Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

Возможности мозга вещь условная. Недавно видел фильм познавательный. Там понравилась фраза про потенциальное количество информации которую могут создать синапсы того триллиона нейронов что есть в мозгу. "1 с 26 миллионами километров нулей" так что возможностей мозга пока хватает.

Ну возможности человеческого мозга безусловно огромны. Проблема в том, что они (в плане обучаемости и способности к выявлению закономерностей) сейчас близки к исчерпанию. Прогрессирующая деление на всё более тонкие специализации в науке - это не от хорошей жизни. Человек просто оказывается не в состояние на должном уровне освоить больший объём знаний.

[AlexAV]

Развитие технологий уже привело к тому, что себестоимость добычи условно сланцевой нефти, дешевле чем себестоимость добычи обычной нефти со дна Мексиканского залива с километровой глубины. Это я к тому, что развитие технологий приводит к тому, что затраты на добычу ресурса (несмотря на изменения в добываемой ресурсе) практически не растут в длительной перспективе. А если подсчитать все и вся, то можно сказать даже падают.

Возьмите графики цен на нефть, никель, медь и т.д. в ретроспективе лет тридцать. На них будет очень хорошо видно как "не растут" затраты.

В действительности цены на все виды сырья существенно выросли (в том числе и в фиксированных ценах с учётом инфляции).

[AlexAV]

Хаберт кстати предсказывал пик нефти в мире в 2000 году. И где? Он не пророк, он тупо ошибся в своих расчетах. Даже сейчас оказывается и для США он ошибся. Сланцевый бум легко позволит перепрыгнуть максимум американской добычи нефти в 1970 году.

Даже по прогнозам eia (а они мягко говоря всегда отличались избыточным оптимизмом) пик добычи сланцевой нефти в США в 2021 году при объёме 4,8 млн. б./д. и доле в общей добыче 51% (http://www.nefttrans.ru/inopressa/v-2014-godu-kolichestvo-gorizontalnykh-skvazhin-v-ssha-sostavit-20-tys.html) а далее начнётся падении из-за исчерпания "сланцевых" месторождений. Т.е. 9,4 млн. б./д. Исторический максимум около 11,3 млн. б./д.

[AlexAV]

А в биохимии сплошт и рядом гидрогеназы/дегидрогеназы в которых в каталитических центрах железо, сера, цинк, марганец

Ну металлоорганика - да, может иметь очень высокую активность и селективность. Но возникает другая проблема - деградация и потери катализатора, что в сочетании с просто астрономической ценой синтеза сколько-нибудь сложной органики (там цена грамма на порядки может превосходить цену платины) очень ограничивает спектр их применения. Это только для препаративного синтеза годится, да и то не всегда. Т.е. только для продуктов с очень высокой конечной ценой (фармацевтика и т.д.).

Живые организмы умеют очень дешево производить химические соединения с чрезвычайно сложной структурой. А мы нет. Поэтому эта аналогия не вполне корректна.

[AlexAV]

По свежему прогнозу IEA в 2016 году ожидается 9.5 миллионов баррелей в день против 9.6 млн. во время максимума 1970 года.

Да я привёл прогноз конца 2013-го года. Куда свежее-то.

Пик добычи всей нефти будет конечно несколько раньше пика "сланцевой". Т.к. добыча не месторождениях не относящихся к последней быстро падает и час прироста добычи "сланцевой" добычи идёт просто на его компенсацию. Т.е. пик сланцевой уже будет находиться на ветке падения полной. Т.е. да пик полный вероятно в районе 2016 и будет (если прогноз по сланцевой от eia оправдается).

[AlexAV]

Выходит из недр рассол с соленостью в сотни грамм на литр. Так что если суммарный дебит гидротерм 3 миллиарда тонн (хотя очень уж скромная цифра), то это будет примерно 1 миллиард тонн солей из них десятки миллионов тонн цветных металлов в год.

http://www.lib.tpu.ru/fulltext/a/2002/7.pdf

Кратер Мутновского вулкана. В составе фумарольных выделений (t = 158°С) заметно преобладание содержания Ca2+ над Na+ + K+ . Среди анионов отмечается только сульфат-ион. Следует отметить аномально высокое содержание Zn – 1.86 мг/л, а также Pb, Al, Sb, Cr, Ni, Cu (табл. 2). Заметны количества Sr, Ba, Cs. Высокие концентрации металлов для фумарольных полей отмечается многими исследователями. Для кислых вод фумарольных
полей Тихоокеанского кольца концентрация цинка может достигать 90 мг/л (Басков и Суриков, 1975, 1989). В кипящих котлах Донного поля среди катионов преобладает Са2+ (500 мг/л), содержание Mg2+ > 30 мг/л. Среди анионов отмечается только сульфат-ион, концентрация которого варьирует от 610 мг/л до 1940 мг/л. Отмечается присутствие Sc (до 1.6 мкг/л) и Zr (0.49 мкг/л). Высокое содержание Fe (до 170 мг/л) и Mn (> 2 мг/л) встречено в одном из кипящих котлов. В другом котле отмечено высокое содержание Be (до 6 мкг/л), Al (до 5.3 мг/л), Co (до 54 мкг/л), повышенное содержание Cr, Ni, Zn. Температура вод в котлах равна 94°С, pH = 2.34 и электропроводность (SEC) 5940 µS/cm (табл. 2).

И того даже по весьма распространённому цинку в лучшем случае 90 мг/л. Или 90г/т. Т.е. на 3 млрд.т. в лучшем случае (это ведь максимальная цифра, а не средняя) 270 тыс. т. 

[AlexAV]

Ну тут дело такое - век назад мы и аммиак не умели производить , а сейчас даже обогнали природу по эффективности азотфиксации ( ежели конечно отбросить тот факт, что она опирается на углеводороды)...

Так ведь органический синтез - эта та область где особо никакого бешенного прогресса нет и не предвидеться.

Так что при соответствующих усилий и инвестиций в квантовую химию наверное таки можно прееходить на весьма доступные катализаторы 

Квантовая химия - это хорошо, но помочь она здесь может мало. Можно нарисовать любую структуру и её обсчитать (в теории), но потом её придётся как-то синтезировать...

[AlexAV]

Большой объем знаний сейчас учить не надо. Есть глобальная база данных с глобальным мгновенным доступом. Так что винчестер человеческому мозгу уже почти не нужен. Систему обучения еще ждут довольно серьезные изменения. Пока учат по старинке, но все в мире меняется.

Вы сильно неправы. Если вы откроете монографию по квантовой электродинамике, то прочитав... скорее всего ничего не поймёте. А чтобы разобрать и просто хотя бы понять вам придётся потратить океан времени на фоне которого время поиска этой монографии можно просто не учитывать. А чтобы не просто понять, а научиться пользоваться этим аппаратом на "интуитивном" уровне вообще уйдёт не один год. И лишь только освоив это знание в такой степени вы сможете двигать прогресс в этой области. И так везде. Интернет здесь совершенно ничего не прибавляет. Знание как механический набор фактов и знание как некий более-менее сложный аппарат которым владеешь достаточно свободно - разные вещи. Причём нужно собственно второе, а его в интернете найти невозможно.

[AlexAV]

Вот например содержание элементов в одном из рудных полей
geo.web.ru/db/msg.html?mid=1162931&uri=part04.htm

Это состав отложений, а не состав вод. Не стоит эти понятия смешивать. Отложения могут возникать (и уж тем более сульфидные с их ничтожным произведение растворимости) при очень низкой концентрации металла в воде.

Состав же исходных геотермальных вод и на суше и в океане будет соизмеримым.

[AlexAV]

Конечно? Даже IEA точно не уверено, устоит ли пик 1970 года сейчас или нет.

По прогнозу eia от 2000-го года нефть у нас сейчас должна была бы быть по 30$/б.

Их официальные прогнозы обычно идёт сильно лучше наблюдаемой реальности.

Но если пик 1970 году будет превышен, то это будет еще одо доказательство ошибочности Хабберта.

Да даже будет превышение на один-два года с последующем обвалом. Что это принципиально меняет? Кроме того прогноз Хабберта - это прогноз по традиционной нефти, а попытка вменить ему в ответственность нефть низкопроницаемых коллекторов (которая там не учитывает) - некорректно. А по нефти традиционных месторождений - всё у него точно.

С учетом нефти низкопроницаемых коллекторов просто получается две наложенные кривые Хабберта. Одна для традиционной, другая для "сланцевой".

[AlexAV]

Проточная батарея на органических компонентах и дешевле, и лучше ванадиевой:
http://compulenta.computerra.ru/tehnika/devices/10010787/

Да... Классика электрохимии как ноу-хау. Интересно когда кто-нибудь попытается колесо запатентовать.

Электрод хинон-гидрохинон известен уже лет так сто. И это действительно одна из немногих хорошо обратимых органических реакций.  Понятно, что электрохимический аккумулятор используя его как восстановитель сделать можно. Из явных минусов:
1) Очень низкая ёмкость (намного ниже даже классического свинца), собственно из-за чего такой аккумулятор до сих пор никто и не делал. Правда для стационарных систем это не так принципиально. Но экономически обусловленная необходимость в таких системах возникла не так давно, вот и достают из пыльного чулана.
2)Второе - серьёзнее. Это склонность к окислению и осмолению хинонов. А это неизбежная деградация системы (портится не только хинон, но смолы ещё будут портить электроды и мембраны). Плюс конечно бром - вещество недорогое и доступное, но активное по отношению к коррозии, плюс способно связываться с хинонами, а значит вести к деградации системы при наличии даже небольшой проницаемости мембран. Протон-проницаемые мембраны тоже вопрос интересный. Это в основном органические полимеры, а они в присутствии брома постепенно деградируют. Т.е. проблемы с долговечностью здесь будут весьма существенные.

Плюс здесь один - все компоненты (хиноны, бром, протон-проницаемые мембраны, угольные электроды) весьма дёшевы, что отчасти будет компенсировать проблемы связанные со вторым пунктом.

Т.е. как обычно можно сделать дешевый аккумулятор, можно емкий и можно надёжный. А всё вместе нельзя.

Бром-хинон - это вариант дешёвого, но малоёмкого и не очень надёжного. Хотя для ряда применений это вероятно будет вполне удачным решением.

[AlexAV]

Это ОГРОМНЕЙШАЯ разница. Это значит что даже для самой геологически исследованной территории на планете пик максимальной добычи сдвигается на целых 50 лет.

Так ничего нового там и не нашли. Просто цена выросла и это сделало если не рентабельным, то по крайней мере не абсурдным добычу из труднодоступного источника.

А зачем разграничить обычную и сланцевую нефть?

Другой тип коллектора и совсем другая себестоимость.

Или к примеру посмотрите "оптимистичный" прогноз от Peak Oil от 2004 года.

ASPO строит прогнозы видимо из предположения фиксированной цены на нефть. Если бы нефть была бы по 30$ всё так бы и выглядело. В реальности цена непрерывно растёт, что позволяет вводит новые ранее нерентабельные месторождения в результате чего кривая идёт лучше, чем в модели ASPO.

Т.е. реальность как обычно не любит крайностей. Реальная кривая идёт между прогнозами EIA и ASPO, ниже первой и выше второй. Правда цена при этом только растёт и будет расти пока не сломается мировая экономика.

[AlexAV]

Потому уже сейчас в этой теме слышны утверждения, что их теории пика нефти в мире в 2005 году учитывали только легкую нефть, а тяжелую (из сланцев и битумов) они не учитывали. Поэтому они якобы не ошиблись.

Скажем так. Добыла лёгкой нефти у них описана совершенно верно и её пик прошёл в 2005 году. Здесь они абсолютно точны. А вот вклад нетрадиционных источников недооценили. Правда это получилось только ценой более чем трёхкратного роста себестоимости добычи, да и отсрочку похоже даёт очень небольшую, лет пятнадцать-двадцать (т.е. до 2020-2025 года). А далее всё же вниз. Если конечно цены снова раза в 3 не вырастут так до 300$/б (речь конечно о фиксированных ценах), тогда ещё немного пик оттянем.

В глобальном плане теория пика нефти - это просто закон сохранения вещества. Что касается сроков пока нет никаких оснований, что это произойдёт (в самом оптимистическом случае) позже середины этого века. Нефть низко проницаемых коллекторов здесь мало что поменяла. Её похоже можно быстро разбурить сильно кратковременно подняв добычу, но физически её мало.

[AlexAV]

Ещё два прогноза по месторождению Bakken.

Тот что можно считать оптимистическим (от Голдман Сакс)



И тот который можно считать пессимистическим (Дэвид Хьюз)



Пессимистический прогноз в целом совпадает с той частью оптимистического, которая относится к среднему беккену при текущей плотности скважин. Всё что выше - это или разработка других горизонтов в рамках месторождения (с худшими свойствами) или двухкратное повышение плотности сетки скважин. И то и другое это явно повышение затрат и рост себестоимости (и так весьма не низкой).

[AlexAV]

Баккен в США и окрестностях не самое крупное месторождение, вернее бассейн. Есть бассейны и с более крупными запасами. А там еще конь даже не подходил, чтобы начать валяться.

Там вся территория довольно детально изучена. И если не добывают (а нефть дают главным образом только две формации Беккен и Eagle Ford) то значит, что промышленного притока нефти там  не получено, т.е. её там попросту нет. Площадь формации - это явно недостаточная её характеристика, площадь продуктивных участков намного меньше площади самой формации.

Будут различаться. В рифтовых гидротермах флюиды идут преимущественно из мантии из недифференцированного вещества, при относительно небольшой доле инфильтрационных вод. А в сухопутных вулканах доля инфильтрационных вод на порядок выше, плюс там флюид идет из уже много раз дифференцированного вещества, так что источники вещества во флюидах сильно разнятся.

Цифры давайте, т.е. покомпонентный состав. Ну будет там процентов на десять больше скажем, это ведь не спасает.

[AlexAV]

ифры давайте, т.е. покомпонентный состав. Ну будет там процентов на десять больше скажем, это ведь не спасает.

 Здесь скажем приводятся.



Цинка от 0,1 до 34 мг/л (0,1-34 г/т), меди максимум 0,09 мг/л. Т.е. 90 мг/л - это даже по цинку слишком оптимистично. Надо минимум в три раза резать. А меди вообще ничтожно мало. Из 3 млрд.т. воды можно извлечь в самых оптимистических предположениях 270 т меди.

[AlexAV]

Вы начинаете сами себе противоречить. Сами же говорили страницей назад, что запасы нефти зависят от себестоимости добычи.

Конечно зависят. Только боюсь нефть по 1000$/б будет попросту никому не нужна.

Поэтому все зависит мировых цен на нефть и технологий добычи. Время придет и из этих сланцевых бассейнов хлынет нефть еще в больших объемах.

Если цена поднимется ещё на порядок, то можно и кероген в жидкость перерабатывать. Вот только цена видимо уже сейчас балансирует около грани устойчивости мировой экономики. Поэтому следующей волны роста цен на нефть вероятно уже не будет (ну может ещё до 150-200$/б только, а дальше всё просто развалится). А значит ещё одной волны роста добычи с нетрадиционных источников не будет тоже.

[AlexAV]

Это к тому что впадина маленькая и что в океане есть десятки тысяч таких же и больших впадин.

Это не аргумент. Месторождения практически всех полезных ископаемых разбросаны по планете крайне неравномерно. Т.е. часто сосредоточены всего в нескольких уникальных. Т.е. наличие накопления в данной впадине не значит что где-то ещё есть такая же, и уж тем более не значит, что их тысячи.

Кроме того цифра в 23 т меди в год, говорит, что что-то перехватывать из геотермальных вод непосредственно попросту бессмысленно. Ну пока цена на медь не превысит текущую цену на золото. Переработку миллионов тонн рассола, да ещё в условиях глубоководного океана сумма в 170 тыс.$ в год неокупит никогда (текущая цена на медь около 7400$/т).

[AlexAV]

Вот статья по содержанию редкоземельных элементов в водах Камчатских гидротерм, с учетом того, что выше про сухопутные вулканы было написано.

Не очень убедительно, т.к. фактические данные для собственно вод курильщиков и наземных геотермальных как-то несильно отличаются.

[AlexAV]

Вот статья по содержанию редкоземельных элементов в водах Камчатских гидротерм, с учетом того, что выше про сухопутные вулканы было написано.

Да, интересно. Кстати график концентрации оттуда:



Видно, что концентрация в самых богатых порядка 1 мкг/л (1 мг/т). Т.е. для получения одной тонны надо переработать минимум 1 км³ рассола. С учётом, что сам рассол - ресурс достаточно трудно извлекаемый и дорогой (для морских гидротерм, это ведь требует очень дорогостоящей сверхглубоководной платформы) такое содержание вообще несовместимо с промышленной добычей.