Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

Смотрим таблицу ниже средняя стоимость у ветряков 86.6$ за мегаватт в час, у гидро 90.3. Ниже только у газовых ТЭЦ - 65.6 и геотермальных сравнимо - 89.6.

Это обещания к 2018 году. А не фактический тариф.

А в других странах это не так, там большинство гидроэнергии идет с мелких ГЭС, которые работают только по полгода, и гидроэнергия там уже не такая дешевая.

Такие ГЭС к металлургии не имеют никакого отношения, поэтому и сравнивать бессмысленно.

Алюминиевые заводы ставят именно на больших ГЭС, и именно они и должны быть эталоном.

[AlexAV]

А в других странах это не так, там большинство гидроэнергии идет с мелких ГЭС, которые работают только по полгода, и гидроэнергия там уже не такая дешевая.

Это вообще что за ГЭС? Бесплотинный микроГЭС? Но это такой же бред, что и все нетрадиционные ВИЭ.

Даже очень маленькая Дзауджикауская ГЭС (всего 9 МВт) обеспечивает отпускной тариф 1,1 р/кВт час (не одна копейка, конечно, но всё же приемлемая величина).

[AlexAV]

Вот это уже близко к реальности. 1.1 рубль это 3 цента за киловатт.

Т.е. даже маленькая ГЭС даёт энергию в 2-3 раза дешевле ВЭС и при этом не имеет проблем, по крайней мере, с внутри суточными колебаниями производства энергии (даже наоборот, без особых проблем может работать в маневровом режиме и сглаживать колебания в потреблении).

Вообще-то этого уже достаточно чтобы говорить о подавляющем преимуществе.

[AlexAV]

К тарифу можно смело приплюсовывать затраты на подорожание рыбы.

Рыбы в целом становится больше, а не меньше. Меняется только видовой соста: речных и особенно проходных становится меньше, а озёрных и болотных больше.

3. Экологические проблемы.

Большей частью надуманные. При строительстве плотины  экосистема типа пойма+река превращается в экосистему типа озеро. И всего.

Чем озеро хуже реки?

Так же как и к ценам ТЭС на угле можно добавлять затраты на здравоохранение и убытки от повышения смертности среди населения.

И не забудьте это приписать также производству солнечных батарей. Очистка кремния – это деятельность дико грязная.

[AlexAV]

Проблема с внутрисуточными колебаниями решается заблаговременным прогнозом силы ветра за несколько суток и синхронизацией с ГАЭС и газовыми ТЭЦ.

Тогда надо включить в стоимость электроэнергии стоимость обслуживания ГАЭС и электрической сети их связывающей. И в итоге получатся уже совершенно другие цифры.

А почему Вы думаете, что в среднем по миру это маленькая ГЭС? Пожалуй это типичная ГЭС в горных районах, как в той же Норвегии, которые 98% электричества с ГЭС получают.

Ну, возьмём маленькую и равнинную. Скажем Свистухинскую ГЭС. Мощность 12 МВт. Тариф 53 коп/кВт час.

Приведите конкретный пример этой  вашей типичной ГЭС.

Поэтому думаю, что в ближайшие годы ВЭС догонят по общей выработке ГЭС в мире. Особых преимуществ у ГЭС перед ВЭС нету. ГЭС также не поставишь в любом месте, capacity factor далек от идеала.

Самый важный параметр – отпускной тариф (остальное - технические детали). А здесь ГЭС вне конкуренции.

[AlexAV]

Очистка кварцевого песка или горного хрусталя не может быть дико вредной

А вот производство хлорсиланов – очень даже.

[AlexAV]

А почему Вы думаете, что в среднем по миру это маленькая ГЭС? Пожалуй это типичная ГЭС в горных районах, как в той же Норвегии, которые 98% электричества с ГЭС получают.

http://rosinvest.com/acolumn/blog/jelektrojenergija/167.html

С экономической точки зрения, МГЭС малозатратны и быстроокупаемы. К примеру, строительство МГЭС мощностью до 500 киловатт, обходится в примерно 15 миллионов рублей строительно-монтажных работ, и вводится в эксплуатацию за полтора года. Этих сроков можно достичь, если использовать совмещенный график разработки проектных документов, изготовления агрегатов и строительно-монтажных работ. Себестоимость вырабатываемой электроэнергии на подобной МГЭС составит не более 50 копеек за 1кВт/ч, это в полтора раза ниже, чем фактическая себестоимость электроэнергии в энергосистеме. Таким образом, расходы на строительство такой МГЭС окупаются за 4-5 лет.

[AlexAV]

5-10 центов за киловатт. Это и есть примерная стоимость гидроэлектроэнергии в мире.

Цена электроэнергии – это не тариф электростанции (и уж тем более не себестоимость), а сумма этого тарифа и стоимости её распределения. А доставить электроэнергию до потребителя стоит часто дороже, чем её произвести.

Электросети - это очень дорого.

[AlexAV]

spot price - это отпускная цена?

Это биржевая цена, но стоимость распределения сюда тоже входит.

[AlexAV]

У меня простой вопрос. Если себестоимость производства э/э на гидроэлектростанциях такая маленькая, а прибыли о-го-го, то почему наша РусГидро не наращивает мягко говоря капитализацию?

РусГидро – мягко говоря не бедствует.

А вот на российский фондовый рынок смотреть вообще не стоит. Это такое казино, которое вообще мало что характеризуют, беготня спекулянтов, не более.

[AlexAV]

А вот та тестируемая ВЭС из композита в США. У нее срок эксплуатации 100 лет.

Интересно, как это они установили. 

Реальный срок службы может быть выяснен только на основании реального опыта эксплуатации и никак иначе. Всё остальное – сказки для слишком доверчивых граждан.

На практике ветротурбины не показывают даже обещенного 20-летнего срока. Механника рассыпается куда быстрее.

Роторы ветрогенераторов отказывают, не выдерживая заявленных сроков эксплуатации

Недавний доклад «Производительность ветроэнергостанций в Британии и Дании» указывает на более короткий срок службы ветряных турбин, чем заявленный 20-летний срок службы.

В штате Нью-Йорк есть ветроэнергостанция (ВЭС) с 67 турбинами, работающая около трёх лет.
Недавно несколько штук отключили, чтобы отремонтировать 10 лезвий. Если каждое из лезвий принадлежит разным турбинам, это означает, что ВЭС производит на 10 процентов меньше энергии, чем было запланировано, пока турбины не были введены в эксплуатацию. Также справедливым было бы предположить, что срок службы турбин будет меньше, чем планировалось изначально.
……
Вырабатываемое ветром электричество уже очень дорого, а может стать ещё дороже.

[AlexAV]

Ежегодный сapacity factor старейшей морской ветрофермы в Дании.
http://energynumbers.info/capacity-factors-at-danish-offshore-wind-farms

Этот тут вообще причём? Работающие станции собственно ремонтируют. А при условии ремонта никакого падения генерации конечно не будет. Речь о внеплановых эксплуатационных затратах.

Ежегодный сapacity factor старейшей морской ветрофермы в Дании.
http://energynumbers.info/capacity-factors-at-danish-offshore-wind-farms

Кстати маленькие ветряки должны в этом смысле вести себя лучше, чем большие. Механические нагрузки на узлы меньше.

Если же рассматривать в общем, если бы у ветряков были катастрофически частый износ и поломки, то они бы просто физически не смогли бы наращивать объем генерации электричества в значимых масштабах, как сейчас уже 30% в Дании, 25% в Айове, 18% в Испании и Португалии.

Да никаких проблем. Вопрос только в затратах.

[AlexAV]

Всё таки пустой спор. Сейчас есть нефть, и строители ветряков не задаются вопросом - как с помощью ветряка вспахать 10 тыс га земли.

Вообще да. Но не только. Не менее интересны вопросы – где брать металл, химию, удобрения, стройматериалы и т.д. Промышленные технологические циклы требуют энергии в тепловой форме намного больше, чем в электрической. Понятно, что тепло можно производить и электронагревателем, но сразу становится вопрос о цене. Так вот цена на газ в 400 $/тыс. м3 (от которой вся Европа стонет как о непомерной) – это только 4 ц/кВт час (ясно у конечного потребителя), а такие намного ниже современного уровня цен (даже без умных сетей, со всё ещё умеренной долей ВИЭ и т.д.). А если цена энергию для промышленности растёт – с мультипликатором будет расти цена инфраструктуры, в том числе генерация и распределения электроэнергии.

Не получается чисто электрической экономики. Слишком этот вид энергии дорогой, причём речь не столько о генерации, сколько о доставке и распределение. Причем не важно чем мы её будем генерировать (атомная, термоядерная или ветровая или даже гидро-).

Источник энергии должен давать возможность производить тепло непосредственно, без дорогого этапа электрогенерации. Это в принципе только ядерная и бросовая биомасса всё. Но первая – только в теории (соответствующих реакторов и технологических циклов с их использованием пока просто нет). Второе – несовместимо с сохранением текущего характера расселения, да и формы цивилизации вообще (в силу рассеянности и сложности транспортировки этого ресурса).

[AlexAV]

Когда-то очень популярной была идея МГД-установки, которая повысила бы кпд электростанции до 60%.

Свёрнуто это всё. По фундаментальным причинам. Из-за пристеночного слоя газа КПД не приемлемо снижалось.

Да есть такие газовые ТЭЦ. Их в последние годы в мире активно строят. К примеру:
http://w3.siemens.ru/energy-efficiency/energy-efficiency.html

Комбинированный цикл к МГД не имеет никакого отношения.

[AlexAV]

Это почему экономика не может быть чисто электрической без ископаемого топлива? У современных ГЭС и ВЭС EROI в пределах 20-40, у СЭС естественно поменьше, но это сильно зависит от географической широты.

О… Этот вопрос вообще говоря крайне интересен. Дело в том, что подсчёт EROEI достаточно сложен и должен включать в себя не только прямые затраты на постройку и обслуживание системы, но и косвенные. Т.е. затраты на создания оборудования на котором создаётся система, затраты на создание и эксплуатацию оборудования, для создания оборудования на которое используется в производстве, материалы на всё это, затраты на создание оборудование для добычи материалов, создание оборудования, для постройки оборудования для добычи материалов и т.д. И для технически сложных изделий это цепочка будет сходиться достаточно медленно. Т.е. прямые затраты – будут лишь вершиной айсберга. Но учесть всю цепочку на практике практически невозможно, и приходится где-то останавливаться. Т.е. EROIE при непосредственном подсчёте затрат будет всегда (и возможно очень сильно) завышенным.

С другой стороны источники энергии с паритетным EROIE должны иметь паритетную себестоимость. Это конечно может искажаться налогами и субсидиями, но всё же может давать ориентир.

И здесь начинается самое интересное. У природного газа по при подсчёте затрат даёт EROIE около 10 (сказанное о завышенности любой таких оценок здесь тоже относится, но здесь относительно велики прямые затраты на бурение и транспортировку, поэтому это будет сказываться не так сильно). Стоимость такого газа около 140$/м3(ясно в странах-производителях).

Может ваш ветряк конкурировать с газом по 140-150 $/м3 в сфере отопления? Думаю ответ очевиден. Да даже в электрогенерации (это сниженает  EROIE газа вдвое за счёт КПД и ещё существенно за счёт стоимости и обслуживания генерирующих мощностей, т.е., видимо, ближе к 3) не очень.

Значит ни о каком EROIE в 20-40 не может быть и речи. Это не более чем недоучёт вкладов производственной цепочки. Даже 5 там точно нет. Может быть 2-3. И это без распределительной электросети, которая ещё больше будет снижать это значение.

Вообще ориентируясь на цены нефти и газа можно оценить, что грань EROIE=1 должна лежать в окрестности 15 ц/кВт час (это соответствует цене около 250 $/б по нефти, 1500 $/1000 м3 газа и 1200 $/т угля). Это не слишком отличается от тарифа в той же Германии.

Иначе, если она такая эффективная, то почему она такая дорогая?

[AlexAV]

а биотопливо как?

С биотопливом всё куда интереснее. Если электроэнергетика в любом случае упирается в сети, причём передача и распределение даже в традиционных сетях переменного тока получается уже весьма дорогой. А решение проблемы нестабильности источника сделает их ещё дороже (уже явно до не приемлемого уровня), то у биотоплива такого узкого места собственно не видно. Т.е. сложно привести аргументы, почёму оно не может стать базовым энергоносителем.

Единственная очень существенная проблема – рассеянность по поверхности планеты и сложность с транпортировкой первичного материала. Т.е. собирать и перерабатывать надо на месте, а это подразумевает совсем иную схему расселения, по сравнению с современной. Но, в принципе, ничего совсем невозможного не видно.

Естественно речь не о спирте из кукурузы. Что есть абсолютный абсурд и расточительство. Скорее о чём-то ближе к соломе.

[AlexAV]

В принципе, без нефти, газа и урана прожить можно, и даже сохранить цивилизацию, не свалившись в темное средневековье. Но структура общества для этого неизбежно должна измениться, как и общественные приоритеты. Жить будем беднее, работать больше.

Собственно никто и не утверждает, что завтра всё рухнет. Исчерпание ресурсов процесс не мгновенный, а растянутый во времени. Будет медленное скольжение вниз. Фактический объёмы производства и уровня жизни станут постепенно снижаться, некоторые технологии утрачиваться. На этом фоне будут происходить кризисы, которые будут сменяться периодами кратковременного роста, но восстановление при этом будет не полным.

Что касается временных рамок. То думаю, совсем отчётливо это скольжение будет видно от 2030-го года (может быть и несколько раньше с 2020-х). При этом к началу 22-го века у нас ещё будут железные дороги, заводы, города, но спад уже будет весьма заметен. В течении 22-го века мы нащупаем равновесный уровень в рамках индустриального уклада (но намного на более низком уровне по сравнением с тем, что мы имеем сегодня), или не нащупаем и пойдём дальше в направление тёмного средневековья.

[AlexAV]

Солома ... какая калорийность? Неэффективное крайне топливо.

Да как у почти любой растительной органики, около 16 МДж/кг. Другой вопрос, что у неё очень низкая насыпная плотность и транспортировать её на большие расстояния крайне затратно.

Даже солома не подходит...нужны какие-то быстрорастущие водоросли или бактерии.

Ну, эти водоросли надо где-то сажать, как-то собирать, сушить и перерабатывать (а любой фотосинтезирующая культура – требует площади, миллионов гектаров и от этого никуда не уйти). А солома уже лежит надо просто взять (у зерновых соотношение массы зерна и соломы 1:1.5-2, т.е. на 2.5 миллиарда тонн выращиваемого зерна приходится около 5 млрд.т. этой соломы или 1.5-2 млрд.т. нефтяного эквивалента). Другой вопрос, что даже это пока по большей части не получается сделать экономически эффективно.

Водохранилище за плотиной мало-помалу заиливается...

Это понятно. Только не вполне уверен, что здесь надо ставить только знак минус. Такое заиленное дно (если подспустить воду) – готовое месторождение сапропелей. Топливо не очень качественное, но как удобрение и химическое сырьё – вполне (даже жидкое топливо можно сравнительно несложно получать, правда экономический эффект и EROIE этой деятельности не очень понятен).

а воды не будет ибо уровень паводковых вод русла рекибудет ниже накпленных слоев ила водохранилища

От климата и количества осадков зависит.

[AlexAV]

Прикольно. http://lenta.ru/news/2013/07/15/moltensalt/

27 Квт/ч на литр.

Действительно. Как в анекдоте. Только не Рабинович, а Иванов. И не «Волгу», а сто рублей. И не в лотерею, а в карты. И невыиграл, а проиграл. Только не получено, а является термодинамическим пределом, и не электрохимической системы, а только анода.

Для системы в целом термодинамический предел (если пересчитать по данным оригинальной статью) – 2.4 кВт час/кг.

А в реальных устройствах обычно получается раз в 3-5 меньше предельной величины (т.е. не так уж сильно больше того, что есть, только здесь ещё потребуется температура в 800 градусов).

[AlexAV]

Вообще уже сейчас в Германии отапливаться электричеством от солнечных батарей также выгодно, как отапливаться электричеством от сжигания нефти-мазута.

Отапливать электричеством вообще невыгодно. И уж совсем клинический бред - отапливаться электричеством от дизельгенератора. Для отопления этот мазут или ДТ можно просто сжечь. 

Вообще к чему это сравнение? Для генерации электроэнергии нефтепродукты используют достаточно узко и прежде всего там, где есть проблемы с доставкой угля и газа (или нефть совсем дешёвая, как в Саудовской Аравии). И уж точно никому в здравом уме и твёрдой памяти не придёт в голову этим очень дорогим электричеством отапливаться.

Вообще, энергоснабжение удалённых регионов вопрос отдельный (и к проблеме замещения углеводородов в базовой энергетики имеет весьма отдалённое отношение). И здесь, да, ВИЭ могут иметь вполне осмысленную нишу.