Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[OratorFree]

Вложения уже вложены, а стоимость продолжает возрастать.

Это значит, что вы ожидаете БП в ближайшие 20 лет. Если исходить из контекста ваших комментарие ("истощение энергоресурсов"). Я не настолько пессиместичен. Полагаю лет 200-300 об истощении энергоресурсов можно не думать. А дальше всё вообще непредсказуемо.

[ВадимZero]

Прошу не забывать, что в условиях истощения энергоресурсов, стоимость электричества возрастёт,

В условиях исчерпания ресурсов, фотоволтаика станет просто бесмысленной. Потому как в период облачности нечем будет запитать резервный дизель.

[sharp]

В условиях исчерпания ресурсов, фотоволтаика станет просто бесмысленной. Потому как в период облачности нечем будет запитать резервный дизель.

Синтез метана, запитанный от солнечных батарей - практически неисчерпаемый источник сгораемого топлива, поскольку получается замкнутый круговорот.

1. Берем атмосферный CO2 и воду.
2. Разделяем воду электролизом, и путем химической реакции получаем метан+кислород. (производство работает от солнечных батарей в период их активности)
3. Сжигаем метан и выделяем в атмосферу СO2 и водяной пар.
4. См. шаг 1.

[sharp]

Сколько метана потребуется для изготовления 1 кг солнечных батарей, сможете прикинуть?

Вопрос лишен смысла, поскольку метан в любом случае - топливо для резервного энергоснабжения и для транспорта. Предприятия с большим энергопотреблением работают только когда доступны большие мощности солнечной энергии от батарей.

Поясню более подробно, как я вижу энергетическое будущее (при условии что никогда не будет освоен термояд):

1. По мере исчерпания природной нефти и газа и угля - постепенный переход на АЭС как основной источник энергии и солнце + ветер как вспомогательные. При этом уже тогда может быть введен в эксплуатацию замкнутый метановый цикл для двигателей на сгораемом топливе, которые во многих случаях удобнее и практичнее, чем электропривод.

2. Со временем будут постепенно увеличиваться мощности ВИЭ: в пустынях будут строиться большие комлексы СЭС площадью в 1 и более квадратных километров (то есть с генерацией сначала 100 МВт, а потом и 1-2 ГВт на один комплекс). Поначалу на экспериментальной основе, но постепенно будут отлаживаться технологии их постройки и включения в мировую энергосеть. Соответственно, определенное время будет конкуренция между атомной и солнечной энергетикой.

3. Через сотни лет, по мере израсходования ядерного топлива, все большую долю рынка станут занимать СЭС, и в пределе займут его целиком. Возможно, появится глобальная энергосеть: Америка будет давать остальному миру электроэнергию, когда на восточном полушарии ночь, и наоборот. Плюс уже вышеупомянутые резервные генераторы на возобновляемом метане.

Конечно, в космос с такой энергетикой уже не налетаешься, но цивилизация плюс-минус нашего уровня, слегка видоизмененная - может существовать десятки тысяч лет.

[Rattus]

Через сотни лет, по мере израсходования ядерного топлива, все большую долю рынка станут занимать СЭС, и в пределе займут его целиком.

А города в районах недостаточной инсоляции (например Москва, Лондон, Берлин) - вымрут, Ибо при таком EROEI никто не будет заморачиваться тянуть провода  через четверть континента, теряя на сопротивлении и кормя миллионы дармоедов непонятно зачем.
Нет уж - ЗЯТЦ для цивилизации нашего уровня  нужен как воздух.

Возможно, появится глобальная энергосеть

Без комнатнотемпературных и при этом не на вес золота сверхпроводников такого не будет. А это - перспектива ещё более сомнительная, чем ТЯЭС.

[OratorFree]

переход на АЭС как основной источник энергии и солнце + ветер как вспомогательные.

Хотел на эту тему высказаться, но было лень. Но раз уж прозвучала концетрированная "неправильность", то придётся озвучить свои наблюдения/мнение. Дело в том, что АЭС+ВИЭ ( кроме гидроэнергетики разумеется) вещи несовместные. Неспроста та же Германия, проводя политику поодержку ВИЭ дистанцируется от АЭС, предпочитая газовые ТЭС. Дело в том, что основной недостаток ВИЭ это её нестабильность и неуправляемость. Ветер дует когда хочет (от нуля до максимума), тучи ходят как хотят (думаю колебания в 30-40% норма, если не прав поправьте), а ночью солнце не светит вообще. "Провалы" в энергоподаче там где много ВИЭ можно регулировать за счет ТЭС всегда можно держать резерв снижая/повышая мощность в очень широких предалах. У АЭС есть стабильность, но нет возможности быстро снизить/нарастить мощность. (гуглите иодная яма). Вот и получается что ТЭС+АЭС или ТЭС+ВИЭ - рабочие схемы. А АЭС + ВИЭ нерабочии. ВИЭ только ухудшает ситуацию для работы АЭС. Овчинка вычинки не стоит. Будущее с АЭС не возможна без ТЭС или хотя бы ГЭС.
А ВИЭ возможно только при наличии ТЭС. Такая вот дилемма.

[sharp]

Нет уж - ЗЯТЦ для цивилизации нашего уровня  нужен как воздух.

ЗЯТЦ хоть и медленнее расходует ядерное топливо, в пределе оно все равно рано или поздно перейдет в отходы, непригодные для повторного использования. Причем если энергопотребление будет непрерывно расти, проесть его менее чем за 1000 лет вполне реально.

[ВадимZero]

Синтез метана, запитанный от солнечных батарей - практически неисчерпаемый источник сгораемого топлива, поскольку получается замкнутый круговорот.

1. Берем атмосферный CO2 и воду.
2. Разделяем воду электролизом, и путем химической реакции получаем метан+кислород. (производство работает от солнечных батарей в период их активности)
3. Сжигаем метан и выделяем в атмосферу СO2 и водяной пар.
4. См. шаг 1.

Непонятно зачем вам мучатся с метаном. Если можно просто водород использовать. Но кпд такой акумуляции ниже плинтуса, уже не говоря о дороговизне электролизеров требующих платины.

[sharp]

Непонятно зачем вам мучатся с метаном. Если можно просто водород использовать. Но кпд такой акумуляции ниже плинтуса, уже не говоря о дороговизне электролизеров требующих платины.

Потери водорода при хранении и транспортировке могут быть слишком высокими.

[sharp]

Хотел на эту тему высказаться, но было лень. Но раз уж прозвучала концетрированная "неправильность", то придётся озвучить свои наблюдения/мнение. Дело в том, что АЭС+ВИЭ ( кроме гидроэнергетики разумеется) вещи несовместные. Неспроста та же Германия, проводя политику поодержку ВИЭ дистанцируется от АЭС, предпочитая газовые ТЭС. Дело в том, что основной недостаток ВИЭ это её нестабильность и неуправляемость. Ветер дует когда хочет (от нуля до максимума), тучи ходят как хотят (думаю колебания в 30-40% норма, если не прав поправьте), а ночью солнце не светит вообще. "Провалы" в энергоподаче там где много ВИЭ можно регулировать за счет ТЭС всегда можно держать резерв снижая/повышая мощность в очень широких предалах. У АЭС есть стабильность, но нет возможности быстро снизить/нарастить мощность. (гуглите иодная яма). Вот и получается что ТЭС+АЭС или ТЭС+ВИЭ - рабочие схемы. А АЭС + ВИЭ нерабочии. ВИЭ только ухудшает ситуацию для работы АЭС. Овчинка вычинки не стоит. Будущее с АЭС не возможна без ТЭС или хотя бы ГЭС.
А ВИЭ возможно только при наличии ТЭС. Такая вот дилемма.

Вначале может и осуществиться такая вот специализация по странам или даже регионам. Чем выше инсоляция, тем больше доля ВИЭ на рынке. У батареи в пустыне мощность вполне предсказуемая благодаря тому, что число солнечных дней в году максимальное, и генерация зависит только от времени суток.
Кроме того, система управления распределением мощностей будет перераспределять подачу энергии оптимальным образом.

[sharp]

А города в районах недостаточной инсоляции (например Москва, Лондон, Берлин) - вымрут, Ибо при таком EROEI никто не будет заморачиваться тянуть провода  через четверть континента, теряя на сопротивлении и кормя миллионы дармоедов непонятно зачем.

Кстати, вполне возможно провода и так будут тянуться через континенты, это может быть единственным способом обеспечить круглосуточную подачу электроэнергии без глубоких ночных провалов.
А раз так, то уж раздать мощности на север-юг не будет большой проблемой.
Как это непонятно зачем? Энергия будет товаром, как и сейчас. Соответственно - за деньги

[OratorFree]

Вначале может и осуществиться такая вот специализация по странам или даже регионам.

Похоже вы не поняли что я написал.

[ВадимZero]

ЗЯТЦ хоть и медленнее расходует ядерное топливо, в пределе оно все равно рано или поздно перейдет в отходы

Уран, торий довольно распостраненные в земле элементы. Их можно вполне отнести к возобновляемому ресурсу. Скажем одна тонна гранита или базальта содержит в среднем 13 грам актиноидов, которые энергетически эквивалентны 10 тоннам качественного угля.

Потери водорода при хранении и транспортировке могут быть слишком высокими.

Эта проблема решается подбором материалов.

[sharp]

Похоже вы не поняли что я написал.

Почему же, прекрасно понял. Но почему вы считаете, что если человеков припрут к стенке, они не найдут способа скрестить ежа с ужом?)
Как вариант - СЭС остается на ничтожно малой доле рынка. Но рано или поздно ядерное топливо начинает подходить к концу... Человеки начинают думать, что делать и соображают, что пока мощности еще достаточны, нужно аврально наклепать солнечных батарей суммарной площадью миллион-другой кв. км...

В конечном счете все просто: строить инфраструктуру для новой энергетики нужно тогда, когда еще достаточно энергии дает старая. То есть, или человечество успевает перестроить энергетику каждый раз, когда это необходимо, или получает энергетический коллапс, последствия которого будут весьма апокалиптичными, и развитие после которого будет уже невозможно.

[sharp]

Эта проблема решается подбором материалов.

В этом случае придется перестраивать производство емкостей и трубопроводов на этот материал. То есть имеем либо усложнение материалов, либо усложение производства топлива. Затрудняюсь сказать, что в итоге будет выгоднее. Когда придет время, это будет установлено рыночным путем

[OratorFree]

Почему же, прекрасно понял.

Но игнорировали. 
Хотя в принципе это неважно.

Имхо, на самом деле ВИЭ в потребностях человека, которые делятся на "хлеб и зрелища" является зрелищем. Это некое развлечение для самолюбия, некие понты. Мы дескать в гармонии с природой. Но это будет, пока не будет проблем с "хлебом" - т.е. реальными источниками энергии. Пока есть дешевые углеводороды - можно побаловать себя ветряками и солнечными батареями. Это красиво и гринписно.

[sharp]

Имхо, на самом деле ВИЭ в потребностях человека, которые делятся на "хлеб и зрелища" является зрелищем. Это некое развлечение для самолюбия, некие понты. Мы дескать в гармонии с природой. Но это будет, пока не будет проблем с "хлебом" - т.е. реальными источниками энергии. Пока есть дешевые углеводороды - можно побаловать себя ветряками и солнечными батареями. Это красиво и гринписно.

Имхо, на данный момент оно так и есть. Но условия задачи, заданной в теме - "нет ископаемых". В принципе даже, это условие изначально включает в себя не только углеводороды, но и ядерное топливо. Какие после этого у человечества вообще останутся варианты, кроме ВИЭ? Средневековье? Или вымирать сразу?

[SY]

Какие после этого у человечества вообще останутся варианты, кроме ВИЭ? Средневековье? Или вымирать сразу?

Условия этой задачи вполне соответствуют начальным условиям для освоения Луны. Там даже более строго - любое развитие колонии или базы основано только на ВИЭ.
Так что если на Луне удастся создать самодостаточную колонию, то и на Земле это получится.
Ждем-с, кто первый начнет осваивать Луну на практике и что у него получится.

[sharp]

Условия этой задачи вполне соответствуют начальным условиям для освоения Луны.

Не совсем. На Земле у нас пока есть невозобновляемые источники энергии и отлаженное взаимодействие мировой промышленности.  Задача человечества - не упустить момент, и построить гигантскую по размерам инфраструктуру ВИЭ до того, как закончатся невозобновляемые. То есть, энергию мирного атома вы используете на строительство батарей, а потом пересаживаетесь на батареи.
Если Homo sapiens сумеет это провернуть, значит он действительно sapiens. А если все проедим без остатка а потом схватимся за голову и только начнем думать, откуда теперь брать энергию - значит недотягиваем до самоназвания

[sharp]

Подсчёт потерь водорода лишен смысла по причине того, что водород используется заместо метана, а

Логики не понял. Если вы имеете в виду потери водорода при производстве, то время нахождения водорода в свободном виде будет минимальным, а значит и диффузная утечка если и будет, то несущественной.