Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[anovikov]

Учитывая что 1 КГ кремния в обычной панели эквивалентно 75 тоннам нефти, you get the idea. Это, на минуточку как говорил Чубайс, как раз равно энерговыделению урановых ТВЭЛов в реакторе ВВЭР-1000 (38 МВт*сут/кг), у ВВЭР 40-50 в зависимости от модификации.

Цитата: vsf от Сегодня в 10:31:49

Учитывая, что 1 кг кремния в солнечном элементе вырабатывает за 30 лет 300 МВт.ч электроэнергии, легко подсчитать нефтяной эквивалент кремния. Прямой пересчет электроэнергии 300 МВт.ч с учетом теплоты сгорания нефти 43,7 МДж/кг дает 25 т нефти на 1 кг кремния. Если принять КПД ТЭС, работающей на мазуте, 33%, то 1 кг кремния по вырабатываемой электроэнергии эквивалентен примерно 75 тоннам нефти.
Редкоземельные металлы в новых тонкопленочных панелях уже практически не используются.

КПД принимать верно, потому что выгорание в реакторе тоже меряется относительно тепловых мегаватт, а не электрических, и оно там примерно такое же.

Определенно, нехватка урана наступит куда раньше, чем нехватка кремния. И никакой нужды в рециклинге нет. Это также ответ вопрошавшим "а какова энергоемкость производства кремния" - ответ практически нулевая в сравнении с его энерговыходом.

Себестоимость 1 Вт установленной мощности концентраторных фотоэнергосистем составит менее 1,5 долларов США, т.е., будет снижена приблизительно в 2 раза по сравнению с существующим мировым уровнем и ценами.

Себестоимость 1 Вт установленной мощности обычных неконцентраторных фотоэнергосистем естественным путем упала до 2 баксов в мелких масштабах и 1.8-1.85 в крупных (концентраторные мелкими не бывают). И доползут до 1.5 баксов сами собой максимум года через 2-3 - быстрее чем нужно чтобы городить какую-то новую технологию.

Вообще мне так кажется что концентрированная фотовольтаика, или термические концентрированные станции, never took off потому что с их длительным циклом постройки никто не знал какая будет солнечная субсидия на момент окончания строительства - и это могло поломать любой бизнес-план - субсидия-то быстро падала.

Имхо, концентрированная фотовольтаика никогда не расколосится, а вот термические концентрированные станции могут из-за их способности накапливать энергию - когда субсидия упадет ниже плинтуса и проще будет продавать энергию по биржевым ценам, и тут-то и выяснится что ночное электричество стало в разы дороже дневного, и концентрированная солнечная тепловая станция может его давать. Кстати это же убьет атомные станции - когда дневное электричество станет слишком дешевым и станция которую на день нельзя выключить, станет убыточной.

[Nucleosome]

Экология навряд ли будет является большим ограничением. Когда на кону энергетическое выживание человечества на нее будет меньше обращать внимание.

ну конечно просто всех перетравят, а кого не смогут - изведут с голоду...

Уран рециклируется в МОХ-топливе. Когда из отработанных ТВЕЛов извлекают энергетический плутоний, и добавляют в новые ТВЕЛы.

ну это всё же не совсем "переработка" - это более полное извлечение ценного...

[pppppppo_98]

>ну это всё же не совсем "переработка" - это более полное извлечение ценного...

Ну как не переработка самая натуральная переработка, ибо в настоящее время всее ОЯТ рассматиривается как отход...А уран-238 вообще рассматривается как балласт

[Nucleosome]

всё же переработка это когда например чем выбросить сковородку деградировать до рассеянного состояния её переплавляют на новую (или продают на базаре типа el Cants ), а тут извлекают то, что раньше не могли, а не использовать одно и то же по нескольку раз

[ВадимZero]

Кстати это же убьет атомные станции - когда дневное электричество станет слишком дешевым и станция которую на день нельзя выключить, станет убыточной.

А в чем проблема...Что атомные электростанции не могут запасать энергию в расплавах соли? И продавать ее дорого ночью?

[ВадимZero]

http://www.popmech.ru/article/12725-energiya-nanotrubok/

Осмотические электростанции могут стать рентабельными. Нанотрубки из нитрида бора, пронизывающие мембрану, в тысячи раз увеличивают эффективность добычи осмотической энергии.

Два резервуара с водой различной солености могут служить возобновляемым источником энергии, но производительность существующих осмотических установок слишком мала, чтобы такие электростанции были рентабельными. А между тем теоретический предел, который может обеспечить перепад солености в устьях рек нашей планеты, – не менее одного тераватта, что эквивалентно мощности 1000 ядерных реакторов.

Группа ученых из Национального центра научных исследований Франции (CNRS) обнаружила, что осмотический поток через нанотрубки из нитрида бора способен привести к возникновению сильных электрических токов.

Изначально целью исследователей было изучение динамики жидкостей в нанометровом пространстве. Для своих экспериментов они продели нанотрубку сквозь непроницаемую электроизоляционную мембрану с помощью иглы сканирующего туннельного микроскопа. Электроды, погруженные в жидкость по обе стороны мембраны, позволили измерить возникающий при этом электрический ток.

Разделив таким образом резервуары с соленой и пресной водой, ученые получили значительный электрический ток, обусловленный сильным отрицательным поверхностным зарядом нитрида бора, который притягивал катионы из солевого раствора. Сила тока, проходящего через нанотрубку, составила порядка наноампера – примерно в 1000 раз выше, чем при использовании других известных способов получения осмотической энергии. Экстраполяция результатов на мембраны большей площади дает производительность около 4 000 Вт/м2, что в тысячи раз превышает возможности современных установок и оставляет далеко позади расчетный порог рентабельности (5 Вт/м2).

P.C. Кстати осмотические электростанции необязательно строить на берегу моря. Можно строить там где есть источник пресной воды, а соленый источник создать искусственно. Соленость поддерживать системой испарения. Одновременно нужен правда теплый климат. Предпосылка к малой энергетике?

[anovikov]

>А в чем проблема...Что атомные электростанции не могут запасать энергию в расплавах соли? И продавать ее дорого ночью?

Гм, с РБН - в принципе, может, накапливать теплоноситель второго контура. На тепловых нейтронах - дополнительный контур городить это перебор.

[ВадимZero]

На тепловых нейтронах - дополнительный контур городить это перебор.

почему перебор?

[anovikov]

Да и не просто перебор, а это невозможно. Расплав соли должен работать при более высокой температуре чем пароводяная смесь в первом контуре реактора на тепловых нейтронах. Ну и вообще, раз раньше это никогда не пытались делать значит есть какая-то проблема, проблема суточных колебаний ведь была всегда.

Ведь такая возможность была бы хороша и с точки зрения безопасности - допустим обрыв линии передач или авария на ОРУ, или турбина полетела, и реактор нужно охлаждать потому что тепло перестало сниматься на генерацию, а так его можно было бы много часов просто запасать в баке пока реактор мало-мальски расхолодится. Заодно тот же бак был бы источником энергии для аварийного электроснабжения помимо дизелей - штатно с турбины (при остановке реактора по срабатыванию АЗ например) или дополнительным например термоэлектрическим источником. Видимо, что-то фундаментально мешает.

[ВадимZero]

Видимо, что-то фундаментально мешает.

Скорей всего именно температура. Если бы могли поднять ее, то и КПД выросло бы.

[pppppppo_98]

Видимо, что-то фундаментально мешает.

Скорей всего именно температура. Если бы могли поднять ее, то и КПД выросло бы.

естественно - ибо 20 -30 градусами выше, чем вода в реакторе, находится критическая температура воды, после чего вода меняет свои физико-химические свойства

[Проходящий Кот]

Видимо, что-то фундаментально мешает.

Скорей всего именно температура. Если бы могли поднять ее, то и КПД выросло бы.

естественно - ибо 20 -30 градусами выше, чем вода в реакторе, находится критическая температура воды, после чего вода меняет свои физико-химические свойства

Тогда может, Na , как во взрывных термоядерных электростанциях?

[ВадимZero]

Тогда может, Na , как во взрывных термоядерных электростанциях?

Типа КВС? Так там, целый котел теплоносителя. Для суточного сглаживания по любому должно хватать.

[Кремальера]

Одновременно нужен правда теплый климат. Предпосылка к малой энергетике?

Так,так.Уже теплее..Если можно проясните что вы имеете ввиду.Пластиковое покрывальце над подсоленным прудом?

Группа ученых из Национального центра научных исследований Франции (CNRS) обнаружила, что осмотический поток через нанотрубки из нитрида бора способен привести к возникновению сильных электрических токов.

Спасибо Вадим.Давно поп-м не почитывал.Интересная первая весенняя ласточка.Хочется верить что осмос еще далеко не полностью раскрыл себя человеку.Но французы тут слегка переоптимистичничали.У джапов в Цукубе девять индукционнных печей чуть ли не круглосуточно варят упомянутые трубки из нитрида бора.Но суточный выход не больше одного грамма. :(И цена в десятки тысяч долларов.У мерикан скорее всего схожая ситуация-наверное.Я конечно надеюсь что в перспективе(лет через 15) получение трубок оптимизируют.И будет как с углеродными-нынешняя цена в 10-20 гринов-в тысячу раз меньше чем десять лет назад.Вот тогда и ага.А пока осмотическая идея-все равно тоже хороша для копилки.

[ВадимZero]

Если можно проясните что вы имеете ввиду.Пластиковое покрывальце над подсоленным прудом?

Ну если, пластиковое покрывальце над соленым прудом в виде парника, тогда можно и вовсе отказаться от источника пресной воды. По стенкам парника будет стекать дистилят как источник пресной воды им и запитаем осмотический генератор. Интересно какой кпд выйдет?
А имел ввиду я испарительную систему, например в виде градирни. Или пассивной, в которой ток воздуха обеспечивается разницей температур, а площадь испарения увеличена за счет капилярных матерьялов.

[pkl]

Придётся разрабатывать или более бедные месторождения, или перерабатывать отходы. А скорее, делать и то, и то. + где-то надо будет брать топливо для транспорта. Нельзя же всё перевести на поезда с электрической тягой! Поэтому энергии понадобится не просто много, а очень много: когда-то читал, что суммарная мощность всех ДВС раз В ДЕСЯТЬ превосходит суммарную мощность всех электростанций. 

Но и коэффициент использования у них в соответствующее число раз меньше.

В смысле? Не понял реплику.

[pkl]

всё нельзя - но почти всё - можно, а остаток забить электромобилями - кроме военной техники, конечно - электрический не то что самолёт, танк или даже бронемашина - что-то из разряда глубокого гротеска... добывающую технику тоже, думаю, можно на электротяги пустить. правда вот редких металлов это жрёт прискорбно много...

Лучше уж тогда синтетическое топливо из угля или какой-нибудь органики.  Ибо не представляю, где можно взять столько Li на весь мировой автопарк. И сколько надо энергии - тоже.

[Проходящий Кот]

Придется покупать тролейбусы и ездить как все....

[L_Pt]

Придётся разрабатывать или более бедные месторождения, или перерабатывать отходы. А скорее, делать и то, и то. + где-то надо будет брать топливо для транспорта. Нельзя же всё перевести на поезда с электрической тягой! Поэтому энергии понадобится не просто много, а очень много: когда-то читал, что суммарная мощность всех ДВС раз В ДЕСЯТЬ превосходит суммарную мощность всех электростанций. 

Но и коэффициент использования у них в соответствующее число раз меньше.

В смысле? Не понял реплику.

Транспорт и энергетика потребляют соразмерное количество топлива.  Сумарная мощность авто во много раз больше, но и большую часть времени они стоят на парковке, в отличии от электростанций.

И большая часть мощностей ДВС – вовсе не промышленные грузовики или фуры, а обычные массовые малолитражки, которые используются чтобы доставить одного человека из дома в на работу или в магазин, и обратно.

pkl

Лучше уж тогда синтетическое топливо из угля или какой-нибудь органики.  Ибо не представляю, где можно взять столько Li на весь мировой автопарк. И сколько надо энергии - тоже.

Особенного дефицита лития вроде бы нет, он ж ведь не расхождуется, и при выходе аккумуляторов из строя отлично рециклизируется.

А энергия так тем более, из сети намного дешевле, чем из бензина. Тем более синтетического.

[anovikov]

Не, на самом деле это именно так - подавляющая часть жидкого топлива расходуется в обычных пассажирских машинах и пикапах (passenger cars and light trucks).