Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

это позволяет нам предположить, что удельная выработка электроэнергии на пластину составляет около 7 кВт*ч

Это называется манипуляция с цифрами. Килограмм металлического алюминия даёт (в теории) эти 7 кВт*ч, вот только при этом он окисляется, а масса оксида существенно больше, чем у металла и реальная масса пластины при эксплуатации будет  больше начальной. Т.е. это маркетинговые 7 квт*ч, а не реальные.

она составила 13 500 Вт·ч на кг массы электрода.

Ага, пересчитали ёмкость на чистый литий. К реальному устройству это конечно не имеет никакого отношения. Но цифра красивая и главное формально негде не соврали.

Такое, допустимое в научной публикации лукавство.

которая будет иметь удельную энергоемкость от 8 до 13 кВт*ч на килограмм веса.

Некоторые вечный двигатель и холодный термояд обещают.

 Это лапша для тех, кто не знаком с термодинамикой и электрохимией. Или опять какие-то маркетинговые кВт*ч, которые к реальному устройству не имеют никакого отношений (впрочем это тоже лапша).

Не существует в природе электрохимической системы, которая могла бы дать столько энергии.

[AlexAV]

Арктический шельф очень плохо изучен.

Ну Баренцево море более-менее изучено. А далее проблемы с ледовой обстановкой. Т.е. бороться с плавучими льдами пока не научились. Вероятно, эти проблемы решаемы, но ожидать себестоимости на уровне северного моря уже не приходится.

Т.е. скорее всего тот же сланец и глубоководный шельф только в профиль.

[AlexAV]

Килограм алюминия, он и будучи окисленным остаеться килограммом алюминия.

Да не интересует никого вес алюминия. Важен полный вес коробки и то сколько энергии она отдаст.

Да пусть в реальности будет хуже раза в два. Все равно результат хороший.

Не в два. Больше. Раз в 6-7. Начиная от того, что чистый литий реально малоприменим из-за пожароопасности и всё равно придётся брать интерколяты, и кончая тем, что оксид и пероксид лития, образующиеся при разрядке весят существенно больше самого лития и кроме того диэлектрики, т.е. им потребуется матрица с развитой поверхностью для того, чтобы мог протекать обратный процесс зарядки.

[AlexAV]

Ещё о сланцевой нефти.

По расчетам Bernstein, себестоимость барреля нефти в странах, не входящих в ОПЕК, составляет $104,5. В США этот показатель увеличился с $89 в 2011-м до $114 в 2012-м. Это допустимо для компаний, которые лишь приступают к добыче на разведанных месторождениях, но даже независимые игроки хотят демонстрировать инвесторам прибыльную модель бизнеса. Отрасли остро необходимо либо увеличение цен, либо сокращение стоимости издержек, уверены эксперты Bernstein Research. Еще одна альтернатива — пересмотр в сторону уменьшения планов по добыче.

Вот он, закон падающей отдачи в действие.

[AlexAV]

А на Баккене сейчас средняя продуктивность скважин 130-140 баррелей в сутки, что больше чем в среднем по стране в 10 раз! До того как начали добывать сланцевую нефть на этом месторождение средняя продуктивность падала до 8 баррелей в сутки в 2004 году.

Так что настоящий прорыв в добыче нефти налицо.

Ага, прорыв. Пробурили за пару лет огромное количество новых скважин, вот они и что-то выдают.

Вот только график исчерпания у них получается весьма интересны.


Вот и весь прорыв.

[AlexAV]

Из этого графика как раз следует, что средняя продуктивность одной скважины упадет к среднеамериканской лишь через 35 лет!.

Это не показатель, что сланцевая нефть что-то стоит, а только то, что вся остальная в США уже практически полностью исчерпана.  Вот и берутся от безысходности.

Да и то, получается пока только в убыток.

[AlexAV]

Ну что значит практически исчерпана? А как же тогда удается находится на 3-ем место в мире по объему добычи до сих пор?

Исчерпание – это прежде всего падение EROIE и соответственно рост себестоимости. Валовую добычу какое-то время ещё можно поддерживать, когда эти параметры уже ушли в неприемлемую зону, просто результат будет не сопоставим с усилиями.

Что касается Европы. Там в отличие от США месторождения в основном не континентальные, а морские. Соответственно стоимость скважины намного больше и наращивать их сетку по мере исчерпания не выходит (точнее это приведёт уже к совсем абсурдным экономическим результатам).

Это в пределах погрешности от сумм вложенных в последние годы в Баккен (100-200 миллиардов).

Кумулятивный отрицательный результат с 2009 по 2013 на графике  -16 млрд. (см. правую шкалу и красный график, левая соответствует ежемесячному потоку), что, вообще говоря, явно за рамками погрешности. При этом надо учитывать, что цены на нефть сегодня можно назвать какими угодно, вот только не низкими.

[AlexAV]

В этом же источнике можно узнать, что на пике добычи нефти в США максимальная продуктивность одной скважины не превышала 18.6 баррелей в день в 1972 году.

Так скважина скважине рознь. То, что из скважины вытекает – это выходной поток энергии, а есть ещё входной. И для горизонтальной с гидроразрывом он будет очень отличаться от традиционной вертикальной. И важно их соотношение, а не только и даже не столько приток в устье скважины.

В идеале исчерпание надо смотреть не по дебиту, а по EROIE. Но в силу трудности его объективной оценки лучше по себестоимости.

А у сланцевой нефти в этом плане мрак. 114$/б это уже чрезмерно много.

Так что до момента начала истощения даже обычной нефти в целом по миру еще достаточно далеко.

Ну да. При 150$/б мировая экономика, скорее всего, попросту развалится (да и при текущей цене она скорее стагнирует, чем растёт), а себестоимость добычи около 100$. Большой зазор, ничего не скажешь. Собственно достижение себестоимости точки, после которой эта нефть собственно станет никому не нужна и определяет момент исчерпания.

[AlexAV]

Допустим в Штатах сейчас реальная себестоимость добычи близка к 100$ за бочку. Но в мире в среднем из средней продуктивности скважин она чуть ли не на порядок меньше - в районе 10-20$ за баррель. Поэтому обвалы мировой цены на нефть вполне могут быть в будущем по мере резкого увеличения количества скважин.

Себестоимость зависит не только от дебита, но и от затрат на поддержание этого дебита. Так что такая аппроксимация не правомерна. Т.е. если нефть сама течёт просто из дырки в земле – это будет одно, а если нужно прибегать к методам интенсификации добычи – это, при том же дебите, уже совсем другое. Кстати дебит морских скважин как правило весьма велик, вот только такая нефть от этого дешёвой не становится.

И опять же цена определяется не средним уровнем себестоимости, а себестоимостью самых дорогих месторождений, которые необходимы для покрытия текущих потребностей. Саудовской Аравии на всех не хватает и чтобы закрыть потребность приходится привлекать дорогие месторождения, вроде глубоководного шельфа.

[AlexAV]

Да им лишь бы до 2020 года дотянуть. А дальше начнётся взрывной рост производства электромобилей. А то и раньше.

А что в этой области к 2020 сильно изменится по сравнению с 2013? Из аккумуляторов и так выжато почти всё, что допускают законы природы. Ну, литий-воздух может быть ещё остаётся. Но не стоит питать особых надежд, что из него что-то получится. У всех аккумуляторов, использующих воздух, есть общая беда – воздух – это не чиста смесь кислорода и азота, ещё содержит массу малых примесей. Так эти примеси очень быстро на практике отравляют катализаторы и мембраны, изменяют свойства электролита и т.д. Т.е. долговечность получается никакая.

На стенде, если питать хорошо очищенной газовой смесью могут показывать неплохие результаты, а вот в реальных практических условиях…

[AlexAV]

аккумуляторов вырастет минимум в 4 раза по сравнению с нынешними….

Откуда это следует? Как-то предпосылки к этому совершенно не очевидны. Литий-ионные может ещё дадут 20-30% прироста, но не более. Остальное откуда? Металлический литий? Воздух? Что?

Стоимость автомобиля с пробегом свыше 500 км. (скорее больше) от одной зарядки упадёт менее 30 тыс. $ в текущих ценах.

Тоже непонятны предпосылки к этому. Литиевые аккумуляторы (основа стоимости) – и так массовый продукт. Эффект масштаба много не даст.

[AlexAV]

В 2012 году на нее приходилось лишь 33% потребляемой всемирной энергии. На уголь 29%, на природный газ 23%. А к примеру в 1972 году нефть занимала 48% энергобаланса, с тех пор пошло снижение доли нефти.

Сильное снижение произошло после нефтяного кризиса 70-х, потом медленнее. В основном за счёт замещением газом (единственный энергоноситель, который представляет собой хоть сколько-нибудь адекватную замену нефти, хотя всё равно хуже).

Не развалится.

Натуральный эксперимент был поставлен в 2008. Вывод - при 120 уже всё сыпется. Да даже при сегодняшних 100 – едва дышит (на греков с итальянцами и прочих европейцев посмотрите ).

[AlexAV]

А вот где найти, похожий по свойствам и стоимости материал равный нонешней пластмассе.

Полностью согласен.

Проблема эта не такая популярная и, пожалуй, более отсроченная по времени, но от этого не менее острая. Конструкционные металлы – тоже исчерпаемый ресурс. Пожалуй, кроме железа и алюминия. Но богатые железные руды тоже конечны, а цены на железо из пород с кларковым содержанием нас сильно и неприятно удивят, а алюминий по большей части бесполезен без лигатуры, а она куда более дефицитна.

Естественная замена – пластмассы и углеродные материалы, но здесь всё опять упирается в весьма исчерпаемую нефть и другие углеводороды.

[AlexAV]

Это не показатель. Речь именно о мировой экономике. А она не сильно в 2009 году просела, от силы на 1-2% по ВВП и общему потреблению энергии.

Ну да – высокотехнологические экономики более уязвимы к высокой цене энергии, они и обвалились сильнее. Но в принципе эти 1-2% тоже не так и мало, достаточно, чтобы сделать выводы.

Может конечно нефти как энергоносителю скоро придет конец, но угля и газа еще много, и цены на них (в соотношение к тому же количеству энергии) гораздо ниже, чем у нефти. Что и доказывает, что до истощения газа и угля еще очень далеко. На 21 век точно хватит.

После 2000 цены на уголь и газ тоже устойчиво поползли вверх, что является индикатором исчерпания. Конечно, не такими ударными темпами как нефть, но всё равно весьма сильно. Так что до конца 21-го века – это слишком оптимистично, в 30-х -40-х проблема уже будет в полный рост.

[AlexAV]

К примеру ТЭЦ на газе гораздо более маневренные, чем на мазуте - от включения до выхода на полную мощность нужно 15-20 минут.

Для ТЭС – да. Для транспорта и химии – нет. Но здесь и так уже прошло почти полное замещение. Мазут на ТЭС сейчас мало используют.

[AlexAV]

Странно что в 2008 году росийский рынок(экспортеров невти и газа) обвалился значительно сильней, потребителей нефти(США, Европпа)

А ничего удивительного. Экономики всех стран сильно интегрированы и проблемы одной воздействуют на окружающие.

Опять же. Российская экономика как провалилась, так и восстановилась в кратчайшие сроки. А в ЕС и отчасти Японии рецессии конца и края не видно (в США лучше, но это тоже крупная нефтедобывающая страна).

[AlexAV]

более никаких уникальных свойств нет...А теперь представляем что у нас избыток энергоресуров - мы берем концентрируем углекислый газ из атмосферф, оттуда или из океана берем воду - и разлагаем ее ( а чего жалеть энергоресурсов то валом), получаем водород восстанавливаем углекислоту и полусаеим метан...

Метан – относительно легко, но для органического синтеза – он мало интересен. Длинные цепочки, циклоалканы, арены, алкены, особенно гетероциклы – уже несравнимо сложнее. Можно, но конечно в теории… Но затраты будут громадными.

Всё же многоступенчатый синтез с низким выходом и простая ректификация требует немного разных затрат… мягко говоря.

[AlexAV]

Что касается источников неэнергетического углерода - то тут и карбонаты годятся, их залежи совершенно немерянные.

Карбонаты – не очень. Синтез, стартуя с CO2, достаточно сложен и такой пластик будет буквально золотым.

Биомасса и торф – другое дело. Они действительно могут стать заменой. Но… Тоже всё станет дороже и очень сильно.

Сравните цены сегодня на изделия из натурального дерева и пластика. Когда пластик придётся делать из биомассы ситуация станет прямо противоположной и вовсе не потому, что древесина подешевеет.

[AlexAV]

До сих пор на месторождении «Боуленд» была пробурена всего одна скважина, основная работа по бурению и оценке доступных запасов впереди. Правительство выдало 176 лицензий на разведку нефти и газа на сухопутной территории страны.

И как они по одной скважине запасы посчитали?  Это же не традиционное месторождение, где можно оценить объём ловушки. Это называется не запасы, а фантазия о запасах, по крайней мере, пока достаточно скважин не пробурили.

В Польше вроде аналогичные миллиарды кубометров "открыли"... через год также закрыли.

[AlexAV]

В общем-то, на Земле столько народу не нужно, потому что подавляющее большинство населения представляет собой балласт, который либо прозябает, либо сходит с ума от безделья. И те, и другие прожирают ресурсы и способствуют загрязнению окружающей среды, т.е. опять же своему сокращению. Реально эффективна весьма малая часть, как я прикидываю из общих соображений на основании инфо из открытых источников - примерно 10% населения что-то реально делает, что продвигало бы цивилизацию вперёд, и происходит это преимущественно в городах, что неудивительно.
Нужно сказать, что в былые времена этот процент был ещё меньше, просто сегодня громадные массы вовлечены во всевозможные технологические процессы, которые нельзя бросить на произвол судьбы. А раньше такого не было, и, как я прикидываю, до 99% населения по сути либо жило по инерции впроголодь и безо всякой цели просто потому, что неохота помирать, либо лоботрясничало, и только 1% реально что-то двигал и развивал.

Мне кажется, вы подменяете цель и средство.

Наука, технология, цивилизация, сложное общество – средство адаптации дважды сапиенса к окружающей среде и ничего более. И никакой ценности в отрыве от этой задачи они не имеют.

Если окажется, что тот или иной сложный технологический уклад покажет свою неспособность поднять ёмкость среды или устойчивость существования с точки зрения человека по сравнение с более простым, то стоит задать вопрос о целесообразности его сохранения.