Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Vadims]

А значит она присутствовала бы в окружающем нас мире

Возможно в исследовании этот вопрос также затрагивается, лучше все же прочитать прежде, чем обсуждать.

[библиограф]

Кому-то очень хотелось бы знать, где конец Периодической системы:
118 элемент, принадлежащий к инертным газам, уже открыли, а 119 уже не будет!
Или, всё -таки продолжат таблицу до 126 ?
Ди-, Тетра-, Окта- и вообще Полинейтроны ищут с тех самых пор, как открыли нейтрон и академик
Ландау предсказал в 1932 году существование нейтронных звезд.
Результаты - нулевые, зато обширная тема для любителей порассуждать на общие темы.
https://www.youtube.com/watch?v=kdaw9PMCS-s
Существование Острова Стабильности уже подтвердили опытами на ускорителях тяжелых ионов,
а для синтеза ядер с большим избытком нейтронов никаких экспериментальных методов пока нет.

[AlexAV]

Возможно в исследовании этот вопрос также затрагивается, лучше все же прочитать прежде, чем обсуждать.

Вот оно: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.222001

Обсуждение нахождения такого вещества в природе ограничено абзацем:

Neutron stars could possibly convert to ud quark stars.
Due to the potential barrier generated by the surface effects,
the limiting process for the conversion of a neutron star
is the nucleation of a bubble of quark matter initially having
the same local flavor composition as the neutron star, via a
quantum or thermal tunneling process [35]. There is then a
subsequent weak decay to the stable state, SQM or udQM,
as the bubble grows. The barrier for conversion leads to the
possibility that there can coexist both neutron stars and
quark stars [36]. In comparison to SQM, udQM predicts a
smaller ρ  ̄ 1⁄4 4ΔV n given the same ε  ̄ . So ud quark stars
allow a larger maximum mass, which is of interest for
pulsars with M ∼ 2M ⊙ [37,38]. The possible superconduct-
ing nature of quark matter in stars may have interesting
implications, more so for its transport rather than bulk
properties [39].

Предположение о возможности образования такого в нейтронных (в этом случае уже кварковых) звёздах особого возражения не вызывает. Вопросы вызывает другое - почему мы такой материи не наблюдаем в окружающем нас мире, ведь при тех же столкновениях нейтронных и кварковых звёзд их вещество может выбрасываться в пространство (с эти процессом по-видимому связано образование большей части элементов тяжелее свинца, как оказалось при обычных вспышках сверхновых их формирование идёт недостаточно эффективно). А это как раз авторы не затрагивают.

[MenFrame]

Ученые США добыли первые пять грамм желтого кека из морской воды
http://www.atomic-energy.ru/news/2018/06/15/86692

[crazy_terraformer]

Предположение о возможности образования такого в нейтронных (в этом случае уже кварковых) звёздах особого возражения не вызывает. Вопросы вызывает другое - почему мы такой материи не наблюдаем в окружающем нас мире

А какие бы спектры поглощения и излучения могло бы давать такое вещество? Определённо оно должно было бы быть центром гравитационной конденсации разряжённой космической материи и вполне вероятно находилось бы в ядрах и звёзд и планет? В отсутствии химического взаимодействия с обычным веществом не мигрировало бы оно в центральные области небесных тел?

[Lieut]

Нет, это хитрая еврейская штучка - концентрация соли подобрана так, что из-за высокой плотности придонных слоев конвекция там отсутствует и без всяких разделительных слоев!

Суть таких прудов - там концентрированный раствор соли, растворимость которой резко падает при падении температуры. Обычно это соли магния.
Так что при падении температуры избыток соли выпадает в осадок и плотность воды падает. Конвекция не возникает. А теплопроводность у воды весьма низкая.
И да, если размера пруда не намного больше гектара, никакой ветер там ничего не сможет сделать.

Проблемы таких прудов, из-за чего они так и не пошли далее экспериментальных образцов, совсем в другом.
Помутнение воды от пыли, необходимость постоянно убирать соль со дна, нужно большие количества солей магния, да и постоянно воду добавлять, испаряется же. Пусть даже и морской, но высоко же вверх качать будет энергетически нерентабельно. Так что можно ставить только в аридных приморских низменностях.

[sharp]

Кому-то очень хотелось бы знать, где конец Периодической системы

Теоретически она вообще может быть бесконечной, однако период полураспада с ростом атомного номера будет стремиться к фемтосекундам для всех изотопов...

[Rattus]

Теоретически она вообще может быть бесконечной, однако период полураспада с ростом атомного номера будет стремиться к фемтосекундам для всех изотопов...

Вот когда время "жизни" становится меньше времени образования рассматриваемого ядра - тогда она и теоретически заканчивается. И теоретически - это время менее зептосекунды. А практически - менее аттосекунды.

[Kostian]

Познавательная статья об инвестициях в ВИЭ: http://www.ng.ru/energy/2018-06-19/13_7247_investments.html  Альтернативная энергетика набирает обороты.    А вот в России пока, к сожалению, не все так оптимистично: http://www.ng.ru/ideas/2018-06-08/5_7243_energy.html 

[sharp]

Познавательная статья об инвестициях в ВИЭ: http://www.ng.ru/energy/2018-06-19/13_7247_investments.html  Альтернативная энергетика набирает обороты.

На таких разных рынках, как Мексика, Канада, Индия и Марокко, цена за 1 МВт-ч от наземных ветроэнергетических установок опустилась до 30 долл. При этом в Мексике один из тендеров выдал цену даже ниже 20 долл. (на 40–50% меньше, чем по тендерам в 2016 году), что стало мировым рекордом. А в Германии зафиксировали национальный минимум – 38 евро (около 45 долл.).

Это они серьезно? Рыночная цена на электроэнергию вообще-то 15 евро за МВтч в среднем по Европе. А они тут "развивают" ВИЭ для которой показатели вдвое дороже. За чей счет банкет?

[mbrane]

Теоретически она вообще может быть бесконечной, однако период полураспада с ростом атомного номера будет стремиться к фемтосекундам для всех изотопов...

Дык как бы не так -нарастают кулоновское отталеивания в ядрах...а так да можно считать любое столкновение двух ядер плутния - созданием элемента 188

[AlexAV]

Та до сих пор на фотопленки серебра уходит и то больше.

На солнечные батареи в 2016 году уходило 2382 тонн серебра (при этом было произведено 76.1 GW солнечных панелей). Это на самом деле очень большая цифра, около 10% добычи, что уже указывает на предел масштабируемости.

Эти цифры на самом деле значат, что с учётом КИУМ процентов в 15 (это скажем среднее значение для Италии за 2017 год), то для создания системы со среднегодовой мощностью 1 ГВт нужно около 200 тонн серебра, совершенно гигантская цифра. Чтобы оценить масштаб бедствия, стоит сказать что для реактора ВВЭР-1000 нужно около 3250 тонн металла, причём конечно преимущественно стали, т.е. железа с небольшой добавкой легирующих добавок. Т.е. на строительство реактора на самом деле на единицу реальной мощности (с учётом КИУМ) уйдёт меньше никеля и хрома, чем серебра на солнечные батареи, как это не казалось бы удивительным. Т.е. тут речь совсем не об ничтожно малых количествах.

Опять же нужно помнить о почти полной неэластичности предложения серебра (его добыча довольно жестко привязана к добыче меди, цинка и свинца, при этом даже если цена серебра вырастет в 100 раз добыча изменится очень слабо). И то, что это весьма важный в технике металл, у него довольно много приложений, где оно труднозаменимо. Поэтому с масштабируемостью проблемы тут видны уже сейчас. По мере исчерпания сульфидных руд серебро и вовсе начнёт практически исчезать из обращения. Этот металл очень редок в породах земной коры, равно как почти отсутствует в морской воде. Источников откуда его можно будет взять после исчерпания сульфидных руд по сути нет (некоторые геотермальные воды разве что, но это даст несколько десятков тонн в год на всю планету в лучшем случае, с точки зрения техники это будет не так сильно отличаться от полного исчезновения, ну может быть чуть-чуть в военной технике останется, но про массовые солнечные батареи можно будет забыть).

Но если цена на серебро взлетит до небес, то переход на другие материалы не такая уже и фантастика.

А по сути альтернатив не много. Хотя бы теоретически металлизацию внешней поверхности можно делать из серебра, золота, никеля, тантала, платиновых металлов (или многослойную, где нижний слой соприкасающийся с кремнием один из перечисленных). Всё список закончен. Золото и платиноиды (как впрочем и тантал) можно отбросить сразу. Они ничуть не более доступны, чем серебро. Никель в чистом виде имеет высокое сопротивление, что сильно снижает КПД (кажется в 70-х были батареи с таким типом металлизации, КПД, если не ошибаюсь, получался процентов 10, потом все от него отказались), ну и наносить его на поверхность технологически сложнее и дороже. Многослойная металлизация (реально рассматривается структура никель-медь-серебро) - тоже менее технологична, да и серебро всё равно используется (хотя и в меньших количествах).

Вот и получается, что для дешёвых массовых батарей реальных альтернатив серебру и нет. Всё прочее или ещё дороже, или сильно хуже, или намного сложнее в использование (а значит снова дороже).
 

Низкий процент рециклинга (за исключением материалов, которые используются в качестве пленки микронных масштабов) только там, где этот материал пока что еще дешев.

Там зависимость не такая простая. Возьмём рений. Это очень дорогой металл, применяется главным образом в сплавах некоторых деталей турбин и реактивных двигателей. Доля вторичного рения в общем производстве всего около 20%, т.е. возврат при рециклинге невелик, и это несмотря на значительную ценность и дефицитность.Вообще нельзя привести практически ни одного металла, даже очень дорогого и дефицитного, как платиновые металлы, степень рециклинга которого удалось бы поднять существенно выше 70%. Не получается в нашем реальном мире.

Опять же чтобы электромобиль был не просто игрушкой для очень богатых людей - литий должен быть сравнительно дешёвым. Грубо цену отсечения для этой области можно оценить как 100$ за 1 кг карбоната лития. Это кстати уже отличается от текущей цены меньше, чем на один порядок. Сейчас средняя цена 12$/кг, и тут не надо думать, что это очень далеко от обозначенных 100$. В 2003 цена была 1,6$/кг, и всего за 15 лет выросла почти на этот порядок. При этом мы всё ещё разрабатываем самые дешёвые месторождения (рапы богатых литием солёных озёр в основном). Ещё на порядок она может вырасти легко и довольно быстро, по мере выработки самой дешёвой части запасов (которая составляет лишь очень небольшую часть общих ресурсов).

Если лития для смартфоны и ноутбуки действительно хватит надолго, то на столько дешёвый литий, чтобы имело смысл делать электромобили, закончится очень быстро.   

[viesis]

нужно около 200 тонн серебра, совершенно гигантская цифра. Чтобы оценить масштаб бедствия, стоит сказать что для реактора ВВЭР-1000

В деньгах это только 100млн$, а реактор стоит судя по всему где то 5млрд$.

[AlexAV]

В деньгах это только 100млн$, а реактор стоит судя по всему где то 5млрд$.

Сегодня - да, доля стоимости серебра в стоимости СЭС не так велика. Но у серебра нет потолка цены. Начнут исчерпываться сульфидные руды (а это не такое уж отдалённое от нас время, уже через несколько десятилетий проблемы в этом плане появятся) и серебро может подорожать и в 10 раз, и в 100 раз, и больше. Причём при почти полной неэластичности предложения, вот сколько попутно извлекается - столько и будет почти без какой-либо зависимости от цены серебра с долгосрочной перспективой падения до нуля. И всё, приехали. Т.е. солнечная энергетика в современном виде критически зависит от редкого невозобновляемого ресурса с немасштабируемой добычей и перспективой полного исчерпания в достаточно обозримые сроки. А это значит её вообще нельзя относить к возобновляемым. Она ещё мене возобновляемая, чем угольная ТЭС. Угля хватит на больший срок, чем серебра.

С АЭС в этом плане тоже не так все просто, хорошая сталь требует лигатур, но все же не такая безнадёжная. В этом плане АЭС (с ураном из морской воды) с большим правом надо считать ВИЭ (ну или правильнее квазиВИЭ), чем СЭС с современными солнечными батареями.

[LonelyWanderer]

Т.е. солнечная энергетика в современном виде критически зависит от редкого невозобновляемого ресурса с немасштабируемой добычей и перспективой полного исчерпания в достаточно обозримые сроки. А это значит её вообще нельзя относить к возобновляемым. Она ещё мене возобновляемая, чем угольная ТЭС. Угля хватит на больший срок, чем серебра.

А тут где-то говорилось, я уже не буду искать, что всю таблицу Менделеева, в т.ч. серебро и т.д. - проще простого добывать из океанской воды, и что проблема истощения месторождений полезных ископаемых - это миф и заговор.

[AlexAV]

А тут где-то говорилось, я уже не буду искать, что всю таблицу Менделеева, в т.ч. серебро и т.д. - проще простого добывать из океанской воды,

Нет в морской воде серебра в весомых количествах, и кстати большинства других элементов тоже нет. Натрий, калий, магний, хлор, бром, серу оттуда можно добывать. Промежуточное положение занимает бор и стронций (их мало, извлекать сложно и дорого, но теоретически возможно). Возможно также можно извлекать немного лития (очень мало и очень дорого, ни о каких электромобилях с таким литием речи даже не идёт) и рубидия. Ну ещё уран, с котором ситуация особая, он содержит на столько много энергии (при использование в замкнутом цикле с быстрыми реакторами с КВ>1), что способен окупить очень высокие затраты на извлечение. По большей части всё.

То что из морской воды можно извлечь любые элементы - миф. Список того, что оттуда хотя бы потенциально можно получить весьма ограничен. Более менее уверенно на самом деле (есть опыт промышленной добычи) вообще можно говорить только о соли (хлориде натрия), сульфатах (мирабилите) и магнии. Больше ничего в промышленных масштабах из морской воды никогда и никто не извлекал.

[cybertron]

Была такая история - Simon–Ehrlich wager (спор Саймона и Эрлика(?)) Два ученых в 1980 году спорили. Один утверждал что ресурсы будут кончаться и цена на них будет расти. Другой соответственно утверждал что как только какого-то ресурса начинает не хватать - то либо его заменяют, либо находят способ увеличить его производство. Спорили, спорили и решили наконец заключить пари на 10.000 баксов. Саймон сказал что спорит что цена на любой выбранный Эрликом материал не будет больше в 1990 году по сравнению с 1980-м (с учетом инфляции). Эрлик выбрал медь, хром, никель и олово. Заключили пари.
Саймон выиграл. Все выбранные Эрликом материалы стоили в 1990-м дешевле чем они стоили в 1980-м.

[crazy_terraformer]

10 лет не срок. Им стоило поспорить лет на 30-50. А лучше на 100 .

[cybertron]

10 лет не срок. Им стоило поспорить лет на 30-50. А лучше на 100

http://www.macrotrends.net/1470/historical-silver-prices-100-year-chart

Хм.. 50 лет говорите

Апрель 1915 - серебро  12.83
Апрель 1965 - серебро  10.42

[crazy_terraformer]

Надо вперёд от сегодня считать 30 лет, а от 1980 - 60 лет, так как приближаемся к пику развития технологий извлечения серебра из рассеянных источников и в будущем затраты будут расти, а с ними рост цен, хотя возможно будет падение цен, когда будут разрабатываться россыпи серебра и руды цветмета на морском дне.