Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

к тому же разве реально ставить реакторы с замкнутым циклом куда попало?

Куда попало, конечно, нет. Размножитесь, способный работать в плюс по делящемуся материалу,- это обязательно большой реактор скорее не меньше гиговатного уровня. Т.е. только большие стационарные установки.

Скажем судовые реакторы будут в любом случае потребителями делящегося материала (U-235 или плутония). Добиться на них полного воспроизводства практически невозможно из-за малых размеров активной зоны и, соответственно, больших утечек нейтронов через поверхность.

[AlexAV]

Гражданин нам не надо голых теорий, вы нам лучче естественный геологичесуий цикл ну хотя бы с длинной 1000 лет предъявите

Нет… Ну кое-что всё же есть. Скажем срок возобновления ресурсов торфа, сапропелей или болотной руды как раз имеет такой порядок. Но на этом список заканчивается.

Для поддержания постиндустриального общества этого катастрофически мало…

[AlexAV]

Так что то что сейчас накапливается в дельтах рек скоро по геологическим меркам (20-30 млн лет) превратится в настоящие клондайки.

Нет. Вы представляете, что такое 30 млн. лет?

До этого не то что отдельные представители, но и сам человек дважды разумный как биологическая форма не доживёт. Т.е. Homo может быть жить ещё будет, но уже не Homo sapiens sapiens.

Делать какие-то прогнозы на такой срок попросту бессмысленно.

С практической точки зрения вечность и миллион лет – это одно и тоже.

[AlexAV]

Почему? С чего бы ему вымереть?

Наоборот. Я в этом плане оптимист. Не вымрет, по крайней мере имеет все шансы на это.

Вопрос в другом. 30 млн. лет – это чудовищный срок. Это десятикратно превышает период за который австралопитек превратился в человека.

Совершенно странно считать, что за это время человек за это время никак не поменяется (как под действием среды, так и внутренних факторов вроде полового отбора). Даже homo sapiens sapiens и homo sapiens idaltu отличается в том числе строением мозга… а значит, скорее всего, и психикой, и это всего 100 тыс. лет. А мы говорим о десятках миллионов.

[AlexAV]

Графено-металлические композиты в сотни раз прочнее чистых металлов (модуль упругости на растяжение)
http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/materialovedenie/10008729/

Не читайте журналамерских статей.

Открываем оригинальную публикацию:

http://www.nature.com/ncomms/2013/130702/ncomms3114/full/ncomms3114.html

Вот аннатация:

Graphene is a single-atomic-layer material with excellent mechanical properties and has the potential to enhance the strength of composites. Its two-dimensional geometry, high intrinsic strength and modulus can effectively constrain dislocation motion, resulting in the significant strengthening of metals. Here we demonstrate a new material design in the form of a nanolayered composite consisting of alternating layers of metal (copper or nickel) and monolayer graphene that has ultra-high strengths of 1.5 and 4.0GPa for copper–graphene with 70-nm repeat layer spacing and nickel–graphene with 100-nm repeat layer spacing, respectively. The ultra-high strengths of these metal–graphene nanolayered structures indicate the effectiveness of graphene in blocking dislocation propagation across the metal–graphene interface. Ex situ and in situ transmission electron microscopy compression tests and molecular dynamics simulations confirm a build-up of dislocations at the graphene interface.

Пишут о прочности 1,5 и 4 ГПа.

Прочность нагартованной меди 440МПа, наиболее прочных медных сплавов до 640 МПа, высокопрочных сталей – 2 ГПа. Ну и где эти “в 200 раз прочнее”?

Вообще, прочность в на растяжение 1-4 ГПа вполне обычна для композитов на базе углеволокна (тех же углепластиков).

[AlexAV]

Углеродные нанотрубки это будущий суперматериал.

Реальная макроскопическая нанотрубка по прочности не отличается от обычного углеволокна.

Сверхпрочные – это бездефектные трубки. Но для материала в сколько-нибудь весом количестве эта бездеффектность будет практически сразу исчезать.

[AlexAV]

Это какая именно прочность?

На разрыв вдоль конечно. На тех микрообразцах никакой другой они посмотреть не могли, соответственно и надо сравнивать с подобной же характеристикой для других материалов.

[AlexAV]

В чем цимис? Чем лучше серийного дешевого кевлара?

Журналамеры… что с них взять.

Кто-то опубликовал статью, что сумел получить композит из графена и металла. А эти раздули до мировой сенсации (ещё и переврав все цифры ).

А так … Видимо ничем.

[AlexAV]

Ранее я спрашивал какой ресурс исчерпан. Ответа не получил. Оптимизирую вопрос в свете прогноза Римского клуба. Какой ресурс какого ископаемого уменьшился с 1972 года? Хоть один ресурс назовите.

Медь, золото, нефть – это где исчерпание особенно очевидно. Серебро туда же, пожалуй.

Мерой исчерпания является себестоимость добычи (плюс также физические характеристики: затраты энергии, содержание металла в рудах  и т.д.).

[AlexAV]

Ни в одном случае явного пика добычи нет.

Мера исчерпания – себестоимость добычи.

А вот настоящие характеристики исчерпания для золота:

Содержание в рудах:


Себестоимость добычи:

[AlexAV]

Верно (мерой исчерпания является себестоимость добычи), но металлы добываются из помойки - себестоимость ресайкбла невелика.

Да. Но в цикле использование – рециклинг всегда будут необратимые потери (стружка, коррозия и т.д.) в результате чего весь добытый металл будет в конце-концов  рассеян в среде и перемешен с триллионами тонн пород, откуда его извлечь обратно совершенно нереально.

В этом смысле все редкие элементы – тоже строго исчерпаемте ресурсы. Их добыча при кларковом уровне содержания в породе практически невозможна.

[AlexAV]

Себестоимость и содержание и прочее никакого отношения к теме не имеет. Приведите в цифрах данные какой ресурс уменьшился по сравнению с 1972 годом. В цифрах уменьшение, а не в чьих то эмоциях.

Говорить о запасах без указания себестоимости извлечения – бессмысленно.

И да, себестоимость и содержание в рудах – это не эмоции, а вполне объективный показатель.

[AlexAV]

Да об исчерпании металлов вообще говорить нет смысла. Через несколько десятилетий появится поистине неисчерпаемый источник - метеориты.

Ага. Только никаких перспектив для радикального улучшения в средствах выведения вообще не просматривается.

А так... Даже если бы там даже лежала платина в слитках и готовая к погрузке - везти её на землю было бы совершенно бессмысленно. 

Не говоря уже о том, что содержание большинства компонент в астероидном веществе (пожалуй кроме никеля и с, некоторой оговоркой, платиноидов (платиноиды на уровне беднейших руд)) не сильно выше, чем в гранитной щебёнке.

[AlexAV]

Почему-то тот же Римский клуб решил что в 2030 году первая стихия безоговорочно одержит вверх над второй. Но особых доказательств для этого нет.

Конкуренция этих двух стихий и даёт себестоимость. Рост себестоимости – означает победу исчерпания над технологиями (падение - означало бы обратное). Что мы собственно и наблюдаем в реальности. Отсюда и выводы.

[AlexAV]

Конкуренция этих двух стихий это совсем не себестоимость добычи, а уровень жизни населения

Нет. Именно себестоимость добычи.

Что касается уровня жизни – это более сложное явление. В среднесрочной перспективе (несколько десятилетий) на него влияют не только цена ресурсов и технологии, но и физический рост инфраструктуры, демографические факторы (тот же демографический дивиденд) и т.д.

Опять же резкий скачёк цен на ряд ресурсов, очень похожий на барьер физического исчерпания – это 2000-е, и собственно последние 5 лет дают очень сомнительный рост уровня жизни в мире. В ряде регионов он попросту падает (та же Южная Европа).

[AlexAV]

К примеру европейцы в среднем гораздо выше, чем жители Азии.

Да что там европейцы. Японец на две головы ниже среднего представителя племени Массаи. Вот как в Африке живут.

Вообще-то на рост расовые особенности влияют куда сильнее уровня жизни.

Инфраструктура это тоже технологии.

Не совсем. Под технологиями всё же подразумеваются методы производства. Инфраструктура может увеличиваться и без совершенствования технологических методов. Просто механически: построим ещё больше дорог, домов, шахт и т.д.

Поэтому приводить пример кратковременного обеднения жителей Южной Европы как фактор грядущего обнищания всех жителей планеты слишком поспешно.

Южная Европа только ярче всех. Собственно после 2008 уровень жизни почти нигде не растёт, кроме может быть, Китая, да и там всё медленнее и медленнее.

[AlexAV]

Данные по Африке могут быть не надежны. Но вот тот факт, что японцы в среднем выше китайцев карта четко отображает.

Да вполне себе надёжны. Средний рост этнических групп масаи  около 180 см.

Отличие в росте имеет смысл сравнивать только внутри одной этнической группы. Только в этом случае он будет коррелировать с уровнем жизни.

Сравнивать по росту немца с тайцем или японцем - абсолютная глупость. Это вообще ничего не показывает.

Собственно даже северного китайца с южным сравнивать не корректно.

[AlexAV]

дава приводи оценки что фотоэлектричество на полном цикле дает больше энергии чем требуется для ее производства ( с учетом всех материалов,  работ, и энергетических кросс-субсидий)

Если смотреть по корреляции себестоимость – EROIE, то EROIE = 1 должна соответствовать цена около 15 ц/кВт ч. Соответственно EROIE солнечной энергетики болтается в районе 0,5-1.

[AlexAV]

Даже если перевести вырабатываемую энергию в бензин то получаем.

Не так.

Только панеле заложена в основном не энергия бензина, а угля. 6 Мвт*ч э/э панели = 730 кг угля. Стоимость угля 40$/т, т.е. эквивалент 29%, ну учтём КПД (40%), получим 73$, т.е. 2500 р угольного эквивалента, т.е. меньше заявленных 4000 р.

Опять же цена вашей панели сама по себе никого не волнует. Добавьте к ней монтаж, инвертор, обслуживание электросетей, аккумуляцию или резервные мощности (ночью энергия тоже нужна), а потом смотрите.

Без этого это фикция, а не оценка.

[AlexAV]

Ок, ждём падения до 10 центов за Вт установленной мощности, тогда панель станет стоить 20$ - и Вы капитулируете. Верно?

А они упадут (последнее снижение было связано не с технологиями, а банальным китайским демпингом) ?

Но вы собственно не поняли. Никого не интересует ваша батарея сама по себе. Интересует вся система производства энергии (собственно батарея, монтаж, обслуживание, дополнительное оборудование вроде инвертора, инфраструктура электрораспределительных сетей, резервные мощности или системы аккумуляции и т.д.) как единая система. И при расчёте EROIE надо учитывать все эти составляющие, а не только саму панель.

Наиболее простой характеристикой всего этого является цена у конечного потребителя в розетке. Уровень EROIE = 1 это видимо около 15 ц/кВт ч. Для поддержания индустриального общества минимальный EROIE должен быть около 5.

Так что если благодаря прогрессу цена у конечного потребителя цена на электроэнергию упадёт 3 ц/ кВт ч (в сегодняшних ценах) – действительно надо признать возможность полной замены ископаемого топлива этим источником энергии.

А так… пока не очень убедительно.