A A A A Автор Тема: Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации  (Прочитано 1367269 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн ivanij

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 27 074
  • Благодарностей: 652
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от ivanij
"завалы в экономике обычно разгребают с использование тяжелой техники... танки, самоходки..."

Нет, это слишком. Но мне всегда казалось странным, что говоря о высоких технологиях, почему-то ничего не говорят о том, что цех, или здание, где эти самые высокие технологии разрабатываются, тоже должен быть кем-то построен. А для этого нужна тяжёлая техника, для производства которой должен выплавляться металл. Для которого надо найти и добыть уголь. Или выработать электричество. Для чего надо построить электростанцию, на которой смонтировать турбины, которые тоже надо сделать на каком-то крупном заводе и т.д. То есть материалоёмкие и энергоёмкие технологии всё равно останутся.
Моя философия не дала мне совершенно никаких доходов, но она избавила меня от очень многих трат. А.Шопенгауэр.
   Лучше совсем не браться за дело, чем исполнить его дурно. А.П.Романов.

Оффлайн pppppppo_98

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 940
  • Благодарностей: 26
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от pppppppo_98
>Что? Если панель окупает энергетические затраты на собственное производство за считанные дни, то EROI равно срок службы в днях (с учётом падения эффективности) делённый на срок окупаемости в днях?

Да что там дни - считанные часы, а то и минуты с секундами...Ведь уже вывели новый сортрапса, который на лугах Померании дает четыре урожая поликремния,  а индий с германием прям в виде пленки добывают от Мыса Доброй надежды до Мыса Дежнева...Не вру - все чистая правда...

Оффлайн pppppppo_98

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 940
  • Благодарностей: 26
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от pppppppo_98
>Но мне всегда казалось странным, что говоря о высоких технологиях, почему-то ничего не говорят о том, что цех, или здание, где эти самые высокие технологии разрабатываются, тоже должен быть кем-то построен.

А еще почему-то забывают, что прежде чем создать, новые технологии нужно построить даборатроии произвести деятки тысяч экспериментов, силами тысяч ученых ( которых нужно кормить)...Из сотен подобных исследвания , одо -два может быть дойдут до уровня технологии...А все остальные материально-технические затраты, будут списаны в утиль- максимум, что останентся пару сотен журнальных публикаций, которых и читать никто не будет...

Оффлайн Resident

  • ****
  • Сообщений: 267
  • Благодарностей: 9
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Resident
Но мне всегда казалось странным, что говоря о высоких технологиях, почему-то ничего не говорят о том, что цех, или здание, где эти самые высокие технологии разрабатываются, тоже должен быть кем-то построен. А для этого нужна тяжёлая техника, для производства которой должен выплавляться металл. Для которого надо найти и добыть уголь. Или выработать электричество. Для чего надо построить электростанцию, на которой смонтировать турбины, которые тоже надо сделать на каком-то крупном заводе и т.д. То есть материалоёмкие и энергоёмкие технологии всё равно останутся.

ну может не говорят по причине самоочевидности. Но совершенно верно отмечено, что в экономике всё взаимосвязано. Могу даже больше сказать: производство картошки существенно улучшается составлением каталога галактик удаленных на миллиарды светолет. А сами по себе материало- и энерго- ёмкие технологии особых проблем не представляют.

Оффлайн Yuri

  • *****
  • Сообщений: 1 087
  • Благодарностей: 31
  • Per aspera ad terra..
    • Сообщения от Yuri
Там видно, что у тонкоплёночных она под 40. Но это так мало потому что расчёты идут из практически установленных мощностей, а их большая доля в Германии, где инсоляция очень низкая, и ещё учитывается ввод новых (энергозатраты на них), что тянет общий показатель вниз.
Очевидно, в Сахаре этот показатель выше чем у угля (80). Тем более затраты на производство снижаются из года в год.

Ввод новых мощностей не учитывается! EROI считается только панелей, а не всех инфраструктуры. С учетом ввода EROI фотоэнергетики вообще ещё болтается около единицы - то ли окупилось, то ли нет. Читайте внимательно свою же процитированную статью.

А если задасться вопросом, почему панели установлены в Германии? Потому что в Сахаре потребителей нет! Вышеприведенные данные по EROI панелей, не то что крайне оптимистические, они вообще не учитывают затраты на произодство и установку сопутсвующих технологий - инверторов, коммутаторов, передающих и распределяющих линий, а самое главное - накопительной и буферной структуры, регулирующей пики производства и потребления.

EROI панелей с учетом сопутствующей инфраструктурой - не превышает 10-12 в отсутствии каких ни было накопителей (даже если EROI самих PV-модулей 40-50). С буферным аккумулятором на один час потребления - она падает ещё в два раза и не превышает 5! Система с буфером на 95% доступности - упирается в лимит около 2!

И это мы ещё не считали EROI с учетом перевода на электрику самой нефть-зависимой деятельности, транспорта..



А вообще, в самой статье solar-front достаточно данных для пессимизма. Там отмечается, что практически до 2011 (а может быть и до 2015) - вся фотовольтаика всё ещё потребитель энергии, не окупилась по затратам и произведенной энергии. Замечу, это при том, что глобальные по настоящему затратные проекты, как то строительство буферных гидроаккумулирующих станций,  сети педачи Сахара-Европа и прочие - ещё даже не начаты.

Vegetarians eat vegetables - so beware of humanitarians.

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
А окупались первые железные дороги ----лет двадцать? Так что этот "текущий пессимизм" просто какой-то шум.

Оффлайн pppppppo_98

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 940
  • Благодарностей: 26
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от pppppppo_98
> окупались первые железные дороги ----лет двадцать? Так что этот "текущий пессимизм" просто какой-то шум.

При сроке службы панелей в 20 лет инверторов в 5 лет, химических аккумуляторов в 5 лет, шум как-то становится уровня Ниагарского водопада.

Q

  • Гость
Одно дело говорить об соотношении потраченной энергии к добываемой, и другое реальных текущих возможностях отрасли в разных странах. Не путайте одно с другим.

Если же говорить о применении электроэнергии в транспорте по сравнению с нефтью то указанный вами минус уже является на самом деле большим плюсом. Сравните КПД двигателей. В ДВС бОльшая часть энергии уходит в трубу.

Если же говорить о технологиях в рамках темы, то на ум приходят стартапы на те же аккумуляторы, на новые панели (за 10$ за квадратный метр), и у меня нет никаких сомнений, что они реализуются задолго до того как у человека кончатся ископаемые. EROEI станет выше чем у любого ранее применяемого источника энергии за всю историю. А у нефти он никак не поднимется, а будет сползать ниже и ниже.

Оффлайн pppppppo_98

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 940
  • Благодарностей: 26
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от pppppppo_98
>Если же говорить о применении электроэнергии в транспорте по сравнению с нефтью то указанный вами минус уже является на самом деле большим плюсом. Сравните КПД двигателей. В ДВС бОльшая часть энергии уходит в трубу.

Единственное различие между ДВС и электричееством - это то что в электродвигателях дым в трубу уходит за десятки-сотни километров от транспортного средства, а в случае ДВС - прям в самом транспортном средстве...А если говорить о солнце, то там дым уходит в трубу чуть ранее - на стадиях производства кремния, индия, германия, стекла, алюминия, аккумуляторов ти пр.

>Если же говорить о технологиях в рамках темы, то на ум приходят стартапы на те же аккумуляторы, на новые панели (за 10$ за квадратный метр), и у меня нет никаких сомнений, что они реализуются задолго до того как у человека кончатся ископаемые.

Упустили вы свое счастье ...Те кто производил панели по 10 долларов за метр пол-год назад обанкротились
« Последнее редактирование: 11 Мая 2013 [16:08:20] от pppppppo_98 »

Оффлайн pkl

  • *****
  • Сообщений: 5 283
  • Благодарностей: 59
    • Сообщения от pkl
Что наложится и на что? Какой ресурс был исчерпан, задаю я вновь риторический вопрос. Локальные мелкие вещи и примеры остановки производств где то роли не играют. Любое локальное производство не может существовать вечно, оно обречено.

Вы вроде любите вводить непонятные единицы пересчета. Например академик может валить лес, но это очень неэффективное использование академика. Если житель Британии может сделать что то хорошо, то упрекать его в том что он не выращивает коров как аргентинец это странно.

Да я к тому, что если одновременно и легкодоступные углеводороды закончатся, и богатые руды металлов. Примерно в одно и то же время. И нет ни дешёвой энергии, ни легкодоступного сырья.
Celestron PowerSeeker 114 EQ, но хочется большего

Сверхцивилизация - это цивилизация, овладевшая всеми практически значимыми технологиями, которые вообще допустимы законами природы.

Оффлайн Проходящий Кот

  • *****
  • Сообщений: 19 351
  • Благодарностей: 426
    • Сообщения от Проходящий Кот
> окупались первые железные дороги ----лет двадцать? Так что этот "текущий пессимизм" просто какой-то шум.

При сроке службы панелей в 20 лет инверторов в 5 лет, химических аккумуляторов в 5 лет, шум как-то становится уровня Ниагарского водопада.
За сколько они себя энергетически окупают?
 :police: Аккумуляторы в общем не нужны ----избыток энергии может быть использован для перекачки воды выше плотин либо для разложения воды на части. Водород закачивается в газовые подземные хранилища. :police:

Q

  • Гость
Единственное различие между ДВС и электричееством - это то что в электродвигателях дым в трубу уходит за десятки-сотни километров от транспортного средства, а в случае ДВС - прям в самом транспортном средстве...А если говорить о солнце, то там дым уходит в трубу чуть ранее - на стадиях производства кремния, индия, германия, стекла, алюминия, аккумуляторов ти пр.
Тем не менее у Nissan Leaf расход 21Квт*ч на 100 км или 2,4 литра бензина. Это при массе 1521 кг. Есть такие экономные с ДВС?
И это только начало. Там батарея весит 300 кг. Ресурс для падения энергопотребления есть.

Упустили вы свое счастье ...Те кто производил панели по 10 долларов за метр пол-год назад обанкротились

Понятия не имею о чём речь. Я говорил о технологии, по которой батареи ещё не производились.

Q

  • Гость
Аккумуляторы в общем не нужны
Аккумуляторы будут автомобильные. Произведённая энергия будет расходиться по ним. А огромные для промышленности и прочего да  - совсем не нужны, так как будет существовать единая энергосистема, связывающая поля на разных часовых поясах, а сами мощности будут такими, что энергии будет хватать и зимой. Она ведь будет построена таким образом, чтобы производить и на транспорт в летний период. Это примерно в 10 раз больше от текущей. Соответственно падение солнечной радиации зимой будет некритичным.

Оффлайн -Asket-

  • *****
  • Сообщений: 3 927
  • Благодарностей: 406
  • Шапочка из фольги - последний бастион разума
    • Сообщения от -Asket-
Цитата
рай не знаю, но жить наверное можно - особенно если что типа водорослей подключить, но судя по цифрам EROI по биотопливу - пока это полный бред. нужны другие технологии сбора/посева/перегонки - то есть гужевые наверное ;) и получается тогда феодально-информационное сообщество (как в той моей фантазии про "мир пост-грибной катастрофы" сейчас её немного расширяю...)
В книжке Подолинского как раз приведены данные на конец 19 века (из STATISTIQUE DE LA FRANCE, 1874, 1875 И 1878):

...Вот несколько примеров из сельскохозяйственной статистики Франции, которые ясно показывают влияние, оказываемое трудом на увеличение накопления энергии на земле.
Во Франции существует в настоящее время около 9 000 000 гектаров леса, доставляющих средний ежегодный прирост дерева, равняющийся 35 000 000 стэрам, т. е. кубическим метрам, весом около 81 000 000 метрических кинталов (один кинтал равен
100 килограммам). На гектар, следовательно, приходится ежегодного прироста 9 метрических кинталов, или 900 килограммов. Принимая число тепловых единиц, заключающееся в каждом килограмме высушенной на воздухе клетчатки, равным 2550, мы получим ежегодное накопление солнечного тепла на каждом гектаре леса, равное 900×2 500=2 295 000 тепловым единицам.
Естественные луга занимают во Франции пространство в 4 200 000 гектаров и производят средним числом ежегодно 105 000 000 метрических кинталов сена, или по 2500 килограммов на каждом гектаре. Накопление солнечного тепла на гектаре составляет, следовательно, ежегодно 2 500×2 550=6 375 000 тепловых единиц.
Таким образом, мы видим, что без вмешательства труда предоставленная сама себе растительность, при самых выгодных обстоятельствах, т. е. в лесу или на лугу, накопляет ежегодно на гектаре количество солнечного тепла, колеблющееся между 2 295 000 и 6 375 000 тепловыми единицами.
При участии труда сейчас же замечается значительное увеличение.
Во Франции искусственные луга устроены уже на поверхности 1 500 000 гектаров, которые за вычетом ценности семян производят ежегодно 46 500 000 метрических кинталов сена, т. е. по 3 100 килограммов на каждом гектаре. Следовательно, ежегодное накопление тепла равно 3 100×2 550=7 905 000 тепловых единиц. Избыток против естественного луга равняется 1 530 000 тепловых единиц и получен он, естественно, благодаря труду, приложенному к устройству искусственного луга. Труд этот для одного гектара искусственного луга равняется ежегодно приблизительно: 50 часам работы одной лошади и 80
часам работы одного человека. Вся работа эта, переложенная на тепло, равняется 37 450 тепловым единицам. Таким образом, каждая тепловая единица, приложенная в виде труда человека или лошади к устройству искусственного луга, производит избыток накопления солнечного тепла, равный 1 530 000 : 37 450=41 тепловой единице.
То же явление замечается и при возделывании зерновых хлебов. Во Франции засевается пшеницей немногим более 6 000 000 гектаров, которые за вычетом семян дают 60 000 000 гектолитров зерна и 120 000 000 метрических кинталов соломы ежегодно.
На каждый гектар, следовательно, приходится 10 гектолитров, или 800 килограммов зерна и 2000 килограммов соломы. В тепловых единицах 800 килограммов зерна, по расчету составных частей его, например белковины, крахмала и пр., равняется около 3 000 000 калорий, что вместе с 2000×2 550=5 100 000 тепловыми единицами, содержащимися в соломе, составляет 8 100 000 тепловых единиц.
Избыток над естественным лугом равен 8 100 000—6 375 000=1 725 000 тепловых единиц. Для получения его затрачено 100 часов работы лошади и 200 часов работы человека, представляющие вместе ценность 77 500 тепловых единиц. Следовательно, каждая тепловая единица, затраченная в виде труда на возделывание пшеницы, производит избыток накопления солнечного тепла, равный 1 725 000 : 77 500=22 тепловым единицам...

...Уже в 1861 году учителю физики турского лицея А. Мушо удалось устроить машину, в которой двигателем является непосредственно теплота солнца.
Из-за недостатка средств у изобретателя, усовершенствования прибора шли очень медленно, и только ко времени всемирной выставки 1878 года ему удалось устроить зеркало для отражения солнечных лучей, имеющее достаточную величину для того, чтобы можно было судить о рабочей силе аппарата. Вот в коротких словах описание машины, действовавшей в последние три месяца выставки. Посредством зеркала, имеющего вид внутренней поверхности усеченного конуса и величину поверхности около 20 квадратных метров, солнечные лучи собираются и падают на паровик, имеющий высоту (длину) 2,5 метра и весящий вместе с его принадлежностями 200 килограммов. Объем паровика равен 100 литрам; из них 70 для котла, а 30 для паровой камеры. Особого рода механизм позволяет направлять отверстие зеркала прямо против солнца во время его дневного движения. Паровая машина посредством передаточного механизма приводит в движение различного рода приборы, совершающие работу. Кроме этой, самой большой из устроенных до сих пор солнечных машин, на выставке находилось еще несколько небольших, служащих для варения пищи и тому подобных хозяйственных целей.
Вот извлечение из отчета Мушо Парижской академии наук о действиях его машины: «Имею честь представить на рассмотрение академии результаты моих опытов применения солнечной теплоты в промышленности, произведенных в течение всемирной выставки 1878 года. Из этих опытов одни имеют целью приготовление пищи, перегонку спиртов, другие — применение солнечного тепла в качестве двигательной силы».
«Небольшие аппараты для варения пищи не переставали действовать во все время солнечной погоды. Зеркала менее 1/5 квадратного метра поверхности, устроенные с возможно большей правильностью, успевали изжарить 1/2 килограмма мяса в 22 минуты. Полутора часов было достаточно для изготовления навара, который требует четырех часов обыкновенного дровяного огня. Три четверти литра холодной воды закипели в полчаса, что составляет пользование 9,5 тепловыми единицами в минуту на каждый квадратный метр; результат этот весьма замечателен на широте Парижа».
«Солнечные аппараты для перегонки спиртов также дали прекрасные результаты. Снабженные зеркалами менее 1/2 метра в поперечнике, они доводили три литра вина до кипения в полчаса и доставляли водку чистую, нежного вкуса и свободную от всякого дурного запаха. Водка эта, вторично подвергнутая перегонке в том же аппарате, получала все свойства хорошего столового напитка».
«Моей главной целью было устроить для всемирной выставки 1878-года самое большое зеркало в мире и изучить его действия при солнце Парижа, в ожидании случая испытать его под более благоприятным небом.
Благодаря помощи, оказанной мне в моем деле молодым и искусным техником г. Абелем Пифром, мне удалось, несмотря на неизбежные случайности при первом устройстве подобных аппаратов, установить окончательно 1 сентября солнечный собиратель, зеркало которого представляет отверстие около 20 квадратных метров. Этот собиратель действовал первый раз 2 сентября. В полчаса он довел 70 литров воды до кипения, и манометр, несмотря на некоторую потерю пара, показывал под конец шесть атмосфер давления».
«12 сентября, несмотря на появление нескольких облаков, давление в паровике возрастало еще быстрее. Пар допускал дополнение паровика посредством инъектора, без значительного ослабления давления».
«Наконец, 22 сентября при постоянном, хотя и слегка покрытом, солнечном освещении удалось довести давление до 6½ атмосфер и, конечно, давление стало бы еще выше, если бы солнце не закрылось совершенно. В тот же день я мог заставить работать, при постоянном давлении в три атмосферы, насос Танги, поднимающий от 1500—1800 литров воды в час на высоту 2 метров».
«Вчера, 29 сентября, когда солнце освободилось от облаков, около 11 часов 30 минут, у меня в полдень уже было 75 литров воды в состоянии кипения. Упругость паров поднялась постепенно от 1 до 7 атмосфер, предела манометра, в течение 2 часов, несмотря на помеху, представленную появлением нескольких легких облаков. Я мог возобновить опыт 22 сентября, а потом направить пар еще в прибор Карре, что мне дало возможность получить брусок льда».
Мы видим из этого отчета, представленного самим изобретателем, что солнечная машина еще далеко не доведена до такого совершенства, при котором она могла бы стать опасной соперницей для паровой машины. Но если уже теперь при зеркале всего в 20 квадратных метров и на пасмурном сентябрьском солнце Парижа она дает работу в 2—2½ паровые лошади, то при другом климате, при большей величине зеркала можно ожидать совершенно других результатов. Вопрос о возможности продолжать работу даже в то время, когда солнце не светит, уже поставлен на очередь, и теоретический расчет допускает его решение в положительном смысле. Приняв все это во внимание, солнечная машина, с точки зрения сбережения энергии, может быть названа самой удовлетворительной машиной из всех до сих пор изобретенных...

Янтовский Е.И. Потоки энергии и эксергии. // М.: Наука, 1988
Книга представляет собой одну из первых в научно-популярной литературе попыток изложить научные основы энергосбережения - как вычислить коэффициент полезного использования топлива, как определить затраты энергии на различные объекты. Даются также основные сведения о современных методах расчета потоков эксергии, подробно описывается накопление эксергии солнечного излучения в соляных («солнечных») прудах.

Значение эксергии
...Глубокий смысл понятия «эксергия» вытекает из эквивалентности убывания эксергии и возрастания энтропии в изолированной системе. Убывание эксергии неизбежно в силу второго закона термодинамики. В отличие от энергии эксергия действительно означает способность производить работу. В обычной повседневной практике слова «энергосбережение, экономия энергии» на самом деле означают экономию эксергии. В силу закона сохранения материи суммарная масса всех веществ и соединений на земле остается постоянной. Вода любой степени загрязненности может быть очищена до питьевого качества — эта технология хорошо разработана, но она требует затрат эксергии. Любой металл может быть получен и из бедных руд, и из окислов, подобных ржавчине, но и этот процесс требует все больших затрат эксергии.
Можно представить себе человеческое общество (его называют автотрофным), которое не берет у природы никаких материальных тел для своего существования, и закон сохранения материи вполне позволяет это, но вследствие второго закона термодинамики такое общество не сможет существовать без притока эксергии. Эксергия, необходимая для восстановления металлов из окислов, опреснения воды и всех видов иной созидательной деятельности, в настоящее время на 96% получается из запасов органического топлива. Поэтому очевидно, что именно эксергия первичного топлива является тем основным ресурсом (в отличие, например, от руды, воды и пр.), который подлежит сбережению (подробнее об этом см. в гл. 9).
Наиболее четкое и краткое современное изложение определения цодятия «эксергия» и история его развития даны Шаргутом в упоминавшейся нами статье.
«Поддержание существования человечества и его деятельности возможно благодаря использованию природных ресурсов. Они представляют собой такую форму материи, которая по своему химическому составу или параметрам состояния существенно отличается от средних значений, встречающихся в природе.
Поэтому параметры состояния и состав наиболее распространенных веществ в природе можно принять за нулевой уровень отсчета практической пригодности энергии природных ресурсов и произведенных энергоносителей. Способность производить работу, отсчитываемая от упомянутого уровня, и была названа в Европе "эксергия". Эта величина может быть определена следующим образом:
Эксергия — это количество работы, которое может быть получено, когда некоторое вещество приходит в состояние термодинамического равновесия с наиболее распространенными компонентами окружающей среды путем обратимых процессов, включающих взаимодействие только с упомянутыми компонентами окружающей среды.
Основная задача эксергетического анализа состоит в определении и количественной оценке влияния необратимых явлений, снижающих термодинамическое совершенство рассматриваемых процессов.
...Эксергетический анализ дает информацию относительно возможного улучшения термодинамических процессов, но только экономический анализ позволяет решить, рационально такое улучшение или нет» [12, с. 710].
По мере снижения температуры увеличивается разница между энтальпией и эксергией, поэтому процессы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, при которых отличие температур потоков от окружающей температуры мало, необходимо описывать в эксергетических величинах. Когда природные ресурсы представляют собой источники теплоты невысокой температуры, отличие их эксергии от энтальпии особенно велико. Поэтому, например, Геологический комитет США учитывает геотермальные ресурсы по их эксергии, а не по энтальпии.
Иногда встречается следующее возражение против применения понятия «эксергия»: способность производить работу как мера качества энергии была бы важна, если бы народное хозяйство всю энергию потребляло в виде механической работы. Фактически же в нашей стране более 50% первичных энергоресурсов используется в виде тепла довольно низкой температуры (до 100° С), поэтому хорошая способность производить работу здесь ни к чему и незачем вводить в практику новое понятие, мало знакомое большинству энергетиков.
Однако здесь следует подчеркнуть, что высокий потенциал теплоты (т. е. большая эксергия) полезен и тогда, когда потребитель требует тепло низкого потенциала, потому что 1 Дж высокопотенциального тепла позволяет с помощью трансформации тепла получить 2 или 3 Дж низкопотенциального тепла, а это приведет к существенному снижению затрат первичных энергоресурсов. Поэтому в нашей стране расчеты эксергии приобретают не меньшую, а относительно большую важность по сравнению с другими странами из-за более сурового климата и большой доли теплоснабжения.
Много десятилетий продолжаются споры о том, как распределять затраты топлива на электроэнергию и теплоту при их совместном производстве на ТЭЦ. Разные способы такого распределения приведены, в частности, в книге Шаргута и Петелы [2].
Пессимистическое отношение к термодинамическим методам распределения было характерно в начале 50-х годов, когда понятие «эксергия» (или, как тогда говорили, «техническая работоспособность») было еще малоизвестно. Так, в статье 1953 г. утверждалось, что методы распределения экономии топлива при комбинированном процессе выработки тепла и электроэнергии... не могут вытекать из законов термодинамики и все попытки непосредственного термодинамического обоснования того или иного способа разнесения экономии топлива между видами полученной энергии лишены научного обоснования. Такое категорическое утверждение несет на себе характерный отпечаток того времени. Но в последние годы все более популярной становится методика простого и наглядного распределения любых затрат (и текущих затрат топлива, и капитальных затрат на строительство объекта): пропорционально выдаваемым потокам эксергии...

История объекта
...Термин «эксергия-нетто» обозначает новое и важное понятие в энергетических расчетах. Чтобы его пояснить, скажем сначала, что такое «энергия-брутто». Это не поток энергии, а все количество энергии, которое выдал какой-либо энергетический объект, электростанция, котельная и т. п. Но сам этот объект появился не по волшебству. Чтобы его создать, было затрачено много энергии, да и в процессе эксплуатации, например на добычу и доставку топлива, тоже расходуется энергия (а теперь мы знаем, что правильнее говорить — расходуется эксергия).
Энергия-нетто — это полное количество полученной энергии за вычетом ее затрат на создание объекта и его обслуживание. Соответственно эксергия-нетто — это полученная эксергия за вычетом ее затрат [23].
Для ее расчета следует обобщить составление баланса потоков эксергии, которые проходят через границу, т. е. воображаемую оболочку, окружающую наш объект. В самом деле, учитывая в этом балансе только потоки энергии за единицу времени (имеющие размерность мощности), мы забываем о том, что сам объект когда-то попал внутрь оболочки. До начала строительства там ничего, кроме атмосферы и грунта, не было. Когда началось создание объекта, через граничную поверхность были введены потоки эксергии, заключенной в строительных материалах, выплавляемом металле и т. п.


Чтобы учесть все потоки эксергии, надо рассматривать историю объекта начиная от первых затрат эксергии и сделать расчет этих затрат.
Проиллюстрируем это на примере тепловой электростанции (рис. 19). На схеме стрелками показаны: εотв поток электроэнергии, отводимой от станции, εтопл поток эксергии с топливом и εвнеш — затраты на добычу и доставку топлива. Точки над буквой обозначают, что это потоки за единицу времени. Кроме них, показана εстр — полная величина эксергии, затраченной на строительство и оборудование.
Здесь η2отв/(εтоплвнеш)
Историю объекта во времени можно наглядно изобразить на графике (рис. 20), где по горизонтальной оси отложено время (годы), а по вертикальной — потоки эксергии через границу вокруг объекта. В момент tc началось строительство и полный поток эксергии отрицателен — он направлен только внутрь границы. Площадь над этой частью кривой и есть εстр.
В момент времени t=0 создание объекта завершено и с пуском первого агрегата начинается выдача эксергии εотв потоком электрических зарядов, т. е. электроэнергии. Через время tок полученная эксергия скомпенсирует затраты (площадь над осью координат сравняется с εстр) и начнется поступление в энергосистему потока эксергии-нетто.
Наконец, через время τ электростанция работу прекращает, срок ее службы заканчивается и за этот срок она выдает εотвτ — такое количество электроэнергии. Отношение всей полученной эксергии к затраченной на строительство и оборудование называется коэффициентом эксергии-нетто: Кεотв•τ/εстр
Он вычислен уже для многих энергетических объектов. Так, например, для тепловых электростанций Кε=5-7, а для газовых промыслов 60-70, но с учетом строительства газопроводов он, конечно, во много раз меньше.

Эксергетический прейскурант материалов
...Основная проблема в расчете Кε состоит в определении εстр. Она облегчается тем, что в большинстве случаев все затраты эксергии связаны с получением материалов — стали, меди, пластмасс, бетона и т. п. Поэтому, как правило, εстр вычисляется как масса каждой детали, умноженная на полные удельные затраты эксергии на изготовление материала, с учетом добычи и обогащения руды, плавки металла, проката и т. п.
Такой энергетический «прейскурант» приведен на рис. 21. На левой шкале показана полная энергоемкость (в МДж на 1 кг материала), на правой шкале — безразмерное отношение, показывающее, сколько килограммов топлива нужно сжечь, чтобы получить 1 кг указанного материала или вещества. (Чтобы не называть конкретного топлива с его меняющейся теплотой сгорания, в энергетике введено понятие условного топлива, имеющего теплоту сгорания 29,3 МДж/кг.)
Указанные в «прейскуранте» ориентировочные энергетические «цены» материалов подвержены двум противоположным тенденциям. С одной стороны, они снижаются благодаря техническому прогрессу в горной, металлургической и химической промышленности, но, с другой — повышаются из-за того, что исходное сырье и руды становятся все беднее. В целом эти величины довольно стабильны и в этом смысле они гораздо надежнее, чем цены денежные.


Затраты энергии на добычу и выплавку металла находятся в естественной и сильно падающей зависимости от его содержания в добываемой из недр земли горной массе. На рис. 22 показана зависимость энергоемкости некоторых металлов от их концентрации. Очевидно, что наиболее распространенные конструкционные металлы — железо и алюминий — занимают правый нижний угол, а драгоценный металл — золото — левый верхний. В высокой цене золота не последнюю роль играют большие затраты энергии на его добычу.
Обе упомянутые тенденции — снижение затрат энергии за счет технического прогресса и возможный рост за счет обеднения руды — можно проиллюстрировать рис. 23 и 24 [25]. На рис. 23 показано снижение затрат электроэнергии на выплавку 1 кг алюминия за 100 лет — с 1880 по 1980 г. Как видно из графика, они снизились примерно в 3 раза — с 50 до 16 кВт•ч, но дальнейшее снижение маловероятно, поскольку уже близок теоретический минимум, определяемый по балансу эксергии химической реакции восстановления алюминия из его окисла.
Для оценки тенденций в энергоемкости производства меди приведем данные [о ее зависимости от концентрации меди в руде (рис. 24). Поскольку, например, в США средняя концентрация меди в руде с 1920 до 1980 г. уменьшилась от 2 до 0,4%, это должно было бы привести к повышению энергозатрат от 16 до 50 МДж/кг. Поэтому, несмотря на технический прогресс, тенденция обеднения руды фактически за последние 20 лет привела к росту энергозатрат на получение меди.
В структуре энергозатрат компоненты εвнеш значительную долю занимают транспортные расходы. Ниже приводится расход условного топлива (кг на 1000 тыс. км) по разным видам транспорта на 1980 г.:

Железнодорожный 8,3
Морской 10,3
Речной 11,4
Автомобили грузовые 144,1
Газопроводный 66,5
Нефтепроводный 5,5

За исключением автомобилей, где еще возможно увеличение дизелизации, эти показатели вряд ли могут существенно улучшиться в перспективе. Для расчетов εвнеш следует учесть, что здесь указан расход условного топлива на перевозку натурального груза, поэтому при оценке доли условного топлива, идущего на транспорт, необходимо приведенный показатель увеличить примерно в 1,5 раза в случае угля и уменьшить в таком же отношении для нефти и газа. Следовательно, при транспорте на 1000 км расходуется около 4,5% газа, 0,37% нефти и 1,25% угля. Поскольку сибирский газ транспортируется почти на 4 тыс. км, его расход на собственный транспорт составляет 18%, и на такую величину следует снижать эксергетический КПД всех газопотребляющих установок, если учитывать εвнеш в η2.
Получив материалы, их надо обработать, а потом собрать детали и отвезти все на место. Эти затраты сравнительно невелики, они составляют не более 20% от суммы всех затрат. Например, энергетическая «стоимость» легкового автомобиля 81 ГДж, из них 65 ГДж — затраты на материалы...
« Последнее редактирование: 11 Мая 2013 [19:14:55] от -Asket- »
Не теряйте мужества - худшее впереди!
Пессимист считает, что хуже, чем есть, быть не может, а оптимист утверждает, что бывает и хуже.

Оффлайн pppppppo_98

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 940
  • Благодарностей: 26
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от pppppppo_98
>Аккумуляторы будут автомобильные. Произведённая энергия будет расходиться по ним. А огромные для промышленности и прочего да  - совсем не нужны, так как будет существовать единая энергосистема, связывающая поля на разных часовых поясах, а сами мощности будут такими, что энергии будет хватать и зимой. Она ведь будет построена таким образом, чтобы производить и на транспорт в летний период. Это примерно в 10 раз больше от текущей. Соответственно падение солнечной радиации зимой будет некритичным.


Даю вам следушую фантазию на проработку - помечтайте о сфере Дайсона вокруг Солнца, слог у вас хороший.

Оффлайн ВР

  • *****
  • Сообщений: 900
  • Благодарностей: 32
  • Делай с другими то, что они хотят делать с тобой!
    • Сообщения от ВР
Хорошо. У меня нет оснований Вам не верить, но всё же. 1. Официальный источник можете назвать?
2. К тому же, приведённые вами цифры, хоть и впечатляют, но всё равно ограничены. И так или иначе ставят временнОй предел поискам альтернативных источников энергии.
1. http://www.mining-enc.ru/v/velikobritaniya/
размеры запасов по бассейнам взяты отсюда.
2. Всё ограничено. даже число барионов во Вселенной. Мировые балансовые извлекаемые  запасы угля (чуть более триллиона тонн) достаточны для сохранения нынешнего уровня добычи еще на 1250 лет. Даже если заместить углем и друкгие ископаемые топлива, все равно лет 300-400 у нас в запасе. При этом неразведанными остаются огромнейшие бассейны, да и целый континент в запасе. Временной предел в минимум триста лет при сохранении текущих реальных цен - это почти навсегда. Триста лет назад энергобаланс с современным не имел почти ничего общего.

Например, современная ветроэнергетика существует фактически с середины 1980-х, и уже в конце 2010 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 196,6 гигаватт. В том же году количество электрической энергии, произведённой всеми ветрогенераторами мира, составило 430 тераватт-часов (2,5 % всей произведённой человечеством электрической энергии, т.е. около всего общемирового ежегодного производства энергии в 1940-х). И все это создавно всего за тридцать лет, а реально - буквально за последнее десятилетие.
 Суммарные установленные мощности, МВт

1997   1999   2001   2003   2005   2006   2008   2009   2010   2011
7475   13696   24320   39290   59004   73904   120791   157000   196630   237227

Правда этго бурнеого роста в России не видно, по данным European Wind Energy Association, суммарная мощность ветряной энергетики в России за 2010 год составила 9 МВт, что гораздо меньше Вьетнама (31 МВт), Уругвая (30,5 МВт), Ямайки (29,7 МВт), Гваделупы (20,5 МВт), Колумбии (20 МВт), Гайаны (13,5 МВт) и Кубы (11,7 МВт). В КНР 62733 МВт, в США 46919 МВт, и даже в Эстонии 184 МВт.
выводы каждый может сделать сам, а то меня опять в политике обвинят.
« Последнее редактирование: 11 Мая 2013 [21:15:48] от ВР »
Et des boyaux du dernier prêtre
Serrons le cou du dernier roi

Оффлайн pppppppo_98

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 940
  • Благодарностей: 26
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от pppppppo_98
>Правда этго бурнеого роста в России не видно, по данным European Wind Energy Association, суммарная мощность ветряной энергетики в России за 2010 год составила 9 МВт, что гораздо меньше Вьетнама (31 МВт), Уругвая (30,5 МВт), Ямайки (29,7 МВт), Гваделупы (20,5 МВт), Колумбии (20 МВт), Гайаны (13,5 МВт) и Кубы (11,7 МВт). В КНР 62733 МВт, в США 46919 МВт, и даже в Эстонии 184 МВт.
выводы каждый может сделать сам, а то меня опять в политике обвинят


дадада...Преэжде чем делать выводы надо разобраться с матчастью а она такова....Во первых делите сразу на 2.5 все ваши мощноности потому как киум ветроэнергетикии не более 25% , далее смотри вот эту картинку



И фтыкаем до просветления, о том шо ВЭС в России можно строить рази що для электрофикации берлог белых медведей


Q

  • Гость
Подробный обзор солнечной и ветряной энергетики.
Может там не самые последние данные, но зато хорошо показана динамика последних лет.

http://solarlove.org/clean-energy-green-energy-new-energy-overview/

Q

  • Гость
киум

Это что? Доля? В Дании уже более 30!

Даже если заместить углем и друкгие ископаемые топлива, все равно лет 300-400 у нас в запасе.

А ездить на угле и летать как? К паровозам возвращаться прикажете?
« Последнее редактирование: 11 Мая 2013 [22:01:12] от Q »

Оффлайн pppppppo_98

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 2 940
  • Благодарностей: 26
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от pppppppo_98
>Это что? Доля? В Дании уже более 30!

КИУМ - это коэффициент использования установленной мощности...Видишь ли устнановленная мощность это максимальная мощность энергоустановки...А ветер он такой то слабее, то сильнее, а мощность растет пропорционально кубу скорости...И кроме того не везде в Мире есть как в дании Гольфстрим, который вызывает постоянный ветер...