Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Скеп-тик]

Так это же не расчёт!

И потребление зерна примерно 120 млн тонн (80-90 своего + 30-40 импорт) . Была (перед Горбачёвым) практически полная самообеспеченность. Если бы не наплевательство на Маркса (нетоварные отношения меж производителем и потребителем), СССР был бы вполне комфортабельным государством. Колбасы производилось в 4 раза больше, чем сейчас в России. Другое дело, что она сгнивала на складах (торговые базы получали товары, не платя за них, и отправляли совершенно бесплатно; поэтому списание товара было обыденным делом; в магазинах нельзя было купить, а "достать" - всегда пожалуйста). Делали самолёты, буровое оборудование, БелАЗы, тепловозы, рельсы. Костюмы, шубы простыни. 250 млн человек.
А сейчас зерна опять стало 120-130 млн тонн, а работать на заводах - некому. Не хватает 140 млн человек на всё. Даже тормоза на Ту-204 делал 70-летний пенсионер, пока они на президентском самолёте не поломались.

[mbrane]

. Другое дело, что она сгнивала на складах (торговые базы получали товары, не платя за них, и отправляли совершенно бесплатно; поэтому списание товара было обыденным делом; в магазинах нельзя было купить, а "достать" - всегда пожалуйста). Делали самолёты, буровое оборудование, БелАЗы, тепловозы, рельсы. Костюмы, шубы простыни. 250 млн человек.

Да.... весьма дадеки вы от зеаний хозяйственных механизмов совестской экономики... наверное у хазина об этом не пишут...

[mbrane]

а работать на заводах - некому. Не хватает 140 млн человек на всё.

поэтому бывшие птушнеги  предпочитают просиживать в охране фирм и фирмочек - все от того шо некому на заводе работать

[crazy_terraformer]

Узбагойтесь, с энергетическим и прочими ресурсными кризисами справятся, человечество выживет и впишется в новый технологический миропорядок.

Насчёт исчерпания руд металлов , в частности 4-го периода , есть один способ. Существует одна интересная группа растений - металлофиты называются - способны аккумулировать оные элементы из кларка. Наиболее распространены аккумуляторы никеля , что в общем-то понятно , так как они произрастают на обогащённых никелем латеритах. Но таковые растения есть для всех металлов 4-го периода от хрома до цинка включительно. Надо их модифицировать слегка , чтобы ещё активнее эти металлы накапливали , и дело в шляпе. Насчёт того , где выращивать , когда все перидотиты вычерпаем - трапповые провинции типа Параны и Декана можно засеивать , кларки элементов 4-го периода там поболее будут

ну да ну да...засадить сотни тысяч гектаров поля чудес модифицированным металлофитом и ждать пока вырастут металлофиты....хочншь расскажу шо будет...на первых 10 урожаях они высасут весь этом из верхних 40 см почвенного покрова- и после этого нужно запускать на миллионы гектаров тяжелую технику , чтобы они сняли обеденный слой почвы....зато все приделе...

Варианты.
1) Переход на другой участок, а обеднённый удобрить нетоксичными отходами(они содержат макро и микроэлементы) от переработки металлофитной органики и выращивать там другие растения на биотопливо или вытягивающие фтор, или сельскохозяйственные культуры, или устроить там луга и пастбища, разводить пчёл.
2) Запрудить на время территорию, если тяжёлые металлы смогут мигрировать из нижележащих слоёв почвы в обеднённые(а может и в воду) и разводить водные металлофиты.
3) Когда невозможно будет рассчитывать на полуестественную миграцию солей тяжёлых металлов в верхние слои почвы, можно перейти к промыванию пористых нижележащих грунтов и пород водой(или водными растворами нетоксичных хелатирующих агентов) под давлением подаваемой через скважины, а затем откачивать её из водоносного слоя и поливать ею обеднённые тяжёлыми металлами поля. Если нижележащая порода не пористая, то её можно дробить взрывами(химическими и мирными термоядерными).

[Проходящий Кот]

Наверняка есть и растения, ЛЮБЯЩИЕ  КРЕМНИЙ.
Вот они цикл и закроют.

[crazy_terraformer]

Диатомит_Кремниевые организмы

Группы кремневых организмов (организмы обладающие функцией отложения кремния):

    диатомовые водоросли
    силикофлягелляты
    перидинеи (частично)
    синезелёные водоросли (частично)
    злаки (частично)
    радиолярии
    кремневые губки.

Остатки организмов с кремневым скелетом играют важную роль как породообразователи. Кремневые организмы в ископаемом виде встречаются в разных породах. Спикулы губок и панцири радиолярий известны с докембрия и изобилуют в палеозое. Диатомовые водоросли известны как редкое исключение в юрских осадках и лишь в меловых отложениях начинают играть некоторую роль. В третичное время диатомовые приобретают важное породообразующее значение[6].

Диатомовый ил

Диато́мовый ил — глубоководный осадок на дне современных океанов, морей и некоторых озёр, сложенный преимущественно панцирями диатомовых водорослей и их обломками[1].

Диатомовый ил является кремнистым осадком и отличается высоким содержанием аморфного кремнезёма (до 70 %). Помимо кремнезёма в его состав входят глинистые, обломочные и карбонатные минеральные частицы. Во влажном состоянии диатомовый ил представляет собой мягкий тонкозернистый осадок, не липкий на ощупь и имеющий светло-желтовато-серый цвет.

В океанах и морях диатомовые илы образуются в областях высокой продуктивности диатомового планктона и при слабом поступлении осадочного материала иного происхождения. Наиболее широко эта разновидность ила распространена в умеренных широтах Южного полушария, в виде сплошного пояса вокруг Антарктиды, а также в северной части Тихого океана[2]. Пресноводный диатомовый ил образуется на дне некоторых озёр (одним из таких является Байкал).

В ископаемом состоянии диатомовый ил переходит в осадочную горную породу — диатомит.

Пресноводные и морские диатомовые водоросли, силикофлягелляты, цианобактерии, радиолярии могут представлять интерес. Если диатомовый ил и биомасса этих организмов будет основным целевым продуктом, то запруженную территорию можно активно удобрять фосфатами, для того чтобы вода "цвела", для рыб и большинства многоклеточных она будет токсична.

[DimVad]

ну в принципе не так всё плохо: добыта четверть, притом среди лидеров ситуация примерно одинаковая, кроме России, где добыто сильно меньше трети. правда надо понимать, конечно, что добыта лучшая треть или четверть, по энергоёмкости уже почти до экватора добрались...

Ну тут же несколько "западлянок" :

1. Удорожание. Раньше добывали битумозный уголь с 300 метров, сейчас - вдвое менее калорийное с 600 метров. Добывать (обогащать, перевозить) надо сильно больше. Топки тоже надо реконструировать. Вот Польша стала увеличивать закупки угля, хотя своих запасов не мало.

2. Технологически не всё равноценно. Пример - кокс. Это мы тут говорим про "уголь вообще", а промышленности нужны разные сорта. А исчерпываются вначале ценные.

3. Территориальная неравномерность. Сейчас выстроена определённая мировая экономика. В ней важное место занимает Китай - это трудовые ресурсы + энергия. Спад добычи в Китае приведёт к проблемам для всех. И этот спад - он уже идёт (только пока компенсируются без особых проблем).
Вот Исландия - она готова обходиться без Китайских товаров ? 

[библиограф]

Наверняка есть и растения, ЛЮБЯЩИЕ  КРЕМНИЙ.

Хвощи
Кстати, также концентрируют золото
И ещё, их можно есть!

[MenFrame]

Солнце 24х7: Расчет EROEI
https://habr.com/post/421329/

[sharp]

Солнце 24х7: Расчет EROEI
https://habr.com/post/421329/

Хорошая статья, плюс приведены весьма ценные ссылки по энергетической стоимости СЭС.
EROEI 3,8 в одном из самых инсолированных мест планеты - это очень и очень слабо, конечно.

[AlexAV]

Солнце 24х7: Расчет EROEI
https://habr.com/post/421329/

Взята очень специфическая климатическая зона с очень малой облачностью, однако в таких климатических областях вести какую-то промышленную деятельность практически невозможно из-за ограниченной доступности воды. Соответственно нужно учитывать затраты на транспортировку энергии на значительные расстояния, что по стоимости соизмеримо со стоимостью генерации энергии. Это будет значительно сокращать EROEI (если исходить из эквивалентности экономической стоимости и интегральных энергетических затрат).

Опять же при оценке никак не учитываются затраты на обслуживание и  цепочки косвенных затрат, т.е. на сколько я понимаю, в работе на которую там ссылаются учитываются прямые затраты энергии на изготовление материалов солнечных батарей и аккумуляторов, но не учитываются затраты на изготовление оборудования на котором это всё производится. А эти цепочки косвенных затрат могут превышать затраты на собственно материалы в несколько раз. Косвенно на то, что с учётом косвенных затрат здесь все не в порядке, указывает приведённая же в статье оценка себестоимости в 140 долларов за МВт*ч, при этом в литературе есть оценка, что полная истинная  энергетическая стоимость инвестиций стоимостью в 1 доллар это около 20 МДж. Используя этот эквивалент EROEI для энергии с себестоимостью 14 ц/кВтч должен получиться 1,3, но никак не 4. Если добавить к этому стоимость транспортировки энергии из удалённого региона в область где люди живут - то вообще меньше 1.

Если взять регион где имеется достаточное количество осадков, то возникают длительные периоды сильной облачности (при 10 бальной облачности мощность СБ снижается до 10% от номинала) то для сглаживания нужно куда больший объём аккумуляции, скажем для климатических условий Сочи несколько сотен часов автономной работы, это существенно больше, чем взято в статье.

Я по фактическим погодным данным пробовал просчитать параметры необходимые для генерации в базовом режиме для климатических условий Сочи, там получается такая табличка избыток мощности - необходимая аккумуляции (см. приложенную таблицу). Если взять приведённые в статье оценки 14 ГДж для производства 1 кВт установленной мощности солнечной батареи и 1,6 ГДж на производство 1 кВтч ёмкости аккумуляторов, то получится такой график избыток мощности - EROEI (см. приложенный файл). Наилучшее значение по методу автора статьи получается - 1,8 на счётчике электростанции. Учёт стоимости обслуживания, косвенных затрат и транспортировки энергии до потребителя заведомо опустит это значение ниже 1.

Минимальный EROEI при котором сложное общество может стабильно существовать оценивается на уровне около 5.

P.S. Кроме того нужно заметить, что литиевые аккумуляторы для большой энергетики просто не масштабируются, для этого на планете попросту не существует достаточных количеств дешёвого лития. Аналогично дешёвые солнечные батареи критически завязаны на доступности серебра. 

[Rattus]

Аналогично дешёвые солнечные батареи критически завязаны на доступности серебра.

Там вроде кадмий-теллуровые батареи в статье. Что ни разу не лучше, конечно.

[Nucleosome]

запруженную территорию можно активно удобрять фосфатами

а это откуда? они ведь тоже ископаемые - ну в тех количествах которые используются сейчас. а вы предлагаете ещё.

Ну тут же несколько "западлянок"

так и я о том - качество падает затраты растут, и это общее свойство всех невозобновляемых ресурсов.

Спад добычи в Китае приведёт к проблемам для всех. И этот спад - он уже идёт (только пока компенсируются без особых проблем).

ну тут конечно будет и спад потребления самим Китаем стали из-за остановки быстрой урбанизации - Пекин вон уже не растёт, а ведь ещё десять лет назад было совсем иначе... (и цены на жильё наверное тогда и взлетели) хотя пока строят, да, и очень быстро. вообще же, с углём тут в случае Китая главное то, что выработанность пластов не превосходящая другие страны с сопоставимыми запасами связана с тем, что выработаны они были недавно и текущий уровень добычи превосходит кого угодно, а запасы - нет. правда разговоров о том, что есть какие моря невозделанного угля тоже вроде нет в отличае от другого края шарика по нефти и газу...

Наилучшее значение по методу автора статьи получается - 1,8 на счётчике электростанции. Учёт стоимости обслуживания, косвенных затрат и транспортировки энергии до потребителя заведомо опустит это значение ниже 1.

да, как-то совсем не весело, т. е. использовать можно только эпизодически, не вовлекая массы аккумулирующих мощностей

[Проходящий Кот]

А если эта энергия потребляется на месте.
Вместо ондулина --- солнечные батареи

[viesis]

А если эта энергия потребляется на месте.
Вместо ондулина --- солнечные батареи

Тогда все выглядит намного лучше, исходя из энергии необходимой для изготовления СБ 14 ГДж/квт и не учитывая аккумуляторы, EROEI более 50(считал в уме).

[AlexAV]

Тогда все выглядит намного лучше, исходя из энергии необходимой для изготовления СБ 14 ГДж/квт и не учитывая аккумуляторы, EROEI более 50(считал в уме).

На много меньше. Вы не учли, что Солнце ночью не свет, а в пасмурную погоду солнечные батареи практически не работают. С этой оценкой затрат на производство при реалистичной инсоляции  если всю энергию использовать на что-то полезное EROEI голой панели получится около 8. Однако без аккумуляции это практически невозможно, энергия будет производиться узкими пиками, которые будет практически невозможно использовать для чего-то полезного. Учёт реального КИУМ для изолированного потребителя без аккумулятора снизит эту величину в несколько раз.

Опять же при расчёте этого EROEI учитывались прямые затраты на производство полупроводникового материала, но не учитывались косвенные, связанные с капитальными затратами на производство оборудования, которое используется для производства солнечных батарей. Различие между учётом только прямых затрат и полных (с учётом косвенных цепочек) видимо обычно составляет 2-4 раза. Поэтому тут даже картина с самими солнечными батареями не кажется такой уж оптимистической.

С учётом аккумуляции всё становится совсем кисло.

[viesis]

Не очень понятн, откуда взялась величина 14 ГДж/квт. Если толщина СБ 1мм, то вес 10 м2 такой батареи, имеющей мощность 1 квт, будет 20÷30 кг, что при типичных энергозатратах на производство материалов в районе 10 МДж/кг составит всего 0,2÷0,3 ГДж/квт или как минимум на порядок меньше.

[crazy_terraformer]

запруженную территорию можно активно удобрять фосфатами

а это откуда? они ведь тоже ископаемые - ну в тех количествах которые используются сейчас. а вы предлагаете ещё.

Дорогой Вы наш шевалье, значить, сан пёр э сан репрош.
Рециркулировать фосфаты будемс из выращиваемой на этих плантациях биомассы и собирать на шельфе и глубже, как уже неоднократно предлагалось. 

3) Когда невозможно будет рассчитывать на полуестественную миграцию солей тяжёлых металлов в верхние слои почвы, можно перейти к промыванию пористых нижележащих грунтов и пород водой(или водными растворами нетоксичных хелатирующих агентов) под давлением подаваемой через скважины, а затем откачивать её из водоносного слоя и поливать ею обеднённые тяжёлыми металлами поля. Если нижележащая порода не пористая, то её можно дробить взрывами(химическими и мирными термоядерными).

При выщелачивания водой и водными растворами нетоксичных реагентов нижележащих грунтов и пород оттуда в водный раствор перейдут различные соли и фосфаты в их числе. Поэтому фосфор тоже будет постоянно аккумулироваться вместе со всеми макро- и микроэлементами при переработке биомассы.  Компрене ву?

Продолжаю свой Мерлезонский балет.
.... Когда же выщелачивание подстилающих пород станет не выгодным из-за необходимости увеличения глубины скважин, ведущей соответственно к непомерному увеличению мощности насосов, закачивающих и откачивающих воду, то граждане могут перенести оборудование на новый участок.... С другой стороны( если будет выгодно перерабатывать оставшиеся породы в кремнезём, глинозём, щебень, гравий, песок, цемент) брошенный участок со временем можно зачистить до глубины, где концентрация искомых редких элементов будет подходить для извлечения биотехнологическими методами(выращивание растений, водорослей, цианобактерий и т.д.) и продолжить дробление подстилающих пород и их выщелачивание. В далёкой перспективе  выработанный участок может превратиться в аналог польдера(т.е. территорию ниже уровня моря, окруженную естественными и искусственными дамбами) или продолжение шельфа(некий аналог можно найти в произведении К.Чапека "Война с саламандрами").
Мне, как бывшему островитянину и ГДЭВССД, ещё импонирует идея отсыпки не ценным грунтом и базальтовыми блоками искусственных островов в районе экватора,
тропиков и субтопиков на маложизненых подводных банках в открытом океане.

(кликните для показа/скрытия)

главный диванный эксперт в своём собственном доме

[mbrane]

Не очень понятн, откуда взялась величина 14 ГДж/квт. Если толщина СБ 1мм, то вес 10 м2 такой батареи, имеющей мощность 1 квт, будет 20÷30 кг, что при типичных энергозатратах на производство материалов в районе 10 МДж/кг составит всего 0,2÷0,3 ГДж/квт или как минимум на порядок меньше.

Это с какого перепугу  типичные энергозатраты на производство материала составляют 10 Мдж /кг...даже у стали теоретический минимум 8, а практически достигнутый 14...Все остальное в разы а ингода и порядки превосходит. Особливо сверхчистый кремний с кучей стадий передела ...

[crazy_terraformer]

А они его(Si) будут дрессированными бактериями и радиоляриями откладывать вместе с атомными плёнками золота и серебра... СБ стануть продуктами, значиться, биотехнологии.  Биотехнология перевернёть мир,  уи сан дот!