Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[crazy_terraformer]

http://www.youtube.com/watch?v=yL38M5pn4A4

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Giuseppe_Arcimboldo_-_Pairs_of_Allegories_-_WGA00830.jpg

[pkl]

Ну вот, кажись, доигрались:

Промышленность Германии предупреждает об угрозе отключений электроэнергии - СМИ
ATOMINFO.RU, ОПУБЛИКОВАНО 14.11.2019

Промышленность Германии критикует медленные темпы расширения сетей и предупреждает об угрозе учащения отключений электроэнергии, говорится в статье, опубликованной в "Kolner Stadtanzeiger" 11 ноября.

Издание цитирует главу союза немецкой промышленности (BDI) Дитера Кемпфа, считающего, что для реализации энергетического перехода в Германии требуется построить 7,7 тысяч километров новых ЛЭП.

В реальности, в стране построено пока всего 1,1 тысяча километров новых линий, утверждает Кемпф.

Он обеспокоен тем, что Германия уже в ближайшем будущем потеряет способность гарантировать энергобезопасность, так как дефицит сетевых мощностей создаст угрозу отключений электроэнергии.

Кемпф также подверг критике климатическую политику правительства Германии. Он напомнил, что промышленность страны ещё в начале 2018 года предлагала безопасные варианты по сокращению выбросов парниковых газов на 80%, однако политики проигнорировали эти предложения.

"Теперь они заговорили о срочных мерах", - возмущается глава BDI.

Напомним, что Германия декларирует намерения полностью отказаться от угольной и атомной энергетик. В 2023 году в стране должна быть закрыта последняя АЭС.

http://www.atominfo.ru/newsz/a0591.htm
 

А ведь здесь уже это всё говорилось. Вспоминаю многостраничные срачи здесь, длившиеся, порой месяцами и годами.

[Lieut]

Достроят они оставшиеся 6,6 тыс км ЛЭП. Вы в этом сомневаетесь?

[MenFrame]

А ведь здесь уже это всё говорилось.

Если люди копают себе могилу, то очевидно что здравые аргументы тут уже не помогут...

[BlackMokona]

https://m.habr.com/ru/post/476596/

Siemens строит электролизный завод для производства стали, работающий за счет ветряков

[crazy_terraformer]

А вот комменты

    GiperBober 20.11.2019 в 06:01
Тэкс… опять продираться через дебри гуглоперевода…
В Зальцгиттере будет построен завод, который на полную мощность будет производить 400 Нм³ водорода
видимо должно означать «Будет построен завод, который в режиме полной мощности будет способен производить до 400 кубометров (н.у.) водорода в час (в исходной статье не оговорено, что в час)». Ну а раз добрались до кубометров, то сразу переведём их в кВт*ч (как наиболее понятная в электрике энергетическая единица). 33,2 кВт*ч х 400=13280 кВт в час. 13,3 МВт*ч. Дальше у меня чёт крокодилы с попугаями вообще перестали складываться в поиске КПД… Мощность ветряков 30 МВт. Теоретически КПД 13,3/30=44%. Но как в эту схему впихнуть электролизную установку мощностью 2,2 МВт — я уже путаюсь. Может, 2,2 — на один ветряк, а ветряков всего 7? Тогда получается 15,4 МВт. КПД электролиза 13,3/15,4=86%, что достаточно близко к 90% промышленных электролизных установок. Но остаётся вопрос — куда девается ещё 14,6 МВт от ветряков… Можно было бы списать на КИУМ 50%, но в статье изначально говорится о пиковой генерации, может, часть энергии тратится на какие-нибудь насосы/очистку от солей/сжатие/транспортировку водорода или же подобные статьи надо нормально писать (тут претензии уже к исходной статье, а не к переводу) и переводить…
P.S. В принципе, можно ещё озадачиться вопросом, сколько стали можно получить при помощи такого объема водорода, что делать с расплавленной сталью, если ветер закончился (подозреваю, что или резервирование источников электроэнергии, или водород используется как примесь к обычным газам/углю, недавно читал новость, что в Германии (или Австрии, не помню) водород собираются использовать при плавке стали, в качестве добавки к углю в количестве 20-40%)

 Usul 20.11.2019 в 09:56
подозреваю, что или резервирование источников электроэнергии, или водород используется как примесь к обычным газам/углю, недавно читал новость, что в Германии (или Австрии, не помню) водород собираются использовать при плавке стали, в качестве добавки к углю в количестве 20-40%

Другой производитель стали недавно заявлял вот такое: www.thyssenkrupp.com/en/newsroom/press-releases/world-first-in-duisburg-as-nrw-economics-minister-pinkwart-launches-tests-at-thyssenkrupp-into-blast-furnace-use-of-hydrogen-17280.html

Вкратце: в обычном дОменном процессе производства чугуна используются кокс и угольная пыль. Последняя впрыскивается в нижнюю часть доменной печи и участвует в реакции как восстановитель (в дополнение к коксу). Специалистам Thyssenkrupp удалось заменить угольную пыль на водород. По очевидной причине это позволило снизить выбросы CO2 (возможно снижение выбросов на 20%).

Вероятно, Salzgitter Flachstahl GmbH тоже хочет замутить что-то подобное.
что делать с расплавленной сталью, если ветер закончился

Вероятно, водород будет накапливаться в хранилище. Возможные перебои с производством будут компенсироваться ранее произведенным водородом. Если производительность электролизной установки выше, чем потребление техпроцессом, то можно одновременно и накапливать водород, и поддерживать процесс.   

Заменют угольную пыль похоже на какой-то кузнице....

[Скеп-тик]

Пролетят. Столкнуться с катастрофической растворимостью водорода в железе. В результате - ничтожный выход, и продукция в виде порошка гидрида железа, который нужно несколько часов прокаливать (без расплавления) в чистом кислороде.

[crazy_terraformer]

А вакуумная камера + индукционная прожарка и откачка водорода вакуумными насосами . А может расплав аргоном будут продувать.
Из вики.

Водородное охрупчивание (англ. Hydrogen embrittlement) — процесс охрупчивания и разрушения некоторых металлов вследствие воздействия атомарного водорода. Наиболее подвержены водородному охрупчиванию высокопрочные стали, а также сплавы титана и никеля. Водород может попадать в расплавленный металл и оставаться в нём (в перенасыщенном состоянии) после затвердевания.

Диффузия водорода в твердый металл может происходить при повышенных температурах (тепловая обработка, сварка), при гальванизации, при коррозии и декапировании . Точный механизм водородного охрупчиватия неизвестен, одним из объяснений может являться рекомбинация атомарного водорода в молекулярный на дислокациях и нанопорах с сопровождающим этот процесс резким возрастанием давления и последующим зарождением трещин в металле. Во многих случаях водородное охрупчивание — обратимый процесс, и если растрескивание ещё не началось, водород может быть удален из металла посредством отжига.

Пролетят-то пролетят. Это же демонстратор. Меньше полтонны железа выходит на 400 кубометров водорода.

[AlexAV]

https://m.habr.com/ru/post/476596/

Абсолютно бесперспективное дело. Дорого, железо просто золотым будет, да и совершенно не масштабируемо. В этих низкотемпературных PEM-электролизерах используются электроды с платиновыми металлами. Для сколько-нибудь масштабного производства таким способом на планеты просто платины нет.
 
Да и параметры системы прямо скажем так себе. Из того, что там написано следует, что 30 МВт установленной мощности ветрогенераторов будут в итоге давать только 400 м3 водорода в час. Расход водорода на восстановление железа по стехиометрии около 600 м3/тонну. Итого установка требующая 30 МВт установленной мощности, стоимостью несколько десятком миллионов долларов (исходя даже просто из стоимости установленной мощности ветрогенераторов), будет производить всего... 670 кг железа непонятного качества в час. При такой производительности говорить о какой-либо окупаемости всего этого просто смешно, при текущей цене на сталь  даже на зарплаты персоналу не хватит, а об окупаемости инвестиций даже говорить не приходится. В общем чушь.

[Проходящий Кот]

Как непонятного? По стандартам Председателя Мао.

[crazy_terraformer]

Так це ж разведение ослов и барашков. Так что для Зальцгиттер Групп это .

[viesis]

на планеты просто платины нет.

Но судя по цене платины- перепроизводство, не знают куда применить.

[AlexAV]

Но судя по цене платины- перепроизводство, не знают куда применить.

Текущие конъектурные колебания никак не отменяют того обстоятельства, что общие запасы платиновых металлов на планете (в сумме всех) в самом лучшем случае составляют около 69 тыс. тонн (большая часть в ЮАР и наш Таймыр). А это на самом деле очень немного. Ну и новых в ближайшие миллионов сто лет на нашу планету не завезут. Каких-то возобновляемых на обозримых временах источников этих металлов на Земле нет, подавляющая же часть существующих месторождений связана с довольно редким типом магматических провинций, которые формируются на нашей планете крайне редко даже в масштабе времени геологических эр.

После истощения этих довольно небольших и весьма обозримых запасов платиновые металлы станут не сильно более доступны, чем сейчас какой-нибудь радий. С их кларковыми числами извлекать их из пород, где они присутствуют в рассеянной форме практически невозможно (точнее эта работа по сложности и затратам будет не сильно отличаться от работы Марии Кюри).

[Lieut]

Мощность ветряков 30 МВт. Теоретически КПД 13,3/30=44%. Но как в эту схему впихнуть электролизную установку мощностью 2,2 МВт — я уже путаюсь. Может, 2,2 — на один ветряк, а ветряков всего 7?

Я так понял, те электролизеры - далеко не единственные потребители от ветропарка, возле которого их собираются устанавливать. Ветропарк, как и все, объединен в общую электросеть. Зато цена на электричество от ветропарков часто падает гораздо ниже среднего, порой до нуля. 400 м³ - это явно не за час.
Да, явно не о масштабном производстве тут говориться.

Через фурмы в доменные печи водород вдувают уже давно, чем на несколько процентов повышают производительность. Чаще конечно метан, а водород уже образуется на месте.

[AlexAV]

400 м3 - это явно не за час.

Электролизер мощностью 2.2 МВт (а мощность там указана явно) как раз и будет давать около 400 м3/час (при расходе около 5 кВтч/м3, что для низкотемпературного электролизера работающего в не вполне оптимальных режимах (а откуда там взяться оптимальным, когда его "пилой" от ветряка собираются кормить?) вполне обычная величина).

Я так понял, те электролизеры - далеко не единственные потребители от ветропарка, возле которого их собираются устанавливать.

Та формулировка которая дана в первоисточнике:

The necessary electrical power will be generated by seven wind turbines with a capacity of 30 MW.

создаёт впечатление, что это будет основной потребитель этих семи ветряков. На самом деле ничего необычного, если помнить о различие установленной мощности и реальной генерации ВЭС. Если реальный КИУМ этих ВЭС процентов 15 (что опять же для ВЭС - ничего не обычного) - так и получится (половина энергии в среднем на электролизер, половина на прочие нужды производства).

[библиограф]

Пролетят. Столкнуться с катастрофической растворимостью водорода в железе. В результате - ничтожный выход, и продукция в виде порошка гидрида железа, который нужно несколько часов прокаливать (без расплавления) в чистом кислороде.

Эх, вы, горе-химик!
Гидриды железа при нормальных условиях крайне неустойчивы и их получают хитрыми способами,
а вовсе не восстановлением водородом.

будет производить всего... 670 кг железа непонятного качества в час. При такой производительности говорить о какой-либо окупаемости всего этого просто смешно, при текущей цене на сталь  даже на зарплаты персоналу не хватит, а об окупаемости инвестиций даже говорить не приходится. В общем чушь.

                  Читатель! Что ни делай ты,
                      Тебя осудит кто-то,
                      Взглянув на дело с высоты
                      Куриного полета.

     Самуил Маршак "О чём разговаривали лошади, хомяки и куры"
 
А восстановление железа водородом, в отличие от всех других способов, позволяет получить
металл с ничтожным содержанием углерода; он необходим для производства сплавов с особыми
магнитными свойствами и специальных марок нержавеющих сталей, там примесь углерода
ограничена 0.02% Содержание серы и фосфора также крайне низкое - примеси
просто улетают в виде летучих гидридов. Цена на такие сплавы - примерно, как на серебро
Так что, для вас это чушь, а металлурги своё дело знают!
А может быть, это железо будут использовать не металлурги, а фармацевты или ветеринары -
есть такой препарат от малокровия Ferum reductum Железо металлическое, восстановленное водородом
https://hottspb.ru/anemiya/preparaty-dlya-profilaktiki-zhelezodefitsitnoy-anemii/

[Скеп-тик]

Эх, вы, горе-химик!

Когда-то в Юном технике была викторина, типа: Температура горения водород-кислородной смеси ХХХХ°С; Какие металлы можно сваривать водород-кислородной горелкой - вольфрам, железо, титан, алюминий. Ответ был - титан; вольфрам сам хорошо горит в кислороде, железо гидрируется и становиться хрупким, алюминий имеет маленькую температуру плавления.
Если вам нужна чайная ложка сверхчистого железа - водород всегда поможет. Но больше килограмма - увы. Только порошок.

[библиограф]

Когда-то в Юном технике была викторина, типа: Температура горения водород-кислородной смеси ХХХХ°С; Какие металлы можно сваривать водород-кислородной горелкой - вольфрам, железо, титан, алюминий. Ответ был - титан;

Эту викторину придумал какой-то недоумок, лишь для заблуждения младенчества.
Титан горит на воздухе, тем более - в кислороде.
http://www.youtube.com/watch?v=fTH0teap8Lc#
А электролизерные аппараты Лига прекрасно варят сталь пламенем гремучего газа.
http://www.youtube.com/watch?v=A6uBtfGhYjM#
Сто лет тому назад аргонно-дуговой сварки ещё не было, вместо неё была атомно-водородная
сварка - водород диссоциировался в дуге переменного тока и рекомбинировал с большим выделением
тепла на поверхности детали. На стали швы были превосходные, но способ был дорогой, расход
вольфрама 20 грамм на метр шва и опасный - открытая дуга при 250 вольтах и пламя водорода
Этим методом варили самые ответственные и тяжелонагруженные детали аэропланов и автомобилей.
Учебный фильм 1943 года.
http://weldering.com/atomno-vodorodnaya-svarka-video

[viesis]

Вам + за развенчание мифа о водородной хрупкости железа.

[mbrane]

400 кубометров (н.у.) водорода в час

Это не 13 000 квтч...а в 10 раза меньше...ибо объемная плотность энергии водорода в три раза меньше метана ака 11.5 мдж /м3  н.у. как 3.3 квтч /м3 н.у.

на планеты просто платины нет.

Но судя по цене платины- перепроизводство, не знают куда применить.

Куда не плюнь в обломок платинового прута попадешь...ыкпепды по ценам епте ...из третьего класса цпш светили и тут же стали разбиртьс в ценообразовнании нефти платины