Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[ВадимZero]

Но масса реактора CANDU намного превышает последнюю, там вылет нейтронов за пределы не играет большой роли.

Зато большую роль играет поглощение нейтронов осколками деления.

А вот «дольше эксплуатация твела» - это вы что-то недопонимаете.

Откуда цифра пара месецев, для твэлов CANDU? Может тогда я пойму...

93,5% - это не 95%.

мои 95%, всеже ближе чем ваши 0,2%. Потому моя ошибка вполне простительна.

[L_Pt]

Зато большую роль играет поглощение нейтронов осколками деления.

Откуда, при такой небольшом облучении?

Откуда цифра пара месецев, для твэлов CANDU? Может тогда я пойму...

Будет «час та натхнення» - подниму свои файлы по документации. Но если позволите – не сегодня. А так, пока и сами можете погуглить. Все это в открытом доступе.

мои 95%, всеже ближе чем ваши 0,2%. Потому моя ошибка вполне простительна.

Извините, проценты всегда относительно чего-то.
Вы привели относительно всех остальных изотопов плутония. А я – относительно массы ТВЕЛа. При переработки которого плутоний относительно легко отделяется химическим способом.

В военных реакторах, для получения оружейного плутония, выработка еще меньше, там плутония в облученных ТВЕЛах до 0,1%.
Там практически прямая зависимость - чем экспозиция меньше, чем уран меньше облучался, тем полученный плутоний чище.

[anovikov]

Интересно - выходит в военных реакторах после отделения плутония уран используется по новой и так много раз? Иначе производительность извлечения плутония никакая выходит.

[L_Pt]

Интересно - выходит в военных реакторах после отделения плутония уран используется по новой и так много раз?

Конечно же одноразово.

Производительность вполне достаточна.  Для массового производства бомб уж точно.

[pkl]

235-го хватит на 85 лет. 238 /при использовании в реакторах на быстрых нейтронах/ - на 2500.

1. Речь идет об извлекаемых запасах?
2. Учитывая нынешний уровень потребления или с учётом роста потребления?
3. Я правильно понимаю, что уран 238 будет совершенно определенно и легко использоваться на этих самых реакторах на быстрых нейтронах?

Речь идёт об имеющихся запасах и нынешнем уровне потребления. 238-й - да, это сырьё для быстрых реакторов.

[pkl]

Я потом найду где я про такой идиотизм читал.

Экономия топлива
Ветряные генераторы в процессе эксплуатации не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Влияние на климат
Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков (например в Европе) это замедление теоретически может оказывать заметное влияние на локальные (и даже глобальные) климатические условия местности. В частности, снижение средней скорости ветров способно сделать климат региона чуть более континентальным за счет того, что медленно движущиеся воздушные массы успевают сильнее нагреться летом и охлаждаться зимой. Также отбор энергии у ветра может способствовать изменению влажностного режима прилегающей территории. Впрочем, учёные пока только разворачивают исследования в этой области, научные работы, анализирующие эти аспекты, не дают количественную оценку воздействия широкомасштабной ветряной энергетики на климат, однако позволяют заключить, что оно может быть не столь пренебрежимо малым, как полагали ранее.

Да интересно было бы узнать результат исследований. Не получится ли так, что более высокая температура в той же Европе летом и низкая зимой будет съедать большую часть выработанной ветроэнергетикой электроэнергии через кондиционирование и обогрев помещений?

Хмм... что-то в этом есть. Все уже обратили внимание, что лето в Европе стало особенно жарким, а зима - особенно холодной и снежной. Правда, сейчас это связывают с глобальным потеплением. Может, не там ищут?

[pkl]

Про энергетику на основе урана из морской воды.
http://www.atomic-energy.ru/interviews/2012/08/24/35537

Интересно. А сколько нужно этой ткани? И сколько урана она впитывает? И каковы затраты на её производство? А то как бы не получился сизифов труд.

[ВадимZero]

Хмм... что-то в этом есть. Все уже обратили внимание, что лето в Европе стало особенно жарким, а зима - особенно холодной и снежной. Правда, сейчас это связывают с глобальным потеплением. Может, не там ищут?

Говорят что лето стало теплым в следствии таяния льдов арктики. В результате чего, больше солнечной инсоляции поглощаеться, плюс эфеты положительной обратной свзи...увеличение паров воды в воздухе, изменение динамики облачности.
   А похолодание зимой связывают с изменением атмосферной циркуляции, в арктике..в результате которой холодные арктические ветра стали прорываться чаще на юг. Хотя лет пять назад картина была иная...Зимой было довольно тепло, изза теплых атлантических ветров и высокой облачности.

[ВадимZero]

Интересно. А сколько нужно этой ткани? И сколько урана она впитывает? И каковы затраты на её производство? А то как бы не получился сизифов труд.

Там даны цифры 96 баксов за фунт...помне так очень оптимистичная цена...(тоесть сомнительная)

[Кремальера]

Интересно. А сколько нужно этой ткани?

Да,интересное амидоксимное полотно.Начал гуглить,поисковик начинает какую-то ерунду выдавать.Может надо ин инглиш запрос вводить?

[-Asket-]

Ничего принципиально нового:

6.16. УРАН ИЗ МОРСКОЙ воды
Свыше 20 лет в ряде стран (в Японии, США, ФРГ, Великобритании) ведутся исследования путем экономичного извлечения урана из морской (океанской) воды, где он содержится в огромных, практически неисчерпаемых количествах. При средней концентрации урана в морской воде 3,3 мг/м³ в объеме Мирового океана (1,39•10¹⁸ м³) содержится 4,5•10⁹ т урана, причем на глубине около 100 м растворено около 100 млн. т урана, и это количество можно рассматривать как непосредственно доступное для промышленного извлечения.
Изотопный состав урана в океанской воде заметно не отличается от изотопного состава урана, извлекаемого из горных пород и земных недр.
Технологические проблемы промышленного извлечения урана из морской воды связаны с весьма низкой концентрацией в ней урана, а также с большим избытком сопутствующих ему ионов кальция, магния, хлора и др., концентрация которых в морской воде (мг/м³) составляет 3,3 U, 19,4•10⁶ Cl, 2,7•10⁶ SO₄^2-, 0,14•10⁶ HCO^3- Следовательно, молярная концентрация урана на шесть порядков ниже, чем суммарная концентрация большинства ионов. Уран в морской воде находится преимущественно в виде весьма устойчивого анионного комплекса — уранилтрикарбоната [UO₂(CO₃)]^4-.
Многолетние исследования показали, что по экономическим и экологическим соображениям наиболее приемлемой технологией является сорбционное извлечение и концентрирование.
Адсорбент должен удовлетворять определенным требованиям. Прежде всего, он должен иметь максимальную емкость при естественном значении рН, так как любое изменение рН потребует дополнительного расхода кислоты. На 300 млн. м³ морской воды, в которой содержится 1 т урана, потребуется около 9000 т чистой серной кислоты или 18000 т соляной кислоты, чтобы снизить рН с 8,3 до 7. Адсорбент должен быть недорогим, не растворяться в воде и десорбирующем растворе, быть устойчивым к воздействию химических веществ и истиранию, не должен загрязнять водный бассейн.
Наиболее подходящим адсорбентом сначала считался гидратированный гидроксид титана. Однако он непрочен, малоселективен и имеет невысокую емкость. В последние годы созданы хелатные ионообменные смолы, обладающие более высокими механическими и химическими свойствами. В ФРГ, Японии, США синтезировано и испытано более 260 образцов органических адсорбентов. Исследования показали, что гранулы полиакриловых амидоксимных ионитов обладают высокой скоростью адсорбции урана и большой емкостью по урану, достигающей 3000 мг/кг смолы за 180 сут насыщения, что в 14 раз превосходит адсорбирование на оксиде титана. Лучшую скорость насыщения, но при меньшей емкости показали гуминовые кислоты, которые экологически инертны даже в больших количествах.
Матрица для нанесения тонкого адсорбирующего, надежно фиксированного слоя гуминовой кислоты может быть выполнена в виде сетки из нейлоновых нитей (Япония). Модуль сетки будет состоять из 3000 волокон диаметром 300 мкм, длиной 100 мм и иметь эффективную площадь адсорбирующей поверхности 0,28 м² и сорбционную емкость 2,5 г урана. Комплект таких «сетей для ловли урана» может погружаться в океан на глубину до 400 м, и сам всплывать (его удельный вес меньше 1) или втягиваться на судно через каждые 1—2 ч для десорбции (элюирования) за 20 мин. Испытания в Японии показали, что 1 т гуминовой кислоты способна поглотить 100 г урана, при этом концентрация урана в морской воде, подвергшейся обработке, уменьшится на 1 мг/м³, т. е. на 30% За сутки можно проводить девять циклов.
Расчеты показывают, что установка производительностью 250 т/год урана с эффективностью цикла адсорбция—элюирование 0,76 потребует примерно 1000 т гуминовой кислоты, фиксированной на 400 млн. носителей—модулей типа описанной выше сетки. Каждые 10 сут (через 90 циклов) носитель должен вновь покрываться гуминовой кислотой, которая хорошо фиксируется на нейлоновых нитях черным торфом.
Как видно из таблицы, основная доля затрат приходится на оплату адсорбентов и химикатов.
Расчеты английских специалистов показывают, что при использовании в качестве адсорбента оксида титана общие производственные затраты (по ценам 1978 г.) были бы равными 3160 дол/кг U₃O₈.
Выполненные в США расчеты (1982 г.) показали, что при использовании анионитов амидоксимного типа с насыщением по урану 5000 мг/кг за 3,5 сут стоимость извлечения урана в первый год эксплуатации составит 280 дол/кг U₃O₈.
Эффективная технология добычи урана из морской воды может быть осуществлена на установках специально оборудованных кораблей. Создание таких установок на берегу с прокачкой через сорбенты гигантских количеств морской воды бесперспективно.
Действительно, морскую воду в этом технологическом процессе можно рассматривать как своеобразный весьма разбавленный "раствор бедной урановой руды, готовый для извлечения урана методом сорбции. Закачиваемая на технологическую установку морская вода предварительно должна пройти через фильтры для очистки от ила, водорослей и морских организмов. Содержание урана в морской воде постоянно и составляет 3,3 мг/м³. Следовательно, если даже будет обеспечено 80%-ное извлечение, т. е. 2,5 мг/м³, то для получения 1000 т урана в год нужно прокачать через фильтры и сорбенты 400•10⁹ т морской воды, или 50 млн. м³/ч (при работе 8000 ч в год). Такой расход циркуляционной воды прокачивается через конденсаторы турбин современных АЭС и ТЭС, имеющих суммарную мощность 150—200 млн. кВт.
Общая установленная мощность циркуляционных насосов для прокачки при напоре 6—10 м вод. ст. (0,06—0,10 МПа) и КПД=0,8 равна 1—1,7 млн. кВт. При среднегодовом коэффициенте использования мощности 0,8 потребление ими энергии составит 8— 14 млрд. кВт•ч, или 8—14 млн. кВт•ч/т U. При коэффициенте извлечения урана около 50% затраты электроэнергии на 1 т урана возрастут в 1,5—1,6 раза.
При прокачке необходимо обеспечение непрерывного подвода свежей воды, несмешивание этого потока свежей воды с водой, прошедшей через сорбционную установку. Удаляемая после сорбции вода является как бы отвалом или «пустой» породой такого уранодобывающего завода. Высокие капитальные и эксплуатационные затраты и чрезмерное потребление энергии для прокачки воды могут свести на нет выгоду от получаемого по такой технологии урана.
Возникают также большие трудности с удалением значительных отходов в виде гидроокиси титана, карбонатов кальция, магния и др. Для завода производительностью 1000 т урана в год потребуется удалить около 1 млн. т таких отходов.
Для небольших масштабов производства урана из морской воды предлагалось использовать циркуляционную воду АЭС или ТЭС, турбины которых охлаждаются морской водой. Но, как можно видеть из приведенных выше данных, такой путь даст малый эффект.
Английские специалисты подсчитали, что через конденсаторы турбин всех прибрежных электростанций Великобритании прокачивается за год вместе с морской водой только около 70 т растворенного в ней урана. Отсюда следует, что технология с применением принудительной прокачки морской воды через адсорбенты экономически неприемлема и бесперспективна. Поэтому в настоящее время ведутся исследования и разработки установок для извлечения урана из морской воды, размещаемых только на специальных кораблях или плавучих платформах. Заводы можно располагать также на островах, находящихся в зоне постоянных морских течений (Куросио у берегов Японии, течения у Багамских и Антильских островов и др.).

Синев Н.М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива — M.: Энергоатомиздат, 1987. — 480 c.

[Q]

Ну что же Анатолий мне довольно быстро ответил.

http://awas1952.livejournal.com/993613.html?thread=108993101#t108993101

S> Анатолий, в статье «Энергетика альтернативного интеллекта. Почему европейская программа «энергетической независимости» провалилась» Вы написали следующее: «Если же учесть ещё и коэффициент полезного действия этих энергоустановок, то окажется: например, современный ветроэлектрогенератор (даже при том, что ветровой поток концентрирует мощность излучения с громадных площадей) за весь срок своей службы выработает меньше энергии, чем уйдёт на его изготовление, поскольку изготовление такого устройства — это тоже достаточно сложная работа». В статье википедии «Ветроэнергетика» утверждается следующее «Ветряные генераторы в процессе эксплуатации не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти». Вопрос. Неужели на изготовление ветрогенератора мощностью 1 МВт тратится энергии больше чем можно получить при сжигании 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти?

Для начала мне хотелось бы увидеть ветрогенератор мощностью 1 МВт, способный проработать 20 лет. А ещё очень интересно видеть место, где ветрогенератор мощностью 1 МВт вырабатывает такую мощность непрерывно. Словом, указанная фраза представляется мне рекламой, а не техническим расчётом.

Надо теперь думать над его ответом. ))

[Max_canaryskies]

В Википедии и не говорится о том, что ветрогенератор работает непрерывно. Данные для вполне средних условий.
А 20 лет - вполне проработает.

Тем не менее, будущее за солнечной энергетикой все равно.

[Q]

Я нашел брошюру на сайте сименс от 2011 года. Там идет описание турбины на 6 Мвт. 
Вау.
На 12 странице показана фотография поля турбин вне берега, которые запустили в 1991 году. Они в 2011 году еще работали. В принципе то что нужно. Там правда не написана их мощность, но судя по виду они не меньше 1 Мвт. Могу ошибаться. Но ведь если старые работают по 20 лет, новые тем более будут.

Остается пересчитать уголь в калории и ваты от турбин тоже при такой то мощности и средней скорости ветра, учитывая 20 летний срок. Ну или ваты в калории, а потом в уголь. За одно можно пересчитать в доллары или евро и посчитать экономическую выгоду. Кто-нибудь может так посчитать? 

http://www.energy.siemens.com/hq/pool/hq/power-generation/renewables/wind-power/6_MW_Brochure_Jan.2012.pdf

upd. http://www.energy.siemens.com/hq/en/power-generation/renewables/wind-power/references.htm
Они по 450 Квт. 11 штук. Выходит 5Мвт.

[Алексис]

Там правда не написана их мощность, но судя по виду они не меньше 1 Мвт.

Сейчас и 2  и 3 Мвт ставят.
Подсмотрите на этом сайте.
http://www.renewable.com.ua/

[anovikov]

Самая популярная турбина 3МВт, но уже есть установленные по 6. У них есть еще такое преимущество что фактор нагрузки выше - большая турбина выше, а на высоте ветер дует больше. Разница невелика но вполне заметна.

[Q]

Ура я смог сам посчитать.

Кг угля равен 27 000 000 дж.
1 Квт час равен 3 600 000 дж.
Если ветрогенератор мощностью 1 Мвт работает непрерывно в течение 20 лет то
24 Мвт час * 365 дней * 20 лет * 3 600 000 000 дж / 27 000 000 дж в кг угле = 23 360 000 кг или 23 360 т. угля
Проверка в 1 кг 7.5 Квт час следовательно 24  000 вт час * 365 дней * 20 лет /7.5=23 360 000 кг или 23 360 т. угля.
Все сходится.
Вроде это меньше заявленных в википедии 29 тыс. тонн но кпд ТЭС равен 40% следовательно 23 360 умножаем на 2.5 получается 58 400 т. угля.
То есть приходим к выводу что цифра из википедии взята при условии не непрерывной работы, то есть она более чем реальная.

[anovikov]

Фактор нагрузки 50% возможен только на воде.

http://cleantechnica.com/2012/03/23/6-mw-offshore-wind-turbine-first/

Вот впрочем пример именно такой, 6-мегаваттной морской турбины. Это новые direct drive турбины - они не имеют редуктора, т.е. там практически нет ресурсных частей, работать будут 40-50 лет, и выдают энергию при почти любой скорости ветра (не нужно согласовывать частоту оборотов турбины с частотой в сети - т.е. генератор постоянного тока+инвертор, а не генератор переменного тока+редуктор, как ставили раньше). Вполне очевидно что энергозатраты на строительство такой турбины в которой всего-то 200 тонн металла, никак не 200 тысяч тонн угля (для получения тонны стали нужно 770 кг угля, конечно еще плюсом добыча, транспортировка и отходы стали при изготовлении турбины, но всяко видно что даже 1% энергозатрат не наберется). Старые ветрогенераторы были формально рассчитаны на 20 лет, сейчас большинство из столь старых уже демонтированы и заменены на более мощные (repowering), но те что стоят в основном стоят и стоять будут еще долго, даже самые первые ветряки установленные в начале 80-х в массе еще работают, хотя уже начали ломаться. Ресурс нынешних намного больше из-за отсутствия самой быстроизнашивающегося узла - редуктора.

[pkl]

Всё это, конечно, здорово, вот только... та же Википедия говорит, что в 2011 году 28 % электроэнергии в Дании вырабатывалось из энергии ветра. 3927 МВт. Не густо. Братская ГЭС даёт 4500 МВт, из них 3375 МВт потребляет один завод. Братский алюминиевый. Ленинградская АЭС - 4000 МВт. Т.е., получается, датчане развивали ветроэнергетику с 70-х гг. Развивали, развивали, развивали... А результат... гора родила мышь! Весь этот лес ветряков заменяется одно мощной атомной или гидроэлектростанцией. Далее. Суммарной мощности датских "пропеллеров" еле-еле хватит, чтобы прокормить один БрАЗ. Который производит только 4% мирового алюминия! Оцените масштаб проблемы. Надо всё-таки дожимать термоядерный синтез и строить реакторы на быстрых нейтронах.

[anovikov]

Ну так нужно строить их больше просто, в чем проблема? По ценнику точно дешевле атомных, и безопаснее (а офшорные еще и не мешают никому).