное приходится на коммерческое и административное потребление - т.е. 37%.

В целом же в энергобалансе на промышленные нужды, включая агропромышленный комплекс, приходилось 35% потребления энергии, а на личные и бытовые нужды 33% потребления (19% транспорт и 14% личное потребление в жилищно-коммунальном хозяйстве). Аналогично остальное приходится на коммерческое и административное потребление - т.е. 32%.

Из этих цифр видно, что все 3 сектора примерно одинаковы по объему потребления.

[Инопланетянин]

что средней скорости ветра в 3-4,5

Вот тут-то и кроется гм… Потому, что не средняя скорость может оказаться очень неудобной и несвоевременной. И это, как ни покрути, ставит "зелёную" энергетику в зависимость от капризов погоды.

Уже нет, промышленность не доминирует.

Ну если её отдать в третьи страны, то не доминирует, конечно. Только это начала конца той страны, которая этим занимается.

[BlackMokona]

И это, как ни покрути, ставит "зелёную" энергетику в зависимость от капризов погоды.

А для этого батарейки есть, которые активно развиваются

[DIMM_v.2]

И это, как ни покрути, ставит "зелёную" энергетику в зависимость от капризов погоды.

А для этого батарейки есть, которые активно развиваются

Пока что никаких батареек нет, которые смогли бы обеспечить гигаватты мощности продолжительное время (мы же о нормальной генерации говорим, а не одном-двух ветряках на мегаватт-два?), разве что кратковременные просадки стабилизировать. Для таких батареек нужна какая-то революционная технология, чтоб и дешево, и мощно, и срок жизни большой, и размеры приемлемые, только тогда будет смысл развивать зависящие от природы ВИЭ в местностях, бедных на ветер и солнце.

[PK95]

Вот тут-то и кроется гм…

Открыли Америку, спасибо. Проблема непостоянства ветроэнергетики и в меньшей степени солнечной энергетики давно известна и также активно решается. Про это в вышеупомянутой книге Сидоровича аж пара глав.

Ну если её отдать в третьи страны

Ау, я выше писал про мировую энергетику и мировую электрогенерацию. Кому там в целом мир отдал промышленность?

Пока что никаких батареек нет, которые смогли бы обеспечить гигаватты мощности продолжительное время

Во-первых, есть множество "батареек" с меньшей мощностью; во-вторых, есть интеллектуальные сети управления потоками электроэнергии, которые в больших энергосистемах спокойно решают эти проблемы. И вновь уже отошлю к книге Сидоровича - как я и сказал, там про это есть аж 2 главы с множеством ссылок на исследования и фактические экономические результаты.

[Инопланетянин]

активно развиваются

и также активно решается

Ясно. А там или ишак или падишах или Насреддин.

[Rattus]

от углеводородов зависимость устранима переходом на электрический транспорт

Полагаю, читатели темы с большим интересом посмотрят на морской сухогруз на аккумуляторах, если Вы такой сможете продемонстрировать.
Ну для сельхоз- и прочей спецтехники типа самосвалов, бульдозеров и мобильных экскаваторов вне городских условий, Вы альтернативных энергоносителей, надо понимать, не предлагаете вообще?

но вопрос во внедрении их recycling - исследования показывают, что эти сроки можно увеличить примерно в 46 раз, если применять более закрытые циклы использования фосфатов

Наверное можно, но весь вопрос в том, насколько вырастут ресурсозатраты для такого способа хозяйствования. Надеюсь, Вы не станете утверждать, что это никак не сможет привести к заметному удорожанию себестоимости итоговой с/х продукции?

Эта проблема уже решена. Посмотрите книгу Сидоровича "Мировая энергетическая революция. Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир".

А какие-нибудь более рецензируемые, периодические и разнообразные источники на эту тему у вас имеются? Как Вам должно быть известно, монография, как и любая книга, может быть издана на средства автора и афиллированной организации с совершенно произвольным набором рецензентов.

В Британии уже в 2022 году 11-12% электроэнергии получалось при помощи солнечной энергетики (и в основном это именно солнечные панели)

Это, собственно, и есть те значения о которых и писалось выше. Такой уровень, особенно для "постиндустриальной" страны вполне достижим, разумеется. Дело только в том, что никакая "постиндустриальная" страна замкнутого цикла воспроизводства своей инфраструктуры не обеспечивает и обеспечить не может.

к 2030 году планируется выйти на 25%.

Ага - а значение числа Пи планируется довести до 4. Столь точные и долговременные экономические макропрогнозы могут вызывать лишь скептическую улыбку - также как и пророчества всяких хазиных.

Сидорович в вышеупомянутой книге пишет со ссылками, что средней скорости ветра в 3-4,5 метра в секунду хватает для EROEI выше 2.

Что для реальной экономики на деле будет значить едва-едва свести концы с концами (и то не факт) без практически никакого функционального резерва на случай непредвиденных катаклизмов. Покажите хоть одну технически развитую и социально-экономически благополучную промышленно-городскую агломерацию в мире, которая питается от источников с EROEI в районе 2 единиц?

с такой средней скоростью

и температурой по больнице. О том, насколько это не показательный показатель для оценки итоговой эффективности источника Вам уже указали тут. Добавлю, что есть ещё такой не менее важный показатель.

Из этих цифр видно, что все 3 сектора примерно одинаковы по объему потребления.

Даже если и так (хотя сейчас, с таким глубоким и глобальным разделением производств это оценить далеко не так уж просто), даже одна треть, а скорее всего - не меньше половины энергии на обеспечение производственных нужд, если всё аккуратно распределить и посчитать - это не та часть энергопотребления, от которой можно легко отмахнуться типа "само собой как-нибудь ужмётся и адаптируется". Этот сектор, находясь во вполне конкурентной среде современного мира УЖЕ САМ давно и активно занимается повышением своей энергоэффективности - ибо это прямо определяет себестоимость конечного продукта.

А для этого батарейки есть, которые активно развиваются

Термоядерная энергетика тоже "активно развивается".

[PK95]

Полагаю, читатели темы с большим интересом посмотрят на морской сухогруз на аккумуляторах, если Вы такой сможете продемонстрировать.

Есть стойкое ощущение, что читатели иногда принципиально не хотят пользоваться поиском в Интернете. Уже есть не то что электрические сухогрузы, а даже беспилотные морские сухогрузы на аккумуляторах, но это пока еще только первые шаги. Кстати, японцы и корейцы уже разрабатывают первые трансокеанические электрические сухогрузы - предполагается выпустить первые буквально в 2025 году.

Ну для сельхоз- и прочей спецтехники типа самосвалов, бульдозеров и мобильных экскаваторов вне городских условий, Вы альтернативных энергоносителей, надо понимать, не предлагаете вообще?

Вы меня с кем-то перепутали: я вообще предлагать не могу, т.к. я не занимаюсь машиностроением или возобновляемой энергетикой. Но в переводе сельскохозяйственной техники на технологии аналогичные электротранспорту никаких принципиальных ограничений нет. Ну и да, тракторы, экскаваторы и др. техника с солнечными панелями уже вполне производится в ограниченных количествах в Европе и Китае (а может и в других странах/регионах).

Надеюсь, Вы не станете утверждать, что это никак не сможет привести к заметному удорожанию себестоимости итоговой с/х продукции?

Сможет вырасти стоимость или не сможет - будет зависеть от роста издержек производителей. Закрытые циклы производства в АПК могут быть очень эффективными (как это происходит в городских тепличных комплексах), да так, что стоимость производства может даже уменьшаться, но при этом такие экономические системы требует более сложного управления.

А какие-нибудь более рецензируемые, периодические и разнообразные источники на эту тему у вас имеются?

Ссылки на них есть в книге. Я поэтому её и рекомендовал - там очень много ссылок на различные источники информации, в том числе на рецензируемые научные статьи.

Дело только в том, что никакая "постиндустриальная" страна замкнутого цикла воспроизводства своей инфраструктуры не обеспечивает и обеспечить не может.

Что такое "страна" в данном случае? В Европе, например, с 2009 года существует единая энергосистема ENTSO-E, и никаких принципиальных ограничений на способность её перехода к замкнутому циклу воспроизводства инфраструктуры нет. С другой замкнутый от чего и кого? Возобновляемая энергетика обычно ведь не требует исчезновения всей другой энергетики в ультимативном порядке, и глобальную экономику и торговлю вроде никто не отменял и отменять не собирается.

Ага - а значение числа Пи планируется довести до 4.

Соседняя Ирландия уже сейчас при помощи солнечной энергетики вырабатывает 23% электрогенерации (2022 год) и планирует к 2035 году перейти к 60% к 2035 году. Так что ничего фантастического в 25% нет.

Покажите хоть одну технически развитую и социально-экономически благополучную промышленно-городскую агломерацию в мире, которая питается от источников с EROEI в районе 2 единиц?

Давайте начнем с более простого: Вы покажите исследования по сравнению городских агломераций по EROEI. Потому что я о таковых как раз таки не слышал, и возможно что я пропустил какие-то важные работы.

[DIMM_v.2]

Во-первых, есть множество "батареек" с меньшей мощностью;

Как там у них с размерами? А со стоимостью? А количеством циклов заряда-разряда?

во-вторых, есть интеллектуальные сети управления потоками электроэнергии, которые в больших энергосистемах спокойно решают эти проблемы.

Ну, при таком аргументе и аккумуляторов никаких не надо, система всё сама перераспределит между стабильными источниками

И вновь уже отошлю к книге Сидоровича - как я и сказал, там про это есть аж 2 главы с множеством ссылок на исследования и фактические экономические результаты.

Ну, раз уж настаиваете - изучил этот кусочек книги Сидоровича, и что же вижу? Предлагается использовать в качестве аккумулятора существующую энергосеть, вот это поворот По "домашним" накопителям плавно обходится тема их дороговизны (а они не подешевели особо с момента выхода этой книги) и малой живучести (мало циклов заряда-разряда). И наоборот подтверждается, что я и говорил - такие накопители именно для сглаживания пиков потребления-расхода, а создание больших по емкости накопителей экономически нецелесообразно.
А по промышленным накопителям прямо говорится, что проблема создания дешевых и эффективных способов хранения энергии до сих пор не решена. Гидроаккумулирующих электростанций крайне мало (и крайне мало мест, где можно было бы построить новые), а имеющиеся технологии производства аккумуляторов, как я уже говорил выше, либо дают крайне дорогой продукт, либо неприемлемый по размерам, характеристикам или долговечности.

Поэтому моё мнение о ВИЭ для местностей, где мало солнца, ветра и нет нормального перепада высот водных ресурсов, остаётся прежним - ВИЭ там в ближайшее время не приживутся.

[DIMM_v.2]

О том, насколько это не показательный показатель для оценки итоговой эффективности источника Вам уже указали тут. Добавлю, что есть ещё такой не менее важный показатель.

Кстати, да, в своё время, когда сильно интересовался ВИЭ, был неприятно удивлён, что КИУМ у ветряков в среднем всего лишь 20-25 % (кстати, рекомендуемый Сидорович оперирует примерно этими же цифрами), в то время как у современной АЭС - 80-90%.

[PK95]

Предлагается использовать в качестве аккумулятора существующую энергосеть, вот это поворот

Рад, что такие простые идеи для Вас являются поворотными.

Поэтому моё мнение о ВИЭ для местностей, где мало солнца, ветра и нет нормального перепада высот водных ресурсов, остаётся прежним - ВИЭ там в ближайшее время не приживутся.

Спасибо за Ваше ценное мнение.

Ну и пока собака лает, а караван идет:

[DIMM_v.2]

Спасибо за Ваше ценное мнение.
Ну и пока собака лает, а караван идет:

Ау, не выдавайте желаемое за действительное - ваш график актуален именно для идеальных мест размещения ВИЭ, а мы тут рассуждаем о местах, где ветра и солнца мало, а перепадов высот и того меньше.

Рад, что такие простые идеи для Вас являются поворотными.

Я надеялся, что по смайлику в конце моей фразы (который вы почему-то не доцитировали) вы всё-таки определите сарказм.