Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

Вот и получается агония, только замедленная.

Почему агонию? Просто выход на некий стационарный уровень, хоть и существенно более низкий, чем уровень современной постиндустриальной цивилизации (но существенно выше классического средневековья, т.е. такой который можно обозначить "условный 19-й век"). И в таком стационарном состоянием дальше можно будет жить фактически неограниченно долго. С машинами, тракторами, электричеством, какой-то химической промышленностью, городами и относительно сложными государствами. Воспроизводство этих базовых достижений индустриальной эпохи возможно вообще без (или с вовлечением совершенно незначительных количеств измеряемых сотнями килограмм - единицами тонн на всю планету на катализаторы и т.д.) редких элементов. Узкое место здесь минеральные удобрения, а точнее фосфор (проблемы с азотом и калием при уровне организации, технологии и энергетики условного 19-го века решаются сравнительно легко, а с фосфором пока не очень понятно). Если проблема с фосфором решения не имеем, то тогда конечно уже получится уже не "условный 19-й век", а улучшенное средневековье (с электричеством) ещё значительно меньшей плотности населения и уровне организации общества и технологии.

Если нет месторождения, даже железа и алюминия, то придётся "расщеплять". Или возвращаться в неолит.

Железо и алюминий - породообразующие элементы, их просто много, в любом придорожном суглинке их больше, чем меди в весьма богатой медной руде. Для уровня организации и технологии условного 19-го века организовать их выделение из любого подручного сырья не будет представлять особых сложностей (особенно учитывая, что у железа есть ряд свойств, позволяющих его выщелачивать из породы достаточно избирательно), хотя конечно цены на железо из такого низкокачественного сырья будут существенно выше, чем сейчас. С учётом, что содержание железа в том же придорожном суглинке 5% - 15%, то даже породы при этом придётся перерабатывать достаточно умеренное количество. Тонн 10 породы на тонну железа. Алюминий ещё более распространен, запасы тех же алюминий-содержащих латеритов (откуда он сравнительно легко извлекаем) практически неисчерпаемы (правда с традиционной технологией алюминия тоже будут проблемы, там криолит нужен, и если алюминий на земле чрезвычайно распространён, то вот фтор - элемент достаточно редкий, а значит и здесь придётся переходить на альтернативные варианты получения металлического алюминия, которые будут дороже, чем тот который используют сегодня).

А для уровня же организации "средневековья с электричеством" (если всё пойдёт совсем плохо), где потребление железа будет на уровне исторического средневековья (несколько килограмм на человека в год) хватит и болотной руды (это возобновляемый концентрированный источник железа, его отложения в болотах формируются всего за несколько столетий, что немного даже по историческим меркам).

Вообще разрыв между в доступности породообразующих и редких элементов будет чудовищный. Той же меди (и это далеко не самый редкий элемент) в усреднённой породе в тысячу раз меньше, чем железа, серебра - почти в миллион. Если проблема промышленной добычи железа, алюминия, магния, кремния, отчасти даже титана из бросового сырья - решаемая, хотя даже доступность этих элементов в этом случае заметно сократится, а цены вырастут, то редкие элементы скорее всего получится получать только попутно с породообразующими и в совершенно крошечных количествах. Если удастся наскрести несколько тысяч тонн меди, цинка, никеля и единицы тонн вольфрама, молибдена, серебра на всю планету в год из таких источников - уже будет очень хорошо. Кое-что вроде индия или теллура вообще будет доступно разве что в лабораторных количествах. И свои потребности придётся волей-неволей вписывать в такие возможности.

Выделять же даже медь (не говоря уж о ещё более редких элементах) из рядового суглинка (а не из каких-нибудь остаточных растворов после выщелачивания скажем железа, или малолетучих остатков после отделения алюминия в тот-процессе или чего-то подобного) как целевой продукт будет столь затратно, что скорее откажутся от техники её использующей, чем будут предпринимать столь чудовищные усилия. А объёмы доступные при попутном извлечение будут чрезвычайно ограничены. Кстати указанное будет справедливо и в том случае, если будет освоен и будет иметь приемлемую себестоимость энергии, замкнутый ядерный цикл. Проблема редких элементов при этом никуда не денется (правда чуть облегчится возможностью извлекать кое-что из ОЯТ). Вообще в любом случае технологичекие циклы и потребление придётся пересматривать так, чтобы использование редких элементов было минимальным. И это кстати будет создавать очень серьёзные ограничения на технологии будущего.

Если кластеров будет порядка 100, то они будут сравнительно небольшими. А это значит, что любая серьёзная катастрофа, даже природная типа урагана или цунами, разрушит такое государство так, что оно уже не поднимется. Чем не преминут воспользоваться соседи, чтобы захапать его территорию /сиречь ресурсы/ себе. Кластер размером с континент куда более устойчив.

Порядка сотни - это кластеры с территорией порядка территории современной Украины и населением 15 - 30 млн. человек. Природные катастрофы уничтожить такое сообщество на столь большой территории практически не могут. Ну и населения в 15-30 миллионов для поддержания уровня условного 19-го века вполне достаточно (вот Северная Корея приблизительно с таким населением даже ядерное оружие и ракетную технику освоило, хотя уже явно на гране возможностей).

Сталелитейная промышленность на древесном угле? Англичане его быстро сожгли даже при богатых месторождениях XVIII в. А если месторождений нет? Энергоёмкость такой металлургии будет поболее нынешней. Тем более, начала прошлого века.

Так этот вариант подразумевает всё же переход в этой области от собирательства к сельскому хозяйству. Т.е. от использования диких лесов к возделыванию древесных культур (или иных энергетических). И здесь продуктивность может быть совершенно иная. Скажем прирост древесины тополя в условиях Воронежской области (совсем не тропики ) в культуре может быть в среднем до 20 м3/га год (по энергии это около 3 т.н.э. /га год). А это весьма не мало. Для потребностей общества "условного 19-го века" хватит.

Подозреваю, в этом то как раз и засада! Смотрите: вот есть у нас бореальные леса на севере Евразии и Сев. Америки. Биомассы там хоть попой ешь. Но как их взять? Если топливо дорогое, а машины недоступны, то механизированная рубка становится невозможной. Только ручками.

Природных лесов понятно что ни на что не хватит, особенно с учётом различных логистических ограничений. Собирательство много не даст. А если возделывать какие-то культуры целенаправлено для получения энергии - картина уже другая. Тут даже плантации быстро растущих деревьев в умеренном поясе (самый простой и консервативный вариант) могут дать до 3 т.н.э./га. Если же идти через более сложный технологический процесс - т.е. выращивание какой-то быстрорастущей травы с последующим производством метана через анаэробное сбраживание, то и до 5 - 9 т.н.э./га. И это весьма солидные цифры, вполне достаточные для того чтобы обеспечить базовое производство энергии хотя бы на уровне "условного 19-го века". Естественно это будет иметь смысл только в том случае если проблема фосфора имеет какое-то осмысленное решение (азот, калий, сера - даже при существенной не замкнутости агроценозов по биогенам существенной проблемой не являются, с производством соответствующих удобрений справится и достаточно несложная промышленность уровня начала 20-го века). Т.е. при обеспеченности пахотной землёй в 1-2 га на человека в умеренном поясе на ней вполне можно будет произвести достаточно продовольствия и энергии для поддержания индустриального уровня. В тропическом несколько меньше.

Вот и получается, что биомассы много, а добыть её никак. Подсечная энергетика возможна в бассейнах рек Амазонка, Конго, Миссисипи, Ганга с Брахмапутрой. И всё. Возможно, отсюда и такие оценки.

Достаточно продуктивных растений много и в умеренном поясе и даже на севере, до тропических они конечно не дотягивают, но до 6 - 10 т сухого вещества с гектара могут дать и где-нибудь в республике Коми.

[AlexAV]

Для генератора медь нужна.

Здесь придётся жертвовать качеством, массой, КПД и переходить на алюминий. Попросту меди на это просто не будет, на катализаторы хватило бы - уже было бы хорошо.

Но алюминия понадобится много. А для выплавки большого количества алюминия надо много электроэнергии.

Экономика будет меньше, население тоже. Поэтому меньше, чем сейчас. Плюс очень сильно сократится использование алюминия как конструкционного материала (легировать сплавы будет нечем), останется в основном электротехническое. С учётом, что сейчас только 18% алюминия потребляется в электротехнике, а общее производство алюминия в мире около 57 млн. т., то сейчас на одного человека потребляется 1.4 кг электротехнического алюминия. Если потребность в электротехническом алюминиевые останется близкой, то для сценария "условного 19-го века" c 2 млрд. населения вполне хватит 3 млн. т. Для выплавки такого количества энергии ГЭС хватит с огромным избытком.

[AlexAV]

В 1917? В 1922? Или вообще после сталинской коллективизации и индустриализации?

Скорее даже позже. Маркер выхода - прекращение массовых голодовок. А последний голод в СССР - это голод 1946-1947 года. Кроме того по статистическим материалам существенный рост урожайности начинается только в конце 40-х (в 30-х она не очень отличается от начала 20-го века). Плюс тогда же резко падают темпы роста населения из-за большого падения рождаемости в следствие аграрно-индустриального перехода.

Ну а события приведшие к этому - внедрение достижений зелёной революции и резкий спад рождаемости при аграрно-индустриальном переходе.

И как коллективизация с индустриализацией укладывается в "условный 19-й век"?

Понятно, что постиндустриальный "условный 19-й век" не тождественен историческому, такое обозначения лишь маркирует уровень экономики, энергетики и массово доступных технологий. А вот социальные, политические институты и демография могут и сильно отличаться. Исторический 19-й век - это переходный период процессы в котором определялись распространением инноваций и индустриализацией в исходно аграрных обществах, а постиндустриальны "условный 19-й век" с одной стороны уже будет неким стационарным состоянием, а с другой по своему генезису результатом не внедрения инноваций в исходно аграрное общество, а следствием постепенной деградации высокоурбанизированного постиндустриального. Уже в силу такого отличия генезиса они должны различаться.

При этом демография такого общества не очень понятна, т.к. не понятны механизмы которые приводят в современном постиндустриальном к наблюдаемому специфическому демографическому кризису, соответственно сложно прогнозировать как они будут трансформироваться по мере его деградации. Соответственно здесь существует три варианта.

1) Данные механизмы связаны с какими-то неустранимыми свойствами любого индустриального общества. И при умеренной его деградации (но пока оно сохраняет черты индустриального) их действие и интенсивность изменятся слабо. В этом случае всё плохо. Даже если удастся вписать индустриальную экономику в доступные ресурсные ограничения - это не поможет. При суммарной рождаемости 1.7-1.8 общество в исторически сравнительно небольшой срок прекратит свое существование даже если формально экономика будет иметь какой-то стационарный уровень.Такое общество неизбежно рухнет, т.е. такой "условный 19-й век" будет лишь ступенькой деградации (пусть и растянутой во времени) на пути к "средневековью с электричеством" (т.е. к аграрному обществу невысокой степени организации без существенных черт индустриального и лишь с небольшими осколками былых индустриальных технологий).

2) Вторая крайность. Демография окажется похожа на исторический 19-й век. Для общества даже с минимальной медициной такой уровень рождаемости слишком высок. Это вызовет очень быстрый, но не обеспеченный ресурсами рост населения и как следствие череду гражданских и международных войн. Такое состояние общества ни с какой сложной и капиталоёмкой инфраструктурой несовместимо, что в случае бедности среды ресурсами всё же будет необходимо. Это опять же скорее всего приведёт к быстрому разрушению индустриальной экономики и откату с уровня "условного 19-го века" до "средневековью с электричеством", но уже в силу экономически и политически причин.

3) Некий новый режим со сравнительно низкой рождаемостью (но выше уровня простого воспроизводства!) обеспечивающим рост населения, но рост сравнительно медленный. Так что общество в диапазоне плотности населения не вызывающей кризисных явлений могло находиться достаточно долго. И только в таком случае общество сложное индустриальное общество нуждающееся в капиталоёмкой инфраструктуре может быть жизнеспособно. В этом случае скорее структурно-демографический цикл будет несколько отличаться от классических аграрных обществ. Т.к. рассматриваемое общество является куда более технически вооружённым и способным куда более эффективно обеспечивать доставку людей и грузов на большие расстояния, то при появление признаков внутреннего демографического давления у него будет куда больше возможности и мотивации попытаться решить эту проблему за счёт соседей. Если классический демографический цикл заканчивался голодом и эпидемией, то в таком стационарном индустриальном обществе куда большая вероятность, что до масштабного голода доходить не будет, на существенно более ранней стадии это будет выливаться в серии военных конфликтов, смертность в которых и будут исправлять демографический дисбаланс (нечто подобное кажется наблюдалось у некоторых групп племён в Северной Америки до европейцев, где похоже смертность в межплеменных конфликтах играла существенную роль в поддержание стационарного населения).

Какой из трёх вариантов будет соответствовать реальности сказать сложно, т.к. попросту не очень понятно чем демографический режим общества собственно определяется. Два из трёх даже с продолжительным существованием общества "условного 19-го века" скорее всего несовместимы, и в этом случае стационарное состояние уже придётся искать на уровне организации средневековья.

[AlexAV]

не знаю -не знаю как из суглинка вы железо выщелачивать будете...будь так тогда и сырьевой проблемы на магнитке не было...Из болотных  руд понятно - традмционное сырье на Руси

Соединения железа (II) в слабокислых средах подвижны, а железа (III) - нет. И существуют достаточно большая группа бактерий, которая может восстанавливать железо(III) до  железа (II) в присутствии органики (ацетата, спиртов, сахаров и т.д.). В присутствии кислорода же воздуха в слабокислой среде соли железа (II) нестабильны и склонны окисляться до малорастворимого гидрооксида железа или основных солей. Цикл биохимическое растворение железа в анаэробных условиях - осаждение в аэробных можно использовать для его извлечения в том числе и из очень бедного сырья (собственно болотные руды так и образуются - железо переходит в растворимую двухвалентную форму в анаэробной части, а там где кислород присутствует снова оседает в виде конкреции).

[AlexAV]

Пока что можно уверенно говорить только за термояд и ЗЯТЦ.

С термоядерной как раз понятно меньше всего. Даже опуская какую-то невменяемую стоимость, которая вырисовывается на основание цены экспериментальных токамаков, там есть и другие подозрительные моменты. Скажем лучшие результаты были получены на установках с бериллиевой облицовкой, такая же запланирована на ИТЭР. Однако бериллий - уже сегодня проблема, существующие мощности и месторождения едва ли обеспечивают возможность широкого использования систем со столь большими потребностями в нем, какие прогнозируются для термоядерного реактора. А уж когда эти месторождения будут истощены бериллий может вообще стать одним из самых проблемных элементов. Т.е. если не удастся отказаться от бериллия в термоядерных реакторах, то даже одно  это может поставить на всем жирный крест.

Кстати вот работа, где немного освещается эта бериллиевая проблема: http://vant.iterru.ru/vant_2013_4/1.pdf

С ЗЯТЦ вопросов меньше (хотя не нужно забывать, что в полноценном виде его никто пока не реализовал и соответственно его экономические показатели неизвестны).

[AlexAV]

Для ИТЭРа в качестве первой стенки будут использовать ванадиевую сталь.

В несущей конструкции. Для облицовки поверхности соприкасающейся с плазмой сталь не годится совершенно. Эмиссия железа в этом случае мгновенно "отравит" плазму. Для облицовки же себя пока хорошо зарекомендовали всего два материала - легированный бором графит и бериллий. Лучшие результаты по эффективному заряду плазмы получены на токамаках с облицовкой из бериллий (эмиссия примесей и их заряд с бериллиевой облицовки получается всё же меньше, чем с графитовой). Этот же вариант выбран и для ИТЭР.

Кстати, об изотопах, вот прочитал недавно:
http://www.atomic-energy.ru/news/2016/07/26/67767
Сможете прокомментировать?

Добавления в топливо нептуния рассматривалось давно и особых вопросов не вызывало, т.е. он существенно не влияет на тепловыделение, газовыделение и радиационную опасность свежих ТВЭЛов и не осложняет сколько-нибудь серьёзно обращение с ними. Правда добавлять его в топливо для реакторов на тепловых нейтронах малоинтересно, по сути он там не столько выгорает, сколько конвертируется в Pu-238, который в тепловом спектре также делится плохо и кроме того сильно портит свойства накапливающегося там плутония (резко увеличивая его радиоактивность и тепловыделение). Переводить сравнительно малорадиактивный нептуний в высокофоновый плутоний (с которым тоже непонятно что делать) - деятельность весьма сомнительной ценности. А быстрых реакторов с МОX топливом по сути не было (БН-600 до недавнего времени работал только на уране). Поэтому этим и не занимались.

В быстром спектре Pu-238 делится достаточно хорошо (хотя сам Np-237 и там практически не делится, а в основном конвертируется в Pu-238), что позволяет его рассматривать там как фертильный материал (хотя и не очень хороший) и делает его утилизацию в нём сколько-нибудь осмысленным занятием, т.е. там мы его не просто можем превратить в высокофоновый плутоний, но и сжечь этот плутоний до осколков деления. Т.к. с нептунием в любом случае что-то надо делать, то такое решение вполне закономерно.

С америцием и особенно кюрием  - сложнее. Они очень активны и имеют большое тепло- и газо- выделение, кроме того есть большие сложности (особенно в случае с кюрием) отделения их от лантаноидных осколков (удачное апробирование пирохимической техники его извлечения было кажется в прошлом году со сколько-нибудь приемлемыми параметрами, до этого только достаточно сложной переработкой растворов, где всё сильно осложнялось тем, что кюрий-244 (основной изотоп в реакторном кюрие) столь активен, что довольно быстро выводит из строя оборудование). Добавление их в ТВЭЛы сильно повышает их радиоактивность, тепловыделение и газовыделение, что очень усложняет и удорожает дальнейшее обращение с ними. Заниматься этим имеет смысл только в том плане, чтобы избавиться от этих крайней радиоактивных и радиотоксичных изотопов, сэкономив таким образом на их хранение. Видимо пришли к выводу, что несмотря на рост стоимости обращения с ТВЭЛами при их добавление, сжечь их всё же дешевле, чем хранить. Ну и кроме того техническая возможность появилась, т.к. сделать это эффективно можно только в реакторе на быстрых нейтронах, в реакторе на тепловых они будут в большей мере переходить друг в друга и просто портить нейтронный баланс, а не делиться.

Хотя с другой стороны... Сm-244 и Am-241 скажем перспективные материалы, могущие заменить Pu-238 в РИТЭГах космических аппаратов, а Cm-245 (долгоживущий изотоп остающийся после распада Сm-244 при длительной выдержке реакторного кюрия) - уникальный материал с чрезвычайно большим сечением деления тепловыми нейтронами, высоким нейтронным потенциалом и малой критической массой, что опять могло бы быть интересно для космической техники будь он доступен в достаточных количествах. Трансплутониевые элементы можно рассматривать не только как отходы, но и как материалы с весьма ценными свойствами, так что возможно мы несколько торопимся избавиться от них окончательно...

[AlexAV]

Щётки генераторов, да и электродвигателей тоже, из чего будете делать?

Электрографит, углеграфит и бекелитографит. Для силовых машин этого достаточно. Будут правда проблемы с тихоходными, низковольтными и прецизионными двигателями, где всё же нужен металлографит c низким сопротивлением (где собственно и применяется медь), а местами даже серебрографит (в прецизионный двигателях, в общем привет роботам ), где медь заменяют серебром.

[AlexAV]

Агония. То, что Вы описали в этом сообщении ниже - это падение цивилизации. Заметьте, никто не пытается спорить с самим тезисом, что уровень технологий упадёт! Спор идёт исключительно о том, насколько глубоко провалимся. Возможный диапазон: от начала ХХ в. до палеолита.

Современная индустриальная цивилизация очень сильно завязана на крупномасштабных производствах с очень сильным эффектом масштаба и глубоким разделением труда. Чтобы в рамках такого уклада сохранить современный уровень технологии нужно одновременно сохранить и объём экономики, размер населения и потребление ресурсов. А это совершенно невероятно, вообще никак, ни в каком сценарии.

Про вариант будущего на возобновляемых ресурсах даже и говорить нечего. Доступный объём сравнительно дешёвой энергии здесь даже население на текущем уровни скорее всего не позволит сохранить, а уж про объём экономики тем более. Как в этом случае можно удержать современный уровень технологии в экономике с сильным эффектом масштаба?

Однако даже ЗЯТЦ здесь ситуацию изменить лишь очень частично. Производство энергии и население на современном уровне в этом случае шанс сохранить будет, однако даже такая энергия совсем не бесплатная и не безлимитная. Даже в самом оптимистичных предположениях дешевле сегодняшних газа и угля она не будет, в лучшем случае окажется просто приемлемой и не ведущей к энергетическому банкротству. А значит тратить её придётся всё же аккуратно и бережливо, устроить вакханалию с извлечением индия из подмосковного суглинка такие цены едва ли позволяют. И проблема малой доступности редких элементов будет и в этом случае. Т.е. этот вариант позволит сохранить более-менее в полном объёме технологии производства всего что можно произвести из гвоздевого железа, электротехнического алюминия и фанеры , однако области, где потребность в редких элементах будет критической - даже в этом случае придут в упадок. Технологические возможности человечества сократятся и в этом случае, хотя и в меньшей степени,чем в предыдущем.

При сохранение сильного эффекта масштаба в экономике сохранить текущий уровень технологии не получится никак, ни в одном варианте. Попросту в этом случае данный уровень привязан к объёмам производства и потребления, а они на современном уровне не сохранятся никак. Нельзя длительное время потреблять сырье в объёме на порядки большее его объёмов участвующих в естественных геохимических циклах (а по большинству редких элементов ситуация выглядит именно так), совершенно невозможно. Текущая оргия потребительства - явление временное, а вместе с её прекращением просядут и объёмы экономики и завязанный на нём уровень технологии. Здесь единственный вопрос - как глубоко?

Здесь есть правда интересный вопрос и, возможно, гипотетическая альтернатива. Т.е. собственно может ли построить цепочки производства так, чтобы разумные себестоимости (хоть как-то совместимые с полезным применением) сохранялись при мелкосерийном производстве без миллионных тиражей продукта. При утвердительном ответе, т.е. если приемлемую стоимость высокотехнологической продукции возможно обеспечить в малой серии, открывается ряд интересных альтернатив вплоть до средневековья не только с электричеством, но и с компьютерами. В этом случае такой прямой связи объёма производства и его технического уровня не будет и возможностей для сохранения сложных технологий может быть существенно больше.

Интересный вопрос здесь в реальном потенциале адаптивных технологий, т.е. можно ли создать небольшой комплект устройств адаптивного производства (вроде 3D-принтера), способный полностью воспроизводить сам себя (все компоненты, включая микроэлектронные, используя только химические материалы в стандартной форме). Если такое получится, то в рамках рассматриваемой проблемы последствия могут быть весьма существенные.

[AlexAV]

Диверторные пластины /на которые стекает плазма/ действительно будут из бериллия.

Там планируется делать также как на токамаке JET (на JET после апгрейда кстати облицовка стенки бериллиевая, а дивертор - вольфрамовый), а в нём бериллием облицована практически вся внутренняя поверхность. Вот здесь скажем об этом говорится: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0029-5515/55/6/063021/pdf

Так что нет, ничего я здесь не путая.

Вот так это выглядит:

[AlexAV]

Вроде бы с альтернативной энергетикой не всё так плохо.


Цитата взята отсюда:http://aenergy.ru/4094#more-4094

Да вообще-то это и показывает, что всё плохо. При том что альтернативная энергетика даёт лишь небольшую часть общей генерации она уже расбалансирует сеть. Т.е. часть энергии в пиках с пользой использовать оказывается практически невозможно. А это значит дальнейшее расширение возможно лишь при решение проблемы аккумуляции, а это очень дорого и катастрофически сказывается на EROEI.

[AlexAV]

Да вот не скажите! Любой серьёзный ураган, наводнение повалит их распределённую инфраструктуру. А вот быстро восстановить её энергии не хватит.

Если рассматривать цивилизацию с дровяной и гидроэнергетикой, то что он может так глобально и необратимо разрушить? Эта распределённая инфраструктура в этом случае - поля и лесонасаждения. Нет, конечно они тоже могут быть повреждены, но уязвимость в этом случае получается никак не большая, чем у классических аграрных обществ. Которые в той же Европе существовали и сохраняли преемственность с античности до нового времени, т.е. очевидно были вполне устойчивы, а указанные риски приемлемы.

Если же инфраструктура будет такой сложной, дорогой  и уязвимой, что после разрушения её невозможно будет восстановить - то общество на неё опирающееся в любом случае не жилец. И не важно занимает ли она территорию размером с Испанию или целый материк. Рано или поздно (но неизбежно) случится социально-политический кризис в ходе которого она будет разрушена с соответствующим итогом.

Для долгосрочно жизнеспособного общества инфраструктура обязана быть достаточно простой и дешевой, чтобы после её разрушения в результате тех или иных случайных событий её можно было бы с разумными усилиями восстановить.

[AlexAV]

А какой срок функционирования отражателя. Годы? Десятки лет?

Вы учли лишь совершенно ничтожную часть затрат и естественно это даёт некорректные выводы. Начнём с того, что даже в стоимости (и затратах энергии, это вещи тесно связанные) отражающая поверхности - чуть ли не самая дешёвая часть. Стоимость капитального строительства, автоматики, высокотемпературных линий на порядки выше и очевидно требуют интегрально для своего производства на порядки больше энергии. Но даже затраты энергии на производство отражающих поверхностей не равны затратам энергии на плавления алюминия, и сильно не равны. Нужно учитывать очень большие косвенные затраты в виде затрат энергии на производство оборудования на котором это делалось, а также оборудования для производства оборудования и т.д. до сходимости. А для технически сложных изделий эта цепочка может сходиться очень медленно. Если не сделан соответствующий анализ рядов косвенных затрат - то ценность таких оценок очень не велика.

Экономическая стоимость в этом плане хороша тем, что автоматически эти ряды учитывает (надо понимать, что за суммами в долларах стоят вполне объективные затраты энергии, материалов и труда). И если два источника имеют равный истинный EROEI (корректно подсчитанный, со всеми рядами косвенных затрат), то и их экономическая стоимость в долларах будет равна.

В пять раз большая экономическая стоимость скорее всего означает в пять раз более низкий EROEI.

[AlexAV]

Так вот, это общество будет существовать только до первого ледникового периода.

По крайней мере в экваториальном и субэкваториальном поясе условия во время ледникового периода были относительно стабильны и похоже не слишком сильно отличались от современных. Т.е. цивилизация такого типа скорее всего уменьшится, прижмётся к экватору, но причин именно неизбежной гибели в результате собственно ледникового периода не видно.

На самом деле даже уровень железного века вообще без индустриальной техники достаточен, чтобы человек мог бы выжить практически в любых условиях, существовавших в фанерозое по крайней мере на некоторой части планеты. Т.е. в принципе достаточен, чтобы жить на земле условно-вечно (ну пока солнце всё здесь не сожжет). При наличие же каких-то индустриальных технологий устойчивость должна быть как минимум не ниже.

Если раньше комета или астероид не упадут.

В фанерозое было только одно астероидное событие относительно которого есть подозрение о глобальном влияние на биосферу, это событие на K-T границе (и то есть сомнения). И столкновения такого масштаба судя по известной геологической истории бывают может быть раз в миллиард лет. Не думаю, что столь маловероятную угрозу вообще стоит учитывать.

Да, по сути, превратить всю планету в некоторый аналог о. Тикопия. Следствием такого способа хозяйствования будет почти полное исчезновение естественных биоценозов, как на суше, так и в океане.

Ну не полностью, будет масса мест где никакая деятельность попросту не будет окупаться. Полей на Таймыре скорее всего не будет. Кроме того для давно и густо населённых регионов вроде европейского средиземноморья это по сути уже случилось ещё в античности, ландшафтов не изменённых человеком там практически нет. Тем не менее люди там вполне успешно жили в такой практически тотально антопогенно-изменённой среде на протяжение как минимум нескольких тысячелетий, и как видим вполне успешно. Это позволяет предположить, что такая среда, радикально трансформированная человеческими агроценозами,  все же обладает достаточной внутренней устойчивостью.

такое общество протянет меньше, чем с ЗЯТЦ.

С ЗЯТЦ (если он обеспечит приемлемую себестоимость энергии) жить понятно будет веселее, чем без него. С этим никто не спорит. И устойчивость цивилизации с ним тоже будет выше (хотя бы потому, что c/х в этом случае уже не обязано быть первичным источником дешёвой энергии и его EROEI в этом случае может быть низким или вообще меньше единицы, дефицит в этой области можно будет покрыть энергией атома, а это даёт куда больший набор возможностей по сравнению со случаем, когда помимо прочего нужно сохранять низкую себестоимость (т.е. высокий EROEI)). Но кажется и без него задача станционарной индустриальной цивилизации (пусть и на существенно более низком уровне организации по сравнению с современной) решаемая.

Так уже:

Да... Остатки после переработки апатитного сырья весьма интересный источник РЗЭ, тория, урана.

[AlexAV]

У меня там тысячекратный запас по затратам без потери энергетической рентабельности.

Так алюминиевый лист сам по себе врятли даже на тысячную часть затрат тянет. Сравните стоимость листа соответствующей площади со стоимостью электростанции. Соотношение по полным затратам энергии будет аналогичным.

[AlexAV]

Так алюминиевый лист сам по себе врятли даже на тысячную часть затрат тянет. Сравните стоимость листа соответствующей площади со стоимостью электростанции.  Соотношение по полным затратам энергии будет аналогичным.

Вот для примера СТЭС Айвонпа (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%A2%D0%AD%D0%A1_%D0%90%D0%B9%D0%B2%D0%BE%D0%BD%D0%BF%D0%B0). Полная стоимость 2.2 млрд.$. Площадь гелиостатов  2429000 м2 (173 500 x 14), при толщине 1 мм это 2429 м3 или 6587.5 т. Если посчитать  только затраты энергии на плавление этого алюминия в размере 0.97 МДж/кг, то для того чтобы расплавить 6587.5 т потребуется 6790 ГДж энергии или около 200 тыс. м3 газа, стоимость этих затрат при тарифе на газ скажем 300 $/1000 м3  - 60 тыс.$. Итого таким образом учтено только порядка 1/40000 затрат.

Делать глубокие выводы проанализировав лишь столь малую часть общих затрат мне кажется - нельзя.

[AlexAV]

Кое-что о фосфоре. Вреде как есть успешный опыт применения морских илов в качестве удобрений:http://bourgas.ru/il-so-dna-chernogo-morya-mozhet-zamenit-ximicheskie-udobreniya/

Судя по всему имеется ввиду работа этих товарищей (они изучали илы Чёрного моря, но между ними и океаническими различие не слишком велико):
http://cyberleninka.ru/article/n/application-of-natural-nanosized-materials-nano-fossils-from-the-black-sea-to-agriculture-nanotechnologies-and-new-materials
http://cyberleninka.ru/article/n/nekotorye-rezultaty-primeneniya-glubokovodnyh-organo-mineralnyh-osadkov-dna-chernogo-morya-dlya-agrotehnicheskih-tseley
http://cyberleninka.ru/article/n/dobyvat-ili-ne-dobyvat-v-ukraine-chernomorskie-sapropeli

Если здесь нет каких-то тонких моментов, о которых они не пишут - то это видимо в принципе самый простой и дешёвый способ вернуть вынесенный в океан фосфор в оборот.

Их экономические оценки говорят (http://www.io-bas.bg/downloads/Dimitar_Dimitrov/resume/1-1-11-16.pdf), что стоимость извлечения и доставки такого ила для аграрных задач около 100$/т + 50$/т - подготовка упаковка и т.д., т.е. в сумме 150$/т.  Они рассматривают черноморский ил, достаточно богатый фосфором (в среднем 13.2 кг P2O5/т). Однако в среднем океанический ил куда беднее (http://istina.msu.ru/media/publications/books/4dc/be3/1447989/GF-maket.pdf) и там фосфора в среднем около 0.68 кг/т. Если считать по среднему составу, то получается что возвращение фосфора из океана таким образом будет стоить 220 $/кг (цены начинают напоминать серебро ). Потенциала удешевления в этом случае похоже практически нет (и так по сути они учитывают чуть ли не только выкачку ила со дна и его транспортировку). Соответственно вот оценка минимальных затрат на возврат фосфора.

[AlexAV]

Так и цена фосфорита < 150$/т.

Пока. Это ограниченный и исчерпаемый ресурс. Такой дешёвый источник фосфора будет доступен лишь на сравнительно коротком историческом промежутке времени.

[AlexAV]

Суточное потребление фосфора на человека 2 грамма, то есть 0,44$

Вот только здесь важна не эта цифра, а норма внесения под сельскохозяйственные культуры. В США сейчас того же фосфора вносят по 80-90 кг на га при урожайности той же пшеницы там же в 30 ц/га. Т.е. на килограмм пшеницы при текущей агротехнике в стиле гидропоники под открытом небом может уходить и по 30 г фосфора. И исходить надо из этих цифр.

Фосфор естественно концентрируется в районах стока рек. Концентрация его там больше, а добыча дешевле.

Не особо. Большая часть выпадает в виде осадков с содержанием 0.7 кг/т. В районах современного фосфоритонакопления больше, но там выпадает лишь ничтожная часть фосфора уходящего с суши. Вот кстати таблица содержания в различных осадках фосфора и скорости накопления в них:

А если заменить соляру на реактор типа СВБР100

В гражданском флоте атом пока не прижился как раз в силу того, что при текущей стоимости солярки обходится дороже. Если топливо станет сильно дороже - ситуация может и поменяется, вот только оценка стоимости от этого точно не уменьшится.

[AlexAV]

Почему снижение концентрации в 20 раз ведет к росту цены за кг в 150 раз если учитывается только выкачка и транспортировка?

150$ - это цена тонны ила в готового к применению виде вне зависимости от его состава (а не фосфора). А стоимость фосфора в нём (если мы его вносим ради него) очевидно 150/x, где x - массовая доля фосфора в иле.

[AlexAV]

Урожайность 30 ц/г для США не маловато ли?

Взял отсюда:
http://www.protown.ru/information/hide/3562.html