Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

Раньше за счет гидроразрыва Германия прилично у себя газа добывала, а сейчас из-за этих запретов экологов у них добыча газа почти до нуля упала

Причина куда банальнее - истощение месторождений. Никакие технологические усилия отменить закон сохранения массы не в силах. Невозможно из месторождения взять больше, чем там есть.

[AlexAV]

В Германии природный газ физически не может закончится.

Ещё как может. Его количество и в угольных пластах конечно (и на самом деле ничтожно по сравнению с количеством угля).

Всё добыть в месторождение невозможно, нет таких технологий.

Газ подвижен и выходит почти полностью без всяких ухищрений. Тут вопрос только в дебете скважины и сроке. В одном случае будете качать несколько десятилетий, в другом опустошите за несколько лет.

Что касается нефти то её добыча из низкопроницаемых коллекторов в том виде, в котором практикуется в США на самом деле хищнический, т.е. по сути сути там имеет место ситуация "затопчем больше, чем добудем".

Большинство месторождений такого типа там эксплуатируются в режиме истощения энергии пласта. Т.е. никаких мер по поддержанию давления в пласте не применяется (для низкопроницаемых коллекторов они по сути и не разработаны, качать как обычно воду в пласт там не вариант, вода подвижной нефти, что при малой проницаемости критично). При этом находящийся в пласте газ выходит вместе с лёгкой фракцией нефти (по сути конденсатом), а большая часть остаётся в пласте и после падения давления извлечь её становится невозможно, причём скорее всего уже никогда (после того как энергия пласта будет истощена - уже любой гидроразрыв бессилен).

Концентрированный полезный продукт выкачивают обычными скважинами, а рассеянный полезный продукт с помощью гидроразрывов.

И там и там концентрированный. Только без гидроразрыва можно разрабатывать пласты с высокой проницаемость, а с ним также и с низкой.

Последняя область обладает огромным потенциалом

Не особо. Количество структуры с этой самой низкой проницаемостью, где добыча обычными способами была затруднена, к совокупным ресурсам добавляет не так много. Особенно по нефти (где из-за необходимости эксплуатировать месторождение в режиме истощения энергии пласта удаётся извлечь лишь малую часть того, что там содержится, а остальные запасы по сути угробить).

[AlexAV]

Абсолютные размеры субсидий примерно равные.

Сами придумали? Если открыть ыинансовый отчёт росатома, то от туда ничего подобного не следует (http://www.rosatom.ru/about/publichnaya-otchetnost/         http://www.rosenergoatom.ru/shareholders/raskrytie-informatsii/finansovaya-otchetnost/).

[AlexAV]

Нет, посчитал.

Тогда Вам стоит представить источник информированности и метод рассчёта.

В финансовом отчете Росатом постеснялся показать обе цифры.

Да ничего подобного, средства полученные по ДПМ входят в строку Выручка за мощность, она там есть. Всего за предоставление мощности Росатом получил в 2016 - 87,9 млрд. руб. (отдав в сеть  - 196,4 млрд кВт∙ч электроэнергии). Легко посчитать, что получается  45 копейки/кВтч. Как-то не очень много (явно меньше, чем предоставляют на зелень). Опять же субсидиями это называть не  верно, хотя частью стоимости энергии это безусловно является.

Общая реальная стоимость энергии включает 188,5 млрд. руб. платы за электроэнергию и эти 87,9 млрд. руб. платы за мощность.  Т.е. 1,4 руб./кВтч = 2 евроцента/кВтч. Это полная реальная стоимость ядерной энергии, включающая и все выплаты по ДПМ, и администативные расходы и прибыль (которая тоже есть, Росатом работает с прибылью), вообще всё. Т.е. это реальная стоимость энергии, по которой она отдаётся сети (естественно на счётчике электростанции).

[AlexAV]

примерно 88 млрд. руб. по ДПМ и 60 млрд. прямых субсидий из бюджета

Откуда Вы взяли цифру 60 млрд. (хотя в общем раскладе она мало что принципиально меняет)?

В Германии ветростанции в последние годы отдавали электроэнергию по цене около $70 за МВт*ч

Итого атомная энергия (со всеми субсидиями, ДПМ и прочим ) в 3,5 раз дешевле, чем сферический ветряк в вакууме даже в достаточно ветряной северной европе. Правда ветряк на выходе в сеть даёт невменяемую пилу, что ещё требует значительных затрат от сетей на её компенсацию, что эта цифра никак не учитывает. Т.е. реальная стоимость ветровой энергии из-за нестабильности существеннно выше (просто платить её приходится не на уровне генерации, а на уровне сетей). АЭС же даёт нормальную стабильную базовую мощность.

уть менее половины выручки ветряковых станций - субсидирование потребителями.

Т.е. субсидии на ветер (только на саму генерацию, без дополнительных расходов на сети!) больше, чем полная (с учётом всех затрат и субсидий) стоимость атомной энергии. Что, как говорится, и требовалось показать.

[AlexAV]

Остальные ЭС так же имеют выручку за мощность. Субсидией нужно считать разницу.

Согласен. Плата за мощность сама по себе субсидией не является, это плата за услугу.

[AlexAV]

Немецкие потребители, за которых так любят попереживать борцы с ВИЭ, по счетам за свет платят в основном в бюджет и пенсионный фонд, при среднем-то тарифе для населения около $400 за МВт*ч.

Вот структура тарифа там:



Как видите большая часть налогов и сборов совсем с электроэнергии не в пенсионный фонд.

Источник картинки
 

[AlexAV]

Типа АЭС не требуют строительства сетей?

Нужно. Но сети когда источник даёт энергию когда она нужна, а не когда Аллах пошлёт - намного проще. Не требуется аккумуляция, не требуется закладывать избыток пропускной способности сверх потребности,  снижаются потребность в передаче энергии на сверхдальние расстояния и т.д. Системы распределения энергии и поддержания устойчивости сети для ТЭС/АЭС несравнимо проще и дешевле, чем для нестабильной генерации. Для последней это ничуть не проще и не дешевле, чем эту самую энергию сгенерировать.

[AlexAV]

ИНтерсно, почему на тезис о тарифе для домохозяйств Вы считаете достойным столь торжествующего тона, отвечать графиком структуры тарифа для промышленности?

Ну Вот для домохозяйств (см. приложенный рисунок).

НДС + налог на электроэнергию (т.е. то что может пойти в пенсионный фонд и бюджет) - 25.7% конечной стоимости энергии. Почти всё остальное - стоимость её генерации и доставки до потребителя (выплаты на ВИЭ очевидно надо расматривать как часть стоимости генерации).

[AlexAV]

Правильный график вот:

И какая на нём доля чисто налогов в стоимости энергии? По последнему году 68% стоимости - это именно её физическая стоимость, а не налоги (генерация + субсидии на зелень + плата сетям). Как видите налоги лишь умеренная поправка к стоимости энергии для потребителя, большая часть её стоимости - объективные затраты.

[AlexAV]

К сожалению, АЭС даёт энергию НЕ когда она нужна, а либо дает либо не дает очень инерционно.

У сети есть уровень ниже которого мощность потребления не опускается почти никогда. Вот для примера график загрузки ОЭС Центр за конкретный день:



И именно этот уровень - естественная ниша АЭС. На этот базовый уровень приходится где-то порядка 60-70% общего потребления энергии. Если использовать инструмент в своей нише, т.е. ставить столько АЭС, чтобы их генерация была не выше этого минимума, то никакая аккумуляция не нужна вообще.

Пики в любом случае придётся закрывать газовыми ТЭС/ГЭС/ГАЭС, тут на сегодняшний день никаких альтернатив нет.

Каждое техническое средство хорошо для решения какого конкретного круга задач и тянуть его в нишу для него совершенно не предназначенную не нужно. Ниша АЭС - базовая генерация. И если она работает там, то аккумуляция ей совсем не нужна.

Вы путаете высокоманевренную газовую генерацию с атомной, которая совершенно неманевренна.

Ничего я не путаю. В сети есть базовые и маневренные мощности. Задача первых - выдавать в сеть максимально дешёвую энергия в постоянном режиме, им никуда маневрировать не нужно. Задача вторых - обеспечивать стабильность сети, покрывая пики потребления (как правило цена генерации у них намного выше, чем у первых). Ниша АЭС - первая. Просто не нужно тянуть её в область задач, для решения которых она просто не предназначена.

[AlexAV]

субсидирования примерно на уровне бурого угля

С углём там совсем шизофрения. Довольно креативно навесить налоги на выбросы СO2, а затем тут же эти совершенно искусственные издержки частично компенсировать субсидиями.

[AlexAV]

И ВИЭ вовсе не вытесняют атомную генерацию из этой ниши. ВИЭ должны замещать уголь и газ, которые исчерпаемы в среднесрочной перспективе. Очем, собственно, и тема настоящего треда на форуме.

Отнюдь. Нестабильные ВИЭ нарушают работу прежде всего АЭС, угольных ТЭС и высокоэффективных ПГУ работающих на газе (вообще всё, что использует цикл Ренкина маневренных режимов не любит). Нормально работать в паре с ними (при их большой доле) могут только сравнительно малоэффективные газопоршневые и газотурбинные машины. Топливом для них может быть только газ (или нефтепродукты, но их из-за высокой цены обычно не используют). А без этих газовых мощностей система с нестабильными ВИЭ вообще нормально функционировать не может.

Т.е. результатом является сокращение использования угля и атома при сохранение стабильной (жизненно необходимой для системы) потребности в газе. Если цель - уход от проблемы полезных ископаемых, то такой результат совершенно не соответствует цели.

Горючие полезные ископаемые ведь имеют совсем не одинаковые запасы. Дно по запасам нефти мы начинаем щупать уже сегодня, газ побольше (и главное его промышленная добыча началась позже), но не сильно, через несколько десятилетий начнут ощущаться проблемы, а вот уголь является самым обильным горючим полезным ископаемым, рано или поздно он конечно тоже кончится, но лет 100 - 150 ещё можно не сильно беспокоиться.

Т.е. если мы желаем уйти от пика горючих полезных ископаемых, то казалось бы разумно что-то делать с потреблением газа сохраняя и даже увеличивая на данный момент потребления угля (срок превышающий 100 лет достаточно большой, чтобы оставить решение этой проблемы на потом, это даже разумно, т.к. к тому моменту могут появиться новые решения, которые этот переход могут облегчить). Опять же в той же Германии свои запасы угля есть.

На практике же наблюдается обратное. Истерическая борьба с углём при внедрение мер, которые делают экономику ещё более зависимой от более дефицитного газа. Едва ли это можно объяснить с позиции здравой логики.

Изначальный посыл темы: уголь и нефть с газом кончатся. И скорее рано, чем поздно. К чему придет цивилизация?

Да. Но проблему нельзя рассматривать настолько узко. К моменту когда закончится уголь - закончатся и источники редких элементов. Серебра, лития, кобальта, никеля, меди, цинка и т.д.

Можно ли рассматривать те же солнечные батареи как альтернативу углю (я даже опускаю даже все технические и экономические сложности при этом), если серебро для их производства закончится раньше угля? Является ли альтернативой ДВС электромобиль, если литий, кобальт и никель для высокоёмких аккумуляторов при широком их использовании закончится раньше нефти? В дизель хоть растительное масло можно залить, а вот как построить электромобиль без лития?

Полагаю, что ответы на эти вопросы очевидны. Никакая альтернатива углеводородам не может считаться на самом деле возобновляемым источником энергии, если она сама или на любой стадии её производства используются редкие элементы, не имеющие сколько-нибудь осмысленного неограниченного источника (т.е. проще говоря всё, что с разумными затратами нельзя извлечь из Подмосковного суглинка - редкие. ). И это надо тоже учитывать.

Альтернатива всего лишь заменяющая один конечный ресурс - другим, ещё более редким, никакой альтернативой считать нельзя.

[AlexAV]

либо 2.

На втором графике в ВИЭ включают ГЭС. ГЭС - безусловно тоже возобновляемая энергия, но в силу существенных отличий при работе в сети их нужно рассматривать отдельно от нестабильных ВИЭ.

[AlexAV]

Вакуумный солнечный коллектор  для систем с принудительной циркуляцией прекрасно справится.

В пасмурный декабрьский день вы этим вакуумных нагревателем будите долго (и не слишком успешно ) что-то греть.

[AlexAV]

1)КПД...у панели 20%, у колектора до 80%
2)Редкие элементы вроде серебра не нужны.
3)Акумулировать тепловую энергию колектора значительно дешевле, электричества.

Коллекторы - нормальное решение, но годятся вовсе не для любой климатической зоны (причём важна не только широта, но и количество ясных дней, при сильной облачности от них пользы - ноль). В Израиле или Крыму вполне неплохо. Под Санкт-Петербургом или в Копенгагене - полный бред.

Полностью закрыть вопрос горячего бытового водоснабжения они могут только в пожалуй в сухой части тропического и субтропического пояса.

[AlexAV]

Проект федерального бюджета на 2018 год и плановый период 2019–2020 годов, предусматривающий снижение субсидий на строительство АЭС. «Росатом» сможет получить из бюджета на развитие атомного энергопромышленного комплекса в следующем году 56,1 млрд руб. — это немного меньше суммы, утвержденной в декабре 2016 года в бюджете на 2017 год и плановый период 2018–2019 годы (57,5 млрд руб.).

Большая часть этой суммы идёт на финансирование федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2016–2020 годы и на период до 2030 года». А эта программа напрямую субсидирование работы или строительства АЭС не является.

Основные направления в её рамках - переработка ОЯТ и захоронение РАО (причём достаточно значительная часть - НИОКР в этой области). Демонтаж некоторых ядерных объектов (скажем ПУГР, которые к мирному атому вообще отношения не имеют) и реабилитация ряда радиационно-заражённых территорий (опять заражённых ещё очень давно в 50-х - 60-х и в связи в основном с военным атомом).

Это можно считать ценой косвенных издержек атомной энергии, но сравнивать их с прямыми субсидиями некорректно. Вы же не включаете стоимость тех же НИР и НИОКР в области ВИЭ в объём субсидий (а это что-то из такой же области)?

[AlexAV]

Ну как минимум для части населения где нет полярной ночи.... или 360 дней дождевых в году).

Зачем полярная ночь? В декабре (особенно таком, какой был в 2017 году, почти ни одного ясного дня) и в Воронеже или Краснодаре от него будет мало толку.

[AlexAV]

В целом возобновляемая энергетика развивается очень быстро по всему миру, кроме России, Венесуэлы, КНДР и некоторых наиболее отсталых стран Африки.

Какой-то странный аргумент. Вот весь мир бросился бороться с глобальным потеплением. И что? От этого менее бессмысленной эта деятельность не стала.

А теперь посмотрим здраво.

Посмотрим сначала на запасы угля в России. Возьмём даже только запасы по категории А+В+С1 (это то что практически точно есть и может быть извлечено с приемлемыми затратами).

Их в России 198 млрд. тонн.

Потребление угля и газа в России - 390 млрд. м3 и190 млн.т соответственно. Если всё заменить углём потребуется около 1 млрд. тонн угля в год. Т.е. конкретно в России (про весь мир я не говорю, тут ситуация отнюдь не столь красивая) можно спокойно жечь уголёк при сохранение современных потребностей в энергии ещё 200 лет минимум (реально больше, категория А+В+С1 это далеко не все запасы, другие категории по мере исследования тоже могут мигрировать сюда). Это не вечность, но это достаточно много, чтобы не бежать куда-то в неизвестном направление в срочном порядке.

Т.е. аргумент, что традиционные ресурсы у нас могут быстро закончиться тут не работают (к нефти и, в несколько меньшей степени к газу, это относится, но не к углю).

Стоимость генерации. Единственная экономическая проблема генерации электроэнергии из угля - тараканы в головах чиновников некоторых стран (газ конечно вдали от источников угля по совокупности получается подешевле, но тут различие не носит катастрофический характер). Если на ТЭС навешивать "налоги на воздух", т.е. скажем на те же выбросы СO2, который на самом деле никому не мешает, то тут что угодно можно сделать убыточным.

Посмотрим стоимость угольной генерации на примере скажем угольной Березовской ГРЭС. Отпускной тариф на электроэнергию  Березовской ГРЭС в 2016  (http://www.unipro.energy/shareholders/reports/annual_reports/) - 400 руб/МВтч и плата за мощность около 170 р/кВт в месяц. Это реальный тариф реальной электростанции с которым она приносит реальную прибыль, а не жрёт субсидии. Может СЭС или ВЭС окупится с таким тарифом - ответ очевиден, нет не может (не может даже если вопрос откуда брать электроэнергию в безветренную декабрьскую ночь брать не рассматривать, а если и его - не может с большим запасом).

Т.е. экономических оснований её развивать тоже нет. Если "прогрессивная" технология делает энергию не дешевле, а дороже - это вредительство, а не "прогресс".

А тогда зачем? Экспериментировать нужно, несколько не больших СЭС и ВЭС для набора опыта эксплуатации не помешают, но тыкать их в огромном количестве за счёт роста тарифов или бюджетных субсидий - бред.

[AlexAV]

Sion Power анонсирует выпуск аккумуляторов Licerion, удельная энергоемкость которых равна 500 Вт∙ч/кг
https://www.ixbt.com/news/2018/01/31/sion-power-licerion-500-8729.html

У систем с металлическим анодом - главные проблема долговечность (быстро выходят из строя из-за прорастания дендритов) и безопасность (опять же через дендриты ячейку может замыкать с последующим самовозгоранием). С долговечностью у заявленной системы не очень, т.е. решить радикально эту проблему они видимо не смогли. 400 циклов - это очень не много.