Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[crazy_terraformer]

Насчёт ГЭС - доказательства пожалуйста!

Вот колёсико Красноярской ГЭС. . Вес - 220 тонн. Изготовлено в Петербурге, перевезено на 4900 км, собрано. Это при наличии железной дороги. Кап. ремонт через 50 лет.
Для Асуанской дело хуже, хотя оно (раб. колесо) меньше. Изготовить на замену могут только в Манчестере, Руре, Петербурге. А там - как морем без керосину?

За ради ж такого дела на биотопливо граждане разорятся.

[serega2007]

Точки на линии - число ветрогенераторов, действующих на данный год.

[AlexAV]

Кстати сам тезис, что новые ветряки в среднем мощнее старых - ложен и не соответствует реальности. Вот данные по числу имеющихся установок и ежегодно вводимой новой мощности ВЭС в Германии: https://www.wind-energie.de/en/infocenter/statistiken/deutschland/number-wind-turbines-germany

Посмотрел внимательнее - по ссылке действительно какие-то ошибки с цифрами. То что указано в мегаваттах никак новой установленной мощностью в мегаваттах быть не может, просто цифра с другими источниками не совпадает. Поискал что-то более достоверное, собственно вот (http://www.windguard.com/_Resources/Persistent/85b5b9813fa5a3cc27e03ed089a7dba68783a939/Factsheet-Status-Land-Based-Wind-Energy-Development-Germany-2016.pdf):



Т.е. рост мощности у новых ветряков всё же есть, хотя начиная с 2011 года не сказать, что какой-то сильный, кривая явно приближается в насыщению.

Прощу прощение, за предоставление недостоверной информации.

[AlexAV]

Поискал что-то более достоверное, собственно вот

И ещё из того же источника интересная технологическая информация, существенная в контексте возможной плотности размещения. Средний диаметр ротора  - 109 м (именно эта величина, а не номинальная мощность генератора влияет на это), при средней мощности 2848 кВт. При лимите 200D² получаем 1,2 МВт(номинала)/км2.

[anovikov]

Это видимо и объясняет постепенное медленное увеличение КИУМ - ветряки банально становятся выше. Выходит сейчас средний действующий ветряк 1.7 МВт, а оптимальная цифра между 5 и 10 МВт - больше уже расход металла слишком большой (пропорционально кубу высоты, а мощность квадрату), меньше - высота маловата. 7.5 МВт уже есть. То есть потенциал для repowering большой.

Выходит, Вы берётесь утверждать что где-то 2/3 участков с нормальным ветром в Германии уже занято? Учитывая что на 85% мощность поднимается заменой ветряков на более мощные/высокие, и уже одобрено 40 ГВт офшорного ветра, дающего вдвое больше (а реально еще больше т.к. речь идёт о маржинальной мощности, там важнее стабильность, а у офшорного ветра она намного лучше чем у наземного). Сейчас там 50 ГВт наземного ветра и 5 морского.

В Вашем же источнике кстати данные и про repowering: снесено 366 МВт старых ветряков - 336 штук, то есть 1.09 МВт средней мощности, вместо них всунуто на тех же участках 238 новых на 679 МВт, то есть по 2.85 МВт в среднем, номинальная мощность существующих ветропарков увеличена на 85% при средней мощности ветряка, выросшей в 2.62 раза. Учитывая что средняя мощность существующих сейчас ветряков в целом составляет 1.7МВт, увеличить их все в 2,62 раза вполне реально - это 4.45 МВт на штуку, а есть ветряки по 6-7.5 МВт, по 5 массово. То есть аналогичного эффекта можно добиться для всей (существующей) массы установок в целом.

Если говорить о ресурсе - оптимальный ветряк 7.5 МВт (E-126), высота хаба 135 метров. Если на высоте 1км ветер дует постоянно, почему бы не строить ветряки такой высоты? Пусть они будут неоптимальны из-за кубического закона увеличения массы (а значит и стоимости) против квадратического закона увеличения мощности, ну такой ветряк будет в 1000/135=7.4 раза дороже за ватт, зато работать будет постоянно а не 20% времени, квтч энергии с него будет всего в 1.5 раза дороже обычного (ну да, ~четверть придется выбросить из-за отсутствия спроса в данный момент), так что в 2 раза. Нужно всего лишь дождаться увеличения энергоэффективности экономики вдвое, по долгосрочному тренду это всего 38 лет. Это я об абсурдном, но возможном варианте - ясное дело что до него не дойдет, но не потому что это невозможно, а потому что обычного ветра вполне хватит.

[Кремальера]

Временный эффект торжества над бабушкой присутствует, зато когда повязку снимут, придется без ушей жить.

Хороший понт,как известно,дороже денег.."Бабушка" быстрее помрет от разрыва шаблонасердца ,где-то когда доля ВИЭ достигнет 18-20%.Вот тогда-то ей уши и отчикают взамен отмороженных.

кто без расчетов охлаждения грунтов

Впервые об этом слышу.Это какая плотность этих петель должна быть чтобы высосать все тепло из Земли. ???Обычно для частного домовладения 150-250 кв.м,там оговаривается порядок горизонтальной укладки петель:не менее четырех траншей,глубина 1,5-1,8м,длина не менее 30м,расстояние не менее 8-10м между траншеями.Для скажин тоже свой порядок,наверное если частить то действительно тепла будет не хватать.

Т.е. рост мощности у новых ветряков всё же есть, хотя начиная с 2011 года не сказать, что какой-то сильный, кривая явно приближается в насыщению.

Интересное решение по аккумуляции для шельфовых,да и вообще морских, ветряков.
http://www.thin-red-line.com/140714_ThinRedLine_OSES2014.pdf
https://www.theengineer.co.uk/issues/25-april-2011/compressed-air-energy-storage-has-bags-of-potential/

[Nucleosome]

Вообще-то в этом году США таки стали нетто-экспортёром газа, правда в совсем ничтожных объёмах

вообще-то именно в год - не стала - выходит +8, но тенденция есть, может и станет, по осени данных пока нет. правда хорошо бы ещё взглянуть на график потребления газа. ну и сколько там ещё можно пробурить скважин...

Cолнце на самом деле светит постоянно.

ну да, если бы Земля ещё к нему была бы повёрнута одной стороной хотя бы как Венера и на ней не было облаков хотя бы как на Марсе... (правда вот пылевые бури похуже будут)

США газ по отрицательным ценам не продаю

ну... сжигание попутного газа факелами на скважинах иногда, можно рассматривать как такую продажу

где-то когда доля ВИЭ достигнет 18-20%

с учётом ГЭС есть места и побольше...
кстати, а разве втеряки не требуют для манитов редкозёмов?

[Зануда]

Интересное решение по аккумуляции для шельфовых,да и вообще морских, ветряков.
http://www.thin-red-line.com/140714_ThinRedLine_OSES2014.pdf
https://www.theengineer.co.uk/issues/25-april-2011/compressed-air-energy-storage-has-bags-of-potential/

Решение интересное, но взрывоопасное в самом прямом смысле. Разрушение баллона с воздухом высокого давления подобно взрыву бомбы. Пороховой - ударной волны не будет, но всё же. А 70 МВт*ч энергии эквивалентны сгоранию 60-80 тонн пороха.

[AlexAV]

Выходит сейчас средний действующий ветряк 1.7 МВт, а оптимальная цифра между 5 и 10 МВт

Откуда Вы взяли, что эта оптимальная? Вообще не смотрите на мощность генератора, смотрите на диаметр ротора и высоту. Средний диаметр ротора сейчас у новых - 109 метров, средняя высота 128 метров (при этом мощность генератора в среднем 2848 кВт ибо ветер слабый, больше ставить бессмысленно, всё равно он в этом случае на номинал никогда не выйдет). Что Вы здесь хотите значительно увеличить, где-нибудь вообще ставят станции с диаметром ротора более 150 м (это от 109 увеличит мощность всего в 1,9 раза)? Генерация при слабом ветре определяется не мощностью генератора, а площадью ротора. 

7.5 МВт уже есть.

А теперь посмотрите внимательнее на этот 7,5 МВт - https://www.enercon.de/en/products/ep-8/e-126/

Диаметр ротора всего 127 м. В тех же ветровых условиях (при слабых ветрах) он даст только где-то на 35% больше энергии, чем ветрогенератор с ротором 109 метров и номиналом 2848 кВт.  Вы действительно думаете, что это осмысленная идея?

То есть потенциал для repowering большой.

repowering - никак не увеличивает энергию, которую можно снять с единицы поверхности планеты. Поставили больший ротор - ставьте ветряки реже. Всё очень просто. Т.е. вместе с repowering в местах, где их слишком много понаставили потребуется их прореживать.

Ну и масштаб увеличения единичной мощности не стоит преувеличивать. Вот самый мощный ветрогенератор ENERCON для зоны умеренных ветров - https://www.enercon.de/en/products/ep-4/e-141-ep4/. Диаметр ротора - 141 м, мощность 4,2 МВт. Куда уж больше то.

Выходит, Вы берётесь утверждать что где-то 2/3 участков с нормальным ветром в Германии уже занято?

Откуда 2/3 взялась?  Ещё раз -изменение диаметра ротора единичного ветряка никак не влияет на энергию, которую вы можете снять с некого района. Взяли больший ротор - значит генераторы ставьте реже, а в итоге энергия снимаемая с региона останется той же. Линейно масштабировать мощность при её текущим размещение от сегодняшнего уровня получится раза в 3. Дальше начнутся проблемы (при этом неважно как это будет делаться, ставиться куча ветряков с малой площадью ротора, или несколько меньшее их количество с большой, на результат это никак не влияет).

Что касается общего экономически оправданного потенциала... То вот Вам карта ветров:



Установка ветрогенератора в области со среднегодовой скоростью ветра менее 4м/с - попил субсидий, но никак не экономически оправданная деятельность. А область со скоростью ветра >4м/с как видите весьма и весьма ограничена.

[anovikov]

Сложно спорить когда человек отрицает факты Написано же: на существующих фермах провели замену, и добились вот такого результата. В целом repowering старых ферм - это уже несколько процентов ветрогенерации, количества вполне статистические, опыт накоплен. Это практика, а не теория.

[AlexAV]

Сложно спорить когда человек отрицает факты Написано же: на существующих фермах провели замену, и добились вот такого результата. В целом repowering старых ферм - это уже несколько процентов ветрогенерации, количества вполне статистические, опыт накоплен.

Я не отрицаю, что на некоторых это можно сделать (если исходно объекты распологались не слишком плотно, то почему бы и нет). Но отсюда никак не следует, что можно сделать везде.

И, кроме того, общий энергетический баланс атмосферы, который и определяет предельную величину установленной мощности в регионе, факт такой реновации некоторых ВЭС никак не меняет.

[mbrane]

Есть 15-минутные данные, могу использовать их. Реально ничего не изменится т.к. часовые прогнозы погоды практически идеально точны, ничто не мешает балансировке на таких маленьких интервалах.

Мой друг! Энергосистему традицицонно предаставляют графом - представляющий основыные узлы(круные генераторы и подстанции ЭС) . Расчетный граф ЕЭС России состоит из 6 тысяч узлов. Условно говоря каждому узлу или группе территориально близких узлов соответствует энергорайон.. Далее в каждом узле должны быть суоблюдены условия по напряжению, а в каждой ветви   (цепи) должны быть соблюдены условия по предельно допустимому току, кроме того должны быть соблюдены условия статистической устойчивости энергосистемы при аварийных режимах... И эта куча условий должна соблюдаться в каждый момент времени в каждом узде и каждой ветви....А если усреднять раз в час да еще и по всей территории страны, да еще и без учета транспортных способности сети - то это все называется графоманство ...

Что касается отопления - нужно просто строить нормально, энергоэффективные дома активного отопления вообще не требуют даже в холодных климатах, кроме совсем экстремальных арктических.

Ща нас кипрский товарищ научит из пальмовых листьев энергоэффективное жилище для Коми АССР сврганить... Помедленне мы записуем...

[mbrane]

Впервые об этом слышу

Кто бы сомневался

Это какая плотность этих петель должна быть чтобы высосать все тепло из Земли.

а ты поинтересуйся для начала какой  тепловой геопоток из земли идет (да же в ваших краснодарских условиях в котроых он в 2 раза выше среднего), и так фор инфо сравни его с величиной потока тепла от солнца...

Обычно для частного домовладения 150-250 кв.м,там оговаривается порядок горизонтальной укладки петель:не менее четырех траншей,глубина 1,5-1,8м,длина не менее 30м,расстояние не менее 8-10м между траншеями.Для скажин тоже свой порядок,наверное если частить то действительно тепла будет не хватать.

А для многоэтажного здания  в центре города ты тоже будешь на 5 соток на каждую квартиру землянные работы делать... Кхе-кхе...

[mbrane]

сжигание попутного газа факелами на скважинах иногда, можно рассматривать как такую продажу

да не сжигание газа зачастую необходимость - к примеру пробурили скавжину газа  мало да и качества он хренового (к примеру CO2 много) - его дешевле сжечь или в пласт закачать для поддержания давления, нежели трубопровод вести

с учётом ГЭС есть места и побольше...

Ага норвегия со швецией и бразилией есть такие страны

[mbrane]

Интересное решение по аккумуляции для шельфовых,да и вообще морских, ветряков.
http://www.thin-red-line.com/140714_ThinRedLine_OSES2014.pdf
https://www.theengineer.co.uk/issues/25-april-2011/compressed-air-energy-storage-has-bags-of-potential/

Да тех кто в танке проспал - страниц 200 назад это решение ужо обсуждалось - из-за наличия комприрования воздуха - КПД этого решения будет в разы хуже чем у литиевых батарей,  тоже можно сказать и материалоемкости, которая (надо же как удивительно) \(\frac{P\times V}{\sigma}\)

[mbrane]

Ну и масштаб увеличения единичной мощности не стоит преувеличивать. Вот самый мощный ветрогенератор ENERCON для зоны умеренных ветров - https://www.enercon.de/en/products/ep-4/e-141-ep4/. Диаметр ротора - 141 м, мощность 4,2 МВт. Куда уж больше то.

блин да он на 7 м/с едва дает 20% от установленной мощности...Где его кроме морского побережья ставить-то вообще

[AlexAV]

блин да он на 7 м/с едва дает 20% от установленной мощности...

Ну 7 м/с - это на высоте 135 или 159 метров. У земли (на высоте 10 м) это будет соответствовать ветру приблизительно 4,7 м/с.

[Nucleosome]

да не сжигание газа зачастую необходимость - к примеру пробурили скавжину газа  мало да и качества он хренового

ну так это и имел в виду - но на то, чтобы сжигать тоже надо тратится - немного, конечно надо, вот и выходит как бы газ по отрицательной цене.

Ага норвегия со швецией и бразилией

их и подразмевал - у Скандинавских населения мало, а площадь и с горами и сильно обводнённая - много, вот и выходит, в Бразилии реки просто огромные и часть стока - с плоскогорий. подобным этим мест в мире ещё можно насчитать по пальцам - низовье Конго, выход Брахмапутры с Тибета, и Янцзы, может и в Сибири что, но там народу не густо. При этом Янцзы когда построят вторую ГЭС будет уже оприходованна, и конечно не даст 20% электричества Китая, разве что локально, на Брахмапутре что думаю построят, но с тем же, только меньшим итогом (перепад там больше, но расход воды несиоизмеримо ниже), ну и остаются низовья Конго, которые в самом деле могут сильно изменить ситуацию с электричествмо центральной Африке, к тому же там из-за того, что Конго течёт по пропилу в обширном плоскогорье даже в долгосрочной переспективе нет проблемы с изменением русла и замыванием водохранилища в отличае от видимо других...

[AlexAV]

кстати, а разве втеряки не требуют для манитов редкозёмов?

С некоторым увеличение массы обмоток можно заменить РЗЭ-магниты на ферриты вроде BaFe12O19. Самый редкий компонент здесь барий, но это на удивление достаточно распространённый элемент, проблемы с ним скорее больше похожи на проблемы с титаном (доступен, но в ограниченных количествах), чем с серебром (кончатся месторождения - не будет вообще).

Т.е. в этом случае заменить можно, хотя и с некоторым ухудшением характеристик.

[snickers]

Сложно спорить когда человек отрицает факты

Лягушку знаете как варят?  Ну гуманно то есть.. водичку медленно нагревают медленно так .. а потом хоп и супчик. )  Тут вот и пример интересный есть Газпром в 2012-14 весело смеялся со сланца. Я уже приводил данные как он в этом году ушел в убытки... уже не смеется. Страниц 20+ тому на мой вопрос - а почему тогда во всем развитом мире от США с ЕС и до Японии с Китаем ВИЭ развивают ответили просто - глупость говорят это все. Развивают ВИЭ от глупости.
 ну ладно они дураки а мы умные ? Ну что же немного процитирую  -- «К 2035 году их доля "ВИЭ"в мировом энергобалансе должна вырасти с 15 до 23%, а в генерации электроэнергии, но это без учета гидроэнергетики, с нынешних 7% до 20%. Однако и традиционная энергетика так же не будет стоять на месте» - В.В. Путин.
https://vz.ru/news/2017/10/4/889648.html
..
Они "дураки" ладно.. а мы что тоже теперь такие? А кто тогда "умные" Мугамба из Зимбабве и Ко?
Если так все плохо зачем столько строят ВИЭ?
 План, ВИЭ подготовлен Минэнерго России утвердил заместитель Председателя Правительства Аркадий Дворкович -> план мероприятий по стимулированию развития генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии с установленной мощностью до 15 кВт ...
http://government.ru/news/28559/
Или Минэнерго РФ тоже занимается .. скажем как то по мягче - маниловщиной по вашему мнению?

Не правда ли странно господа в мире развивают ВИЭ, правительство РФ тоже понимая ситуацию развивает это направление, как понимают ситуацию и многие прогрессивные участники форума... но к сожалению не все. Ортодоксальность и косность мышления не всегда являються положительными чертами мышления.