Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[pppppppo_98]

Вот читаю я посты участников обсуждения, и вижу, что знакомы с темой многие слабо.
Сначала нужно оценить перспективы истощения полезных ископаемых, причём не только с позиции существующих технологий их переработки, но в первую очередь, с позиции ВОЗМОЖНЫХ В ПРИНЦИПЕ технологий, упирающихся в непреодолимые физические закономерности. А то получается глупость - предсказывают, что через 20, 30, 50 лет закончатся месторождения цинка, меди, нефти и т. д. При этом забывают, что есть резервы в виде более бедных месторождений, которые до сих пор не рассматривались как источник целевых элементов только по причине нежелания менять уже отлаженную схему их добычи из более богатых месторождений и необходимости крупных капиталовложений в новую промышленную инфраструктуру. А это меняет всю картинку, разрисованную Римским клубом кардинально. Те аналитики исходили из существовавших на тот момент технологий и разведанных месторождений. Но так анализировать - неправильно!
Достаточно вспомнить, что месторождения железа, представлявшие интерес для разработки в девятнадцатом веке закончились... аккурат к 1914 году. И что? После этого "железного конца света" была Магнитка и другие "бумы" железодобычи. Вообще, железа на Земле так много, что его экономически оправданная добыча не прекратится.

Или например, углеводороды - газ и нефть, об окончании запасов которых не трезвонит только ленивый.
Но, ещё в 90х годах прошлого века были обнаружены просто эпические залежи газогидратов на дне Северного Ледовитого океана и его шельфе. Их объём НАСТОЛЬКО ВЕЛИК, что если метаном заменить ВСЕ ныне используемые источники углеводородов - так то обычный природный газ, нефть, уголь, то газогидрат Северного Ледовитого Океана сможет питать человечество при нынешнем уровне потребления... ДВАДЦАТЬ ТЫСЯЧ ЛЕТ!

Уровень же сложности его добычи сравним с добычей нефти с шельфа там же. Большие затраты получаются лишь по причине необходимости создания "с нуля" газодобывающих океанических платформ ледового класса. Но развитая технология добычи газогидрата будет не дороже чем добыча нефти.

Так что нужно сначала ознакомиться с состоянием дел и возможными технологиями, прежде чем делать выводы.
Те же редкие элементы и те элементы, легкодоступные запасы которых подходят к концу, типа меди, цинка, и т. д., можно было бы добывать с учётом возможного равития биотехнологий, при помощи растений, накапливающих эти элементы в своих органах. Той же листве...
Возможности расширить сырьевую базу есть, и на них как раз И НУЖНО заострить внимание.

Уважаемый, не несети енрунды...При добыче к примеру цинка с содержанием полезного элемента, 10%, Вам нужно обработать ( а именно поднять, измельчить, обжечь или выщелачить, затем очистить отходы) от 10 тонн руды, а при концентрации 1% - это 100 тонн руды...А это прямые затрвты свободной энергии в форме, ли первичных энергетических ресурсов, или в форме промежуточных материалов используемых при производчтве...Таким образом как и положено любое исчерпание ведет к увеличениею потребдения первичных энергоресурсов - как и следует из термодинамики....

И последний вопрос...Уважаемый - где эпическая перемога японских газодобывающих компаний, которые в апреле этого года начали опытную добычу из немерянных месторождений газгидратов в экономической зоне Японии в Тихом Океане...

[EvilShurik]

Уважаемый, меньше эмоций. Аргументы изложенные вами мне известны, но, я знаю ещё кое-что, что позволяет мне утверждать изложенное выше.

В конце концов я указал на тот факт, что необходим более широкий взгляд на проблемы, чем приведённые в этой теме.

Очень многие спецы, выучив материал по своей профессиональной специализации, как-то забывают, что их знания - это отнюдь не вся реальность. И получают "синдром коридора", когда их выводы основываются на их неполноте знаний.

Да, 10 тонн руды обработать СУЩЕСТВУЮЩИМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ, подразумевающими так-то: дробление, погрузку, выщелачивание и т. д., будет проще в десять раз, чем обработать 100 тонн бедной руды.

НО! Разве я не говорил, что для того, чтобы рентабельность, в терминах энерго и ресурсозатрат сравнялась с существовавшей прежде, нужны НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ? И вы, если имеете отношение к добыче и переработке минерального сырья, должны быть с ними знакомы.

В конце концов, об этих альтернативных технологиях был материал даже в детской энциклопедии "Энциклопедия Юного Техника". В СССР к грядущему сырьевому кризису готовились, и даже писали об этом популярно детям.
Есть такая технология - выщелачивания минерального сырья. Когда в рудный пласт закачивают растворитель, а затем откачивают концентрат. Потенциально, при доведении до "ума", эта технология позволит извлечь из 100 тонн бедной руды то же количество цинка, что и из 10 тонн "нормальной", с теми же энергозатратами, и с применением даже более дешёвых реагентов. Другое дело, что ВСЮ ЦЕПОЧКУ ТЕХПРОЦЕССОВ придётся создавать с "нуля", что и создаёт "барьер" при реализации этой технологии.

[pppppppo_98]

Уважаемый, меньше эмоций. Аргументы изложенные вами мне известны, но, я знаю ещё кое-что, что позволяет мне утверждать изложенное выше.

В конце концов я указал на тот факт, что необходим более широкий взгляд на проблемы, чем приведённые в этой теме.

Очень многие спецы, выучив материал по своей профессиональной специализации, как-то забывают, что их знания - это отнюдь не вся реальность. И получают "синдром коридора", когда их выводы основываются на их неполноте знаний.

Да, 10 тонн руды обработать СУЩЕСТВУЮЩИМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ, подразумевающими так-то: дробление, погрузку, выщелачивание и т. д., будет проще в десять раз, чем обработать 100 тонн бедной руды.

Я тут несколько выпал из истории...Например расскажите мне что за последние 50 лет изменилось например в черной металлургии - что от доменного процесса отказались, или может  быть конвертеры стали в 10 раз меньше кислорода потреблять....Наибольший  прогресс который мне известен это рекуперация излишков тепла...

НО! Разве я не говорил, что для того, чтобы рентабельность, в терминах энерго и ресурсозатрат сравнялась с существовавшей прежде, нужны НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ? И вы, если имеете отношение к добыче и переработке минерального сырья, должны быть с ними знакомы.

Знаете меня не вставляют мантры о новых технология ну никак....Где они нужны - в проспектах эмиссии акций интернет- стартапов...И все....Даже в полупроводниковой отрасли очевидно замедление - закон Мура перестал действовать в отношении основного двигателя - частоты ( и уже 10 лет назад появились исследовательские статьи в IBM о неизбежном приближении физических пределов вычислений)

В конце концов, об этих альтернативных технологиях был материал даже в детской энциклопедии "Энциклопедия Юного Техника". В СССР к грядущему сырьевому кризису готовились, и даже писали об этом популярно детям.
Есть такая технология - выщелачивания минерального сырья. Когда в рудный пласт закачивают растворитель, а затем откачивают концентрат. Потенциально, при доведении до "ума", эта технология позволит извлечь из 100 тонн бедной руды то же количество цинка, что и из 10 тонн "нормальной", с теми же энергозатратами, и с применением даже более дешёвых реагентов. Другое дело, что ВСЮ ЦЕПОЧКУ ТЕХПРОЦЕССОВ придётся создавать с "нуля", что и создаёт "барьер" при реализации этой технологии.

Точно после этой чудо технологии оказывается, что десяткисотни тысяч тонн серной кислоты остануться в пласте, и будут грозить выходом в водоносные горизонты - и причем это не сказка а суровая реальность Восточного ГОКа в Днепропетровской губернии , где методом выщелачивания добывали уран и упустили линзу, и сейчас все движется в сторону Днепра....Дык вот - вы когда рассказываете про эти чюдо технологии - не забывайте учитывать энергозатрвты для обеспечения восттановления окружающей среды...Я уже помалкиваю о том где взять сотни тысяч тонн тысяч серной кислоты, и куда потом девать теже сотни тысяч тонн уже згрязненной....И сколько потом энергии потребуется на  восстановление самых оксисленных солей - сульфатов - до чистых металлов...

[idris]

Взять серную кислоту в зонах окисления СУЛЬФИДНЫХ месторождений действительно неоткуда. 

[pppppppo_98]

Взять серную кислоту в зонах окисления СУЛЬФИДНЫХ месторождений действительно неоткуда. 

Вы гашли где найти серную кислоты - возьмите с полки пирожок и повесьте на грудь картофельную медальку

[EvilShurik]

Точно после этой чудо технологии оказывается, что десяткисотни тысяч тонн серной кислоты остануться в пласте, и будут грозить выходом в водоносные горизонты - и причем это не сказка а суровая реальность Восточного ГОКа в Днепропетровской губернии , где методом выщелачивания добывали уран и упустили линзу, и сейчас все движется в сторону Днепра....Дык вот - вы когда рассказываете про эти чюдо технологии - не забывайте учитывать энергозатрвты для обеспечения восттановления окружающей среды...Я уже помалкиваю о том где взять сотни тысяч тонн тысяч серной кислоты, и куда потом девать теже сотни тысяч тонн уже згрязненной.

Любое новое дело требует этапа накопления данных, по тем процессам, которые нельзя или сложно было предвидеть. Хотя сам факт что технологии выщеалчивания минерального сырья существуют и развиваются, радует.
Что касается упущенной "линзы" сернокислотного раствора - то это следствие недостаточности знаний об процессе выщелачивания, и необходимости "научно мониторить" сам процесс добычи до накопления "критической массы" знания о "мелочах в которых дьявол". После чего отработанная технология вполне будет готова вытеснить устаревающие.

Кстати, почему серная кислота? Дешевле азотная, и в отличие от серки, она быстрее выводится живыми организмами из оборота. К тому же растворимость нитратов выше чем сульфатов, и вдобавок, можно было бы помимо извлечения целевых веществ получать и селитры - для нужд с/х.

[pppppppo_98]

Точно после этой чудо технологии оказывается, что десяткисотни тысяч тонн серной кислоты остануться в пласте, и будут грозить выходом в водоносные горизонты - и причем это не сказка а суровая реальность Восточного ГОКа в Днепропетровской губернии , где методом выщелачивания добывали уран и упустили линзу, и сейчас все движется в сторону Днепра....Дык вот - вы когда рассказываете про эти чюдо технологии - не забывайте учитывать энергозатрвты для обеспечения восттановления окружающей среды...Я уже помалкиваю о том где взять сотни тысяч тонн тысяч серной кислоты, и куда потом девать теже сотни тысяч тонн уже згрязненной.

Любое новое дело требует этапа накопления данных, по тем процессам, которые нельзя или сложно было предвидеть. Хотя сам факт что технологии выщеалчивания минерального сырья существуют и развиваются, радует.
Что касается упущенной "линзы" сернокислотного раствора - то это следствие недостаточности знаний об процессе выщелачивания, и необходимости "научно мониторить" сам процесс добычи до накопления "критической массы" знания о "мелочах в которых дьявол". После чего отработанная технология вполне будет готова вытеснить устаревающие.

Кстати, почему серная кислота? Дешевле азотная, и в отличие от серки, она быстрее выводится живыми организмами из оборота. К тому же растворимость нитратов выше чем сульфатов, и вдобавок, можно было бы помимо извлечения целевых веществ получать и селитры - для нужд с/х.

О проблемах закисления почв и эвротфикации воддоемов и рек слышать приходилось - как раз следствие интенсификации сельского хозяйства

[EvilShurik]

О проблемах закисления почв и эвротфикации воддоемов и рек слышать приходилось - как раз следствие интенсификации сельского хозяйства

Тем не менее закисление азотом почвы менее опасно и быстрее проходит, чем закисление сульфатами.

[pppppppo_98]

>Тем не менее закисление азотом почвы менее опасно и быстрее проходит, чем закисление сульфатами.

Зато ведет к закислению рек, массовому росту водорослей и массовым же заморам...

[L_Pt]

Какое еще закисление рек серной кислотой в районе Восточного ГОКа, вы о чем, где такого начитались?
Серная кислота не накапливается в земных пластах, она довольно интенсивно там нейтрализуется.

А почему применялась именно серная - она в разы дешевле всех остальных.

[Technecy]

Вот вы мне скажите. Вам какая разница, нагреть котёл реактором, или солнечным лучом?
Можно вообще пропустить собранный свет(9-10 килосолнц) через квантрон и получить нефиговенький такой лазер... например для передачи энергии туда куда надо...

это да  - только ежели случайно лазер этот промажет, то все нефиговенько так умоются кровавыми слезами...И опять таки снова здорова - а как вы собираетесь строить систему охлаждения для такового нехерового лазера, ибо даже если КПД у него будет 50%, то тепла будет выделяться 4-5 килосолнц   

Ну, умыться они просто не успеют... Но не суть. Японцы не боятся же зажарить 14 кв км густонаселённой территории лучом СВЧ с космической электростанции, а в неё может прилететь кусок космического мусора, ели ещё какое мероприятие.
А тут надо то с алтая в ямантау прицелиться и нате свет на южный урал, с ямантау в народную прицелиться и вот вам свет уже и в приполярье. Конечно просто лазер так не сможет, но "кривой" луч Эйри вполне способен.
Куда деть 4-5 килосолнц тепла? рекупирировать в турбину и раздать близлежащим потребителям.

[Nucleosome]

При этом забывают, что есть резервы в виде более бедных месторождений, которые до сих пор не рассматривались как источник целевых элементов только по причине нежелания менять уже отлаженную схему

при этом сторонники неисчерпаемыэх исчерпаемых ресурсов не то что забывают, а просто в упор не видят(

Ресурсы никогда не закончатся.

)
, что это самое нежелание (вообще говоря технологии подтачиваются под каждое новое месторождение) вызвано тем, что затрат на эти самые более бедные месторождения - куда больше, а ради ситуации, когда не на карету, а не машину, и не барона, а банкира будут горбатится десяток не крестьян, а бурильщиков и ещё столько же работников химпрома - явно не многие готовы положить головы - ну кроме тех банкиров конечно, и в итоге есть такая штука как добычас из сланцев или битумов. (ну пока есть ядерное топливо и обычные углеводороды это ещё куда ни шло, а вот после...)

рекупирировать в турбину и раздать близлежащим потребителям.

а турбину из чего делать будем? как подводить?

[idris]

Сейчас поищу и найду фото землекопа, который катит перед собой тележку с рудой, году так в 1910 и для контраста современный карьерный грузовичок, который тащит несколько десятков тонн руды.

Можно вспомнить Стаханова с его рекордами. И то что сейчас такую добычу на 1 горняка в день посчитали бы невиданной ленью.

Эффективность труда на добыче полезных ископаемых растет невиданными темпами. Скоро грозятся на крупных карьерах внедрить самосвалы которые будут в автоматическом режиме ездить. Ведь карьер - это не дорога и там свои правила. И скорее всего автоавтомобили первыми промышленно появятся именно в карьерах. Так что десятки горняков что то там добывающих ради банкира - это не совсем реальность. Вся история 20-21 веков говорит ровно об обратном. В принципе если по металлам говорить. то мелкие месторождения с высокой концентрацией металла не актуальны. Важны супергигантские месторождения с низкой концентрацией металла. Главное чтобы в сумме было побольше, а уж обогатить и извлечь технологии позволят что угодно. Это мейнстрим. Так что с каждым годом работать в промышленности будет все меньше и меньше людей. Посмотрите на современные зарубежные циклопические ТЭЦ, там работает всего несколько человек.

[pppppppo_98]

Сейчас поищу и найду фото землекопа, который катит перед собой тележку с рудой, году так в 1910 и для контраста современный карьерный грузовичок, который тащит несколько десятков тонн руды.

Можно вспомнить Стаханова с его рекордами. И то что сейчас такую добычу на 1 горняка в день посчитали бы невиданной ленью.

Эффективность труда на добыче полезных ископаемых растет невиданными темпами. Скоро грозятся на крупных карьерах внедрить самосвалы которые будут в автоматическом режиме ездить. Ведь карьер - это не дорога и там свои правила. И скорее всего автоавтомобили первыми промышленно появятся именно в карьерах. Так что десятки горняков что то там добывающих ради банкира - это не совсем реальность. Вся история 20-21 веков говорит ровно об обратном. В принципе если по металлам говорить. то мелкие месторождения с высокой концентрацией металла не актуальны. Важны супергигантские месторождения с низкой концентрацией металла. Главное чтобы в сумме было побольше, а уж обогатить и извлечь технологии позволят что угодно. Это мейнстрим. Так что с каждым годом работать в промышленности будет все меньше и меньше людей. Посмотрите на современные зарубежные циклопические ТЭЦ, там работает всего несколько человек.

Вы когда будете рассказывать о героицких подвигах не забудьте упомянуть, что для каторожного труда шахтеров в насале 20 века требовалось всего то 5500 килакалорий день ака 22 МДж что составлет 5 секундный расход карьерного Белаза, а также что Стаханов таки добывал уголь с коренной зольностью 10-13%, которую в хоть в топку коть в кокосовую батарею отправляй, а теперь в Донбассе добывают горную массу с зольностью 45%...Ну и далее все в том же стиле (толщина пластов, обводненность, загазованность, сернистость)

[pppppppo_98]

Куда деть 4-5 килосолнц тепла? рекупирировать в турбину и раздать близлежащим потребителям.

Вы турбину прям на орбите будете размещать? Чи как?

[Nucleosome]

Эффективность труда на добыче полезных ископаемых растет невиданными темпами.

в этой теме уже был график из которого следует, что не растёт ни капли - даже наоборот, и объяснили это "не-паникёры" - барабанная дробь - обилием ресурсов! карьерные грузовики, как уже заметил pppppppo_98 потребляют топливо, а не работают святым духом (как это порой как будто следует из сообщений "не-паникёров"), и его тоже надо добывать и тоже всё большими затратами. вы конечно утверждаете, что будут это делать если не другие грузовики, то буровые установки в автоматическом режиме. но и тут засада - они тоже жрут топливо - а добывать топливо только на то чтобы поделить между карьерными грузовиками и бурильными установками - это даже барону не по вкусу явно. вы конечно говорите, что ничего подобного нет, и топлива, где можно добыть раз в сто больше (ну ладно, двадцать), чем затратить - ещё до кучи. но тогда посмотрите на EROIE этих самых:

резервы в виде более бедных месторождений

то есть... я к чему - если у нас есть ресурс - допустим свёкла, из которой можно гнать топливо для баронских забав, но 60% её идёт на прокорм тех крестьян которые её выращивают, то в принципе не очень хорошо, но жить можно, но вот если у нас эту самую брюкву будут выращивать с помощью машин, которые будут потреблять её же для топилво, при этом сократив кол-во рабочих рук скажем в 10 раз (т. е. на прокорм будем тратить только 6%), но хотя бы в два раза более энергозатратной, чем эти руки, то уже ничего не выйдет. тут конечно можно сказать - вы же говорите и о "новых технологиях" что создадим машину которая хотя бы такая же по затратам энергии, как и крестьяне и всего делов. ("всего"...) но тут подстерегает другая, более тонкая проблема - создание такой машины требует куда более тонких ресурсов, и скорее всего и рабочих рук. хорошо - руки можно сократить тиражированием, но тогда нам надо много таких хозяйств, инфраструктуру обслуживающую эти сверх-технологичные машины на больших пространствах, выполняющих их ремонт и доставляющих их запчасти. которая тоже потребляет энергию. то есть - так или иначе, но приходим мы к тому, что чем более высокотехнологична цивилизация, тем более она чувствительная к наличию дешёвого источника энергии - где расходы на добычу не превышают 15 - 20%... и это ещё не учитывая того, что по изначальному условию у нас резко меньше кол-во занятых рабочих рук, а ведь остальные-то (те, которые сейчас живут в городах и заняты помимо промышленного производства во многом сферой услуг) тоже хотят кушать. а откуда это всё взять если всё уходит на поддержание машин добывающих топливо для них же?

[idris]

Нет никакого мифического EROI  или как его там. Если в центре Москвы надо получить 1000 квт мощностей электроэнергии, то для этого можно приложить столько ресурсов и столько вложить полезных ископаемых, а например где нибудь под Красноярском рядом с ГЭСами и прочими Канско-Ачинскими буроугольными бассейнами люди даже и не подумают вкладывать столько ресурсов в эту самую тысячу квт. На МКС нужен киловатт и для его производства там можно затратить огромнейшие ресурсы, а для производства киловатта на безлюдном горном водопаде никто и копейки не вложит, даже лопатой не копнет и камушек не переставит, потому что никому там это не нужно.

Количество людей работающих в горнодобывающей промышленности все время падает. Можно сравнить с численностью населения и распределением  по сферам занятости в какой нибудь кемеровской области с добываемыми сотнями миллионов тонн. И в прочих регионах. Да можно по  всей стране сравнить. По разным годам, лучше десятилетиям. И график будет. Сокращение общего количества людей занятых во всех сферах добывающей промышленности, примерно в 2 раза за 30 лет, при этом суммарное количество тонн добываемого сырья не уменьшилось, а скорее даже возросло. делим миллиарды тонн на миллионы человек и получаем их эффективность. Она растет. И чем дальше тем больше будет расти.

И это во всех  отраслях первичной экономики. В сельском хозяйстве раньше надо было чтобы 80% населения работали на селе, чтобы их маленькими излишками кормить оставшихся 20%. Потом стало достаточно чтобы в селе работало 50%. Потом чтобы 20%, потом чтобы 10%. Теперь достаточно 2% и они успешно прокормят всех остальных. А в перспективе достаточно будет и 0,2%. А все остальное высвобождаемое население идет в города и занимается там производством информации.

[Andrew Gontchev]

Да можно по  всей стране сравнить. По разным годам, лучше десятилетиям. И график будет. Сокращение общего количества людей занятых во всех сферах добывающей промышленности, примерно в 2 раза за 30 лет, при этом суммарное количество тонн добываемого сырья не уменьшилось, а скорее даже возросло. делим миллиарды тонн на миллионы человек и получаем их эффективность. Она растет. И чем дальше тем больше будет расти.

Он не про занятость, а про кпд выработки энергии. Этот кпд тоже неуклонно растет в силу технологического прогресса.

[Nucleosome]

Нет никакого мифического EROI

а может и закона сохранения энергии тогда уж? ну чего мелочится - безоглядный оптимизм он на то и безоглядный

На МКС нужен киловатт

ну киловат МКС можно потратить хоть сто на земле - пока он один такой.

Если в центре Москвы надо получить 1000 квт мощностей электроэнергии, то для этого можно приложить столько ресурсов и столько вложить полезных ископаемых,

ну можно конечно подключить мир к одной Москве (Нью-Йорку, Токио, Шанхаю, Буэнос-Айресу - на выбор) - если у нас нетто полученной энергии будет несколько процентов, только мир вряд ли с этим согласится.

Сокращение общего количества людей занятых во всех сферах добывающей промышленности, примерно в 2 раза за 30 лет, при этом суммарное количество тонн добываемого сырья не уменьшилось, а скорее даже возросло.

давайте всё же конкретные цифры. как на упомянутом графике

А в перспективе достаточно будет и 0,2%.

в какой? да и 2% и сейчас нет.

А все остальное высвобождаемое население идет в города и занимается там производством информации.

да? какой? и вы полагаете, что сейчас они этим занимаются?

[Technecy]

Вы турбину прям на орбите будете размещать? Чи как?

А именно, чи как. Ибо даже таже самая АЭС тратит часть энергии на обеспечение цикла. Прям перпетум мобиле, дока дров подкидывай. То же самое с солнцем, дока дров на 7 млрд лет.

Не, ну давайте попробуем? 100% победим. Надо то только, потратить средства не в реакторы, а в гелиосборники. И квавнтрон на 10 килосолнц можно сделать, просто никто не пробовал.