A A A A Автор Тема: Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации  (Прочитано 1374058 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Рейний это очень плохой пример - так как он является практически не исчерпаемый элементом.

Сейчас его из вулканических газов его вообще не добывают. Теоретически это возможно. Но в ограниченном объёме (существенно меньшем современной потребности). Ну и, кроме того, по сути только в одном единственном месте на планете. В этом смысле вулкан Кудрявый - уникален, второго такого на планете нет.

практически не исчерпаемый элементом

Тут, скорее, более точная формулировка будет - имеет возобновляемый источник. Неисчерпаемым ресурсом правильнее называть ресурс неограниченно доступный без явной планки его добычи сверху (скажем хлорид натрия в морской воде или азот из атмосферы).

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Каждого металла по тонне для 1 турбины?

По сумме. Каждого отдельного по разному. Но многих (цинка, меди, хрома, никеля) куда больше 1 тонны на наименование.

Любые новые технологии, как Вы наверняка знаете, проходят логистическую кривую совершенствования.

Да. И для добычи редких элементов они в большинстве случаев давно уже находятся на верхней части этого плато, т.е. какие-то радикальные инновации тут почти невероятны.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Вопрос один ли только рейний в упоминаемых сплавах?

Там почти все компоненты, начиная от базовых (никель и кобальт) - проблемные. Но, после рения, самые дефицитные конечно же вольфрам и тантал. Без этих двух металлов ни один жаропрочный суперсплав также почти никогда не обходится (включая даже большинство старых сплавов первого поколения).

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Т.е. в половине выпускаемых сейчас изделий лигатуру рейния удастся сохранить... 

Для военных и останется. Причём с учётом, мягко говоря, концентрированности ресурса, те. по сути единственного уникального источника, не только лишь для всех, а только у страны обладающей месторождением + её союзников. Ну а с учетом какие преимущества даёт использование в авиадвигателях хороших сплавов по сравнению с худшими, а это ведь прямое военное преимущество страны обладающей источником рения над той, у которой такого источника нет, объявят его стратегическим сырьём с жёстко регламентированным обращением и запретом на покупку, продажу, хранение и, тем более, экспорт без специального разрешения уполномоченных органов. После чего этот самый рений, кроме как военные, вообще никто видеть не будет.

Вообще, подозреваю что по мере сокращения доступности редких элементов с ними вообще будет наблюдаться процесс "милитаризации". Т.е. понимая, что без чего-то военная техника или вообще не работает, или работает сильно хуже по сравнению с техникой тех, у которых этот ресурс есть, остаток потока ресурса внеэкономическими будут передаваться в монопольное использование военным и становиться полностью недоступным для гражданского сектора ещё до того, как ресурс будет полностью исчерпан.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
А зачем турбине так много весить? Если взять, например, проект ТЭМ

В посте речь о ветротурбине, т.е. ВЭС, а не о газовой или паровой. :)

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
[шепотом] А насколько адекватной заменой рению может являться технеций, сосед рения по группе?

Вообще мысль не лишённая смысла. Известно, что технеций в никелевых сплавах ведёт себя очень близко к рению. Т.е. предпосылки к такой замене есть. Однако, на сколько мне известно, воздействие легирование рением на никелевые сплавы сейчас изучено слабо. По крайней мере открытых публикаций по этому вопросу я не видел. С учётом сходства фазовой диаграммы Tc-Ni, Re-Ni и Ru-Ni и сходство их атомных радиусов (причём тут технеций ближе к рению, чем к рутению) все три металла (рений, технеций и рутений) должны давать в суперсплавах близкий эффект. Про то что влияние рения и рутения на эти сплавы близко - известно точно.

Из исследованных лигатур самая близкая по воздействию на свойства суперсплавов к рению - это рутений. Собственно отсюда он в сплавах 4-го, 5-го и 6-го поколения и взялся. Оказалось, что при высоких содержаниях рения возникает риск выделения нежелательных фаз в сплаве. А повышать его содержание хотелось, так как это позволяло далее повышать жаростойкость сплава. Выход был найден в замене части рения рутением, что позволяло и избегать выделения нежелательных фаз, и добиваться таких же свойств как при очень высоких концентрациях рения (так как влияние рения и рутения на сплав во многом аналогично).

Тут, кстати, в нашем контексте интересно, что рутений - также осколок деления. В облученном топливе накапливается где-то в количестве около 6.5% от разделившегося актиноида. Если всю земную энергетику перевести на атом (около 7000 тонн актиноида (урана или тория), подвергающемуся делению в год) получится около 450 тонн рутения. В силу сходства легирующего действия рутения и рения по идее с одним рутением (без рения) что-то соответствующее по параметрам 3-го поколения должно быть возможно. Если с технецием - может быть и что-то ещё более приближенное к современным суперсплавам (правда в силу малоизученности технеция, как лигатуры к никелевым сплавам, тут сложно сказать что-то определенное, но перспективы есть).

В общем атомный реактор - это не только энергия. :) 
« Последнее редактирование: 14 Ноя 2021 [23:47:58] от AlexAV »


Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
А ничего, что  активность  грамма Тс 99 - 620 000 000 распадов в секунду и
мощность дозы вплотную к препарату технеция,примерно, 100 р/час

Технеций-99 - почти не даёт гамма-излучения. Практически чистый бета-излучатель. На расстояние большем пробега бета-частицы практически опасности не представляет. Если исключить попадание внутрь и работать в перчатках - не такая уж и страшная субстанция. Миллиметровый слой материала перчатки или одежды почти полностью будет экранировать бета-излучение технеция. Да и в случае попадания внутрь - довольно быстро выводится из организма, в отличии от тех же актиноидов и стронция, имеющих тенденцию накапливаться в костях (что для технеция не характерно).

Для применения в промышленном оборудовании (и уж тем более военном) проблема радиоактивности технеция не выглядит такой уж совсем критической. Плотная одежда, перчатки, маска с очками и хороший респиратор - и с технеций-содержащими сплавами можно работать относительно спокойно (максимальный пробег бета-частицы 297.5 кэВ в воздухе - 76 см, в полимерных материалах и воде - около 0.85 мм).

 
« Последнее редактирование: 15 Ноя 2021 [19:51:00] от AlexAV »

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Пока, как видите, только снижаются..

Ну, как раз из графика видно, что у ветротурбин с 2017 никакого снижения нет, точнее наоборот, после 2019 - плавный рост. По солнечным элементам с 2018 - плато без явного снижения (после 2020 даже с некоторой тенденцией к росту, хотя не очень чёткой).

В общем график скорее свидетельствует в пользу того, что потенциал удешевления в результате эффекта масштаба тут исчерпан или близок к исчерпанию (реальных технических инноваций, особенно у ветротурбин, тут давно уже нет).

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
А  про тормозное излучение от быстрых электронов, не, не слыхали

Есть такое. Для какого-нибудь Sr-90 - серьёзная проблема. А вот для Tc-99 - в общем ни о чем. Тормозной рентген даже от чистого металлического Tc-99 получится лишь немногим сильнее, чем гамма-излучение чистого U-235. С практической точки зрения это совершенно не критично.

При такой удельной активности сплав, содержащий технеций, будет работать как вполне
приличная рентгеновская трубка, 300 кЭв

Очень-очень маломощная рентгеновская трубка. :) Давайте оценим. Среднее энергия бета-частицы, возникающей при распаде Tc-99, 84.6 кэВ (при бета-распаде энергия распада распределяется между электроном и антинейтрино, энергия антинейтрино нас по понятным причинам не интересует, а энергия бета-частицы в результате имеет довольно широкий спектр по энергии, 297.5 кэВ - это край этого спектра, а средняя энергия излучаемой бета-частицы существенно ниже). Соответственно при периоде полураспада 211,1 тыс. лет получаем среднюю мощность 8.6 мкВт/грамм. Чтобы общая мощность бета-лучей была 200 Вт, как в типичной рентгеновской трубке, потребляется целых 23 тонны технеция набрать. :) Впрочем, так как рентген в такой огромной груде технеция будет и поглощаться внутри металла, такая оценка представляет только теоретический интерес. А с учётом, что КПД преобразования бета-лучей в металлическом технеции в рентген только около 0.1%, то вполне очевидно, что фон рентгеновского излучения вблизи даже массивного изделия из технеция и близко не будет иметь ничего общего с потоком рентгена даже от довольно маломощной рентгеновской трубки.

а сантиметры защиты
соответственно изготовление деталей и сборка тоже должны быть  дистанционными, как принято
в атомной промышлености.

А давайте попробуем оценит более аккуратно. Функцию торможения электрона в веществе за счёт ионизационных потерь можно задать как

\[ (\frac{dT}{dx})_{ion} = -\frac{2\pi e^4n_e}{m_ev^2}(ln(\frac{m_ev^2T}{2I^2(1-\beta)^2})-(2\sqrt{1-\beta^2}-1+\beta^2)ln2 + 1-\beta^2 + \frac{1}{8}(1-\sqrt{1-\beta^2})^2) \]

А функцию потерь энергии на излучение при энергиях меньше \( m_ec^2 \) можно оценить как

\[ (\frac{dT}{dx})_{rad} = -\frac{16}{3}nT\frac{Z^2r_e^2}{137} \]

Используя это можно оценить КПД трансформации кинетической энергии электрона в электромагнитное излучение в зависимости от его энергии. Получится что-то такое:



По оси ординат КПД, по оси абсцисс - энергия электрона в эВ. Среда - металлический технеций.

Теперь построим спектр бета-частиц технеция-99 (для функции Ферми использовалась аппроксимация из этой работы https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0305-4616/11/3/014 ):


Теперь усредняя выход электромагнитной энергии на электрон по спектру энергии электрона получаем средний выход энергии рентгеновского излучения при распаде Tc-99 в среде технеция как 82 эВ/Бк.

Теперь попробуем сравнить это с чем-нибудь и понять много ли это или мало. Выход гамма-лучей при распаде U-235 около 170 кэВ/Бк. Т.е. где-то 2073 раза больше, чем выход тормозного рентгена при распаде атома Tc-99 в среде технеция. Однако, период полураспада U-235 в 3334 раза больше, чем у Tc-99. В результате получаем, что поток ионизирующего электромагнитного излучения, генерируемого Tc-99 в среде технеция будет всего в 1.6 раз выше, чем от чистого U-235. В общем в плане опасности внешнего облучения технеций-99 и уран-235 соизмеримы между собой (технеций-99 имеет на много меньший период полураспада, по сравнению с U-235, но выход сложно экранируемого ионизирующего электромагнитного излучения на распад у него также на много порядков меньше, чем у U-235). Сплавы, содержащие 4%-6% технеция будут иметь ещё на порядок меньший уровень тормозного рентгеновского излучения, по сравнению с чистым технецием, и создаваемый ими фон будет в целом не превосходить фон от гамма излучения ВОУ.

А для работы в ВОУ никакие горячие камеры с дистанционными операциями не нужны. С ним вполне спокойно работают в перчатках и респираторе. Уровень сложноэкранируемого электромагнитного ионизирующего излучения от технеция и, особенно, технеций-содержащих сплавов будет соизмерим, а то и ниже (для сплавов), с ВОУ и, соответственно, меры безопасности тут также должны быть приблизительно такими же, как при работе с ВОУ (естественно, исключая всего того, что связано с критичностью, что актуально для ВОУ, но для технеция). 

В общем перчаток, очков и респиратора для работы с технеций-содержащими сплавами должно быть достаточно. :)
« Последнее редактирование: 16 Ноя 2021 [20:45:11] от AlexAV »


Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
А магниты из чего?

В принципе можно использовать генератор с самовозбуждением или внешним возбуждением. Там постоянные магниты не нужны (необходимое поле создается электромагнитами с сердечниками из магнитомягкого железа). Но для низкооборотных генераторов такое решение существенно уступает решению с РЗЭ-магнитам. И масса больше получается, и КПД заметно меньше (на поддержание магнитного поля электромагнитами нужно постоянно тратить некоторое количество энергии, для высокооборотных генераторов это не очень существенно, а вот для низкооборотных может быть довольно заметно).

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
https://www.visualcapitalist.com/visualizing-the-global-electric-vehicle-market/

Оттуда:
Цитата
Furthermore, with 200 battery megafactories in the pipeline to 2030, the world could require 3 million tonnes of lithium annually, which is roughly 37 times current production.

3 миллиона тонн лития в год добывать физически невозможно, ни в 2030, ни вообще никогда. Цифра абсолютно не реальная. Более-менее кондиционные месторождения в мире всего содержат в интервале 6 - 30 млн. тонн. Выжрать все месторождения мира всего за 2 - 10 лет (а именно это предполагает цифра добычи 3 млн. тонн в год) не получится просто из-за технологических ограничений (и это даже не говоря о вопросе, ну сожрали вы весь литий на планете меньше, чем за 10 лет, а дальше что?). Прогноз строящейся на такой цифре потребления лития просто заведомо не может иметь никакого отношения к реальности.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Ровно для того же зачем медь ветрякам. В этом техническом аспекте они одинаковые.

Нет. И близко не одинаковые. Скорость вращения ротора крупного ветрогенератора около 14 - 17 об/минуту, а скорость вращения паровой турбины АЭС - 1500 об/минуту. Материалоёмкость генератора обратно пропорциональна скорости вращения ротора. И тут отличие в 100 раз. Аналогично относительные потери на индукцию поля (если используется система с самовозбуждением или внешним возбуждением).

Те решения которые приемлемы и эффективны при скорости вращения ротора 1500 об/минуту абсолютно не годятся для 15 об/минуту. Генератор АЭС и генератор ВЭС - абсолютно разные генераторы. Генератор АЭС на два порядка менее материалоёмкий и имеет на много больше вариантов технического исполнения (в том числе в части возможности исключения редких элементов) просто из-за радикально большей скорости вращения ротора. Да и требование к массе генератора расположенного на поверхности земли значительно менее жесткие, по сравнению с генератором, который надо размещать на 100-метровой башне.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Ваши крайне консервативные оценки

Это не консервативная оценка, а гипероптимистическая. :) В неё включены даже "источники" вроде рапы Мёртвого моря, откуда литий на самом деле не добывают и маловероятно, что будут (так как источник полностью некондиционный, содержание лития где-то в 30 раз ниже рапы озер Южной Америки, где его добывают сейчас, а магний-литиевое соотношение 1700 при том, что его значения выше 20-30 вообще считается малоприемлемым для экономически эффективной добычи). Если ещё критически пройтись по этим 6 - 30 млн. тонн, и выбросить явную некондицию (которой там полно) - цифра ещё более сожмётся.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
В использовании технеция мне видится опасным не столько излучение от самих деталей, сколько вынос частичек радиоактивного материала в окружающую среду при их износе, тех же лопаток турбин, например. Бета-активная пыль в лёгких - мягко говоря неприятно.

Судя по некоторым опубликованным данным технеций-99 имеет довольно умеренную токсичность (даже с учётом радиоактивности). Вот тут, например, крысок кормили пищей содержащей довольно высокие концентрации Tc-99 (https://books.google.ru/books?id=QLHr-UYWoo8C&pg=PA392&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false , полный текст статьи можно найти на либгене). При хроническом поступлении технеция-99 с пищей негативные эффекты на здоровье крыс обнаруживалась при концентрации технеция в корме 50 мкг/г. А при концентрации 15 мкг/г и менее воздействие технеция на здоровье крыс было весьма незначительным.

Если верить этим результатам, то технеций-99 для теплокровных менее токсичен, чем ртуть или бериллий (даже с учётом действия его радиации). Систематической употребление пищи, содержащей 10 мкг/г ртути уже приводит к тяжелейшими ущербу здоровью (приблизительно такие концентрации ртути в рыбе вызвали болезнь Минамото в Японии в 1956 году), при том, что воздействие таких концентраций технеция-99 в пище оказывали лишь незначительное воздействие на крыс.

Исходя из этого, возможно, что проблема с технеций-содержащей пылью будет не сильно более чувствительной, чем с пылью бериллия (который не радиоактивен, однако, чрезвычайно ядовит и, судя по всему, доза бериллия, наносящая существенный вред здоровью, даже меньше, чем технеция-99, бериллий по токсичности соизмерим с ртутью). А бериллий в авиастроении вполне себе используют.
« Последнее редактирование: 18 Ноя 2021 [02:47:37] от AlexAV »

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Говорят, литиевые батареи в электромобилях и сейчас не доминируют. Никелевые в основном используются. Но доля литиевых всё же вырастет (см. аттач)

На вашем рисунку все элементы - литиевые. NMC - это элемент с анодом на базе интеркалятов лития в углеродном материале, а катодом на основе литий-содержащей никель-кобальт-марганцевой шпинели (откуда и название NMC). Если в аббревиатуре нет слова литий - это не значит, что элемент не литиевый. :)

И NMC, и NCA, и LFP - это всё разновидности литий-ионных аккумуляторов, и, естественно, без лития не работают. :)

Для NMC и NCA, кстати, кроме лития ещё нужно большое количество кобальта. Тоже та ещё проблема.  LFP - кобальт не требует, но зато требует иттрий (формально может работать и без него, но в случае катодов не легированных иттрием имеют катастрофически низкие показатели мощности при отрицательных температурах). Ну а литий нужен всем трём типам. Наибольший расход на единицу ёмкости у LFP, наименьший - NCA (различие в потреблении лития на единицу емкости там где-то раза в полтора).

Из нелитиевых электрохимических систем сейчас какие-то ненулевые перспективы имеет разве что система Na/PBA, однако её удельная ёмкость и, особенно, долговечность, оставляет пока желать лучшего. Потенциальная ёмкость где-то на уровне LFP (что в общем довольно немного, причём без перспектив увеличения), но вот по долговечности тут и близко  LFP не получается, серьёзная деградация у Na/PBA заметна уже на 50-м цикле. Можно ли с этим что-то сделать пока не понятно, если получится в области относительно малоёмких элементов вроде LFP или LTO у лития появится альтернатива (хотя... наличие в материале катода кристаллической воды создаёт некоторые сомнения, что это получится сделать, наличие такой компоненты стабильности ему явно не прибавляет, а без неё не получается структуры способной обратимо отдавать ионы натрия). Для высокоёмких литию альтернативы нет и не предвидится (удельная ёмкость любых натрий-ионных всегда будет значительно ниже литий-ионных).   
« Последнее редактирование: 18 Ноя 2021 [14:40:25] от AlexAV »

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Да, но доля-то лития там совсем маленькая..
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Lithium_nickel_manganese_cobalt_oxides

Минимальное возможное количество лития там жестко завязано на ёмкости через закон Фарадея. Чем меньше лития в структуре шпинели (заряженного элемента) - тем меньше ёмкость. Тут абсолютно жесткая физическая связь. Реальное техническое (с учётом лития остающегося в структуре материала электрода при обратимом циклировании и лития электролита, не участвующего в Red/Ox реакции) обычно несколько больше, чем участвует в Red/Ox реакции. Если я правильно помню цифры, то для NMC нужно около 600 грамм карбоната лития на 1 кВтч ёмкости (теоретический минимум около 370 грамм, большая часть различия технического расхода и теоретического минимума связана с тем, что не весь литий катода участвует в Red/Ox реакции, что связано с областью устойчивости фаз способных обратимо принимать и отдавать ионы лития, т.е. по сути также с фундаментальными термодинамическими факторами), для LFP - около 1 кг карбоната лития на 1 кВтч. Так что отнюдь не мало и, что более важно, это величина практически не снижаемая.

Процент от массы элемента может быть и не большой, но расход лития на единицу ёмкости получается весьма существенным. Причём в силу физики процесса этот расход невозможно значимо сократить.

P.S. Вообще-то мольное соотношение литий:переходный металл в металле около 1 - это отнюдь не мало.
« Последнее редактирование: 18 Ноя 2021 [15:28:46] от AlexAV »

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
ПС: сказки про плохой КИУМ ветряков оставьте тем кто не знает выражения "йодная яма", и каков КИУМ АЭС на самом деле

Йодная яма к КИУМ АЭС отношения вообще не имеет. Практический КИУМ АЭС у реальных электростанций около 90 - 95% (в качестве примера https://www.rosatom.ru/journalist/news/rostovskaya-aes-vyrabotala-v-2019-godu-bolee-33-8-mlrd-kvt-ch-elektroenergii/ ). У ВЭС в районе 25%. В силу такого различия по КИУМ сравнивать инвестиционную стоимость АЭС и ВЭС без учёта КИУМ попросту некорректно.  Т.е. стоимость ВЭС по сути надо умножать на 4 при сравнении со стоимостью строительства АЭС.

Ну и, кроме того, при правильном сравнении нужно также учитывать разные сроки службы реактора и ВЭС. Срок службы ВЭС около 20 лет, а реактора около 50-60.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Из-за возможности "йодной ямы" АЭС не имеют возможности энергетических маневров, как впрочем и ГЭС.

ГЭС - чудесно маневрируют, это в энергосети вообще классические маневровые мощности.

Роль АЭС в сети - базовая генерация. И ей вообще не нужно никуда маневрировать. Базовая генерация реально покрывает около 70% процентов потребления энергии и именно в этой нише целесообразно использовать АЭС.

Вот в качестве примера график загрузки ОЭС Центр (см. приложенный файл).

Потребление колеблется, но ниже ~27 ГВт не падает. Вот в пределах этих 25 ГВт базовой мощности и целесообразно использовать АЭС. Для маневровых режимов (в приведенном примере около 10 ГВт) целесообразно использовать какие-то другие технологии генерации (например ГЭС).

В отличии от АЭС, которая является хорошим источником базовой генерации, ВЭС сама по себе вообще ни для чего не годится. Ни для базовой генерации, ни для маневровой, ни резервных мощностей. Так как ветер дует - когда дует, а не когда есть потребность в энергии. Поэтому напрямую сравнивать АЭС и ВЭС вообще невозможно. Т.е. нельзя сравнивать станцию способную работать в режиме базовой генерации (т.е. в режиме отдачи постоянной мощности в сеть) и станции физически к этому неспособной. Корректное сравнение - это АЭС и ВЭС с запасом аккумуляции достаточным для работы в базовом режиме (что-то масштаба 500 - 1000 кВтч/кВт). Если в стоимость ВЭС включить стоимость аккумуляции достаточной для её работы в базовом режиме, то АЭС получится точно многократно дешевле. 

АЭС приведенные по ссылке работают как резервные мощности.

Где Вы этот бред почерпнули? В базовом она режиме работает, как и должна АЭС. В резерве никто в здравом уме АЭС не держит, эту роль  обычно выполняют газотурбинные электростанции.
« Последнее редактирование: 18 Ноя 2021 [21:40:07] от AlexAV »

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Все это замечательно, кроме одного момента - возможности вторичной переработки.

Значительная часть оборудования АЭС находится не в АЗ (в большинстве случаев парогенераторы, турбины, генераторы и т.д.) и с его вторичной переработкой проблем ничуть не больше, чем с любым иным оборудованием. Ограниченные возможности по вторичному использованию имеют только материалы собственно АЗ и другая конструкция, находящаяся в горячей зоне.

В рассматриваемом нами случае лучшем инженерным решением было бы конструирование собственно реактора так, чтобы в нем просто нечего и незачем было бы перерабатывать. Т.е. исключение из материалов активной зоны всех редких элементов, и построение её из алюминий-магниевого сплава, титана (включая изотопно-обогащенный), керамики на основе алюминий-магниевой шпинели (она обладает исключительной стойкостью к облучению и практически не подвержена радиационному разрушению) и углеродных материалов. Как минимум в случае канального тяжеловодного реактора тут просматриваются жизнеспособные варианты.

Вторичная переработка критична если используются редкие элементы, а если устройство можно построить из алюминия, магния и железа, то она совсем не так критична. Для реактора в принципе просматриваются пути как его можно вписать в такие ограничения (естественно, отнюдь не для всех типов и конструкций, но варианты просматриваются).   

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 473
  • Благодарностей: 575
    • Все сообщения темы
Поскольку эта тема посвящена угрозе исчерпания ресурсов, возможность или невозможность многократного рециклинга очень важна. И в этом моменте ВЭС сильно выигрывают у АЭС

Угроза исчерпания относится к редким элементам (медь, никель, хром, цинк, серебро, литий и т.д.). Железо, алюминий и магний - на планете закончиться не могут (титан и марганец - где-то посередине между теми, которые можно считать условно неограниченно доступными и тем, которые являются исчерпаемым сырьём). И тут на самом деле существует только один жизнеспособный путь решения данной проблемы - исключение редких элементов из основных массовых технологий.

Рециклинг тут на само деле в любом случае не особо поможет в силу своей ограниченной эффективности. По сути любая массовая технология критически завязанная на редких элементах вообще никакого будущего не имеет. И тут, рассматривая конкретную область, куда важнее смотреть не на возможности рециклинга, а на возможности полного исключения редких элементов. В этом смысле солнечные батареи и литиевые аккумуляторы выглядят весьма бесперспективными (они проблему зависимости от невозобновляемого сырья вообще никак не решают, так как обе технологии критически зависят от доступности редких элементов).

ГЭС - точно можно отнести к технологиям независящим от редких элементов.

АЭС и ВЭС тут где-то посередине. В современном виде и те и другие требуют очень значительных количеств редких элементов (причём ВЭС на много больше, чем АЭС), однако и там и там просматриваются инженерные подходы, позволяющие от этой зависимости уйти. Хотя тут нужно понимать, что ВЭС без редких элементов будет мало похожа на современную (даже по аэродинамической схеме, замена высокопрочных легированных сталей на углеродистые скорее всего вынудит к переходу от горизонтальных схем к малоскоростным вертикальным, где нагрузки в узлах можно сделать существенно меньше). Впрочем и реактор АЭС, удовлетворяющий указанным ограничениям, также, скорее всего, будет малопохожим на большинство существующих типов реакторов.   
« Последнее редактирование: 18 Ноя 2021 [22:21:41] от AlexAV »