Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[anovikov]

В Америке ситуация другая: фотовольтаика стоит 1 бакс за ватт (utility scale, то есть станции типа вот таких), а атомные построить вообще нельзя. Никто не хочет их страховать. Вот и всё сравнение.

Вот современные оценки LCOE (этот год, для станций вводимых в строй в 2022 и в 2019 - смысл видимо в том что атомную станцию строить лет 5, любую другую года 2  https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/electricity_generation.pdf

Впрочем, существенной разницы между 2022 и 2019 там нет.

[OадимZerВ]

В Америке ситуация другая: фотовольтаика стоит 1 бакс за ватт

Уже сказали что это не так.

Т.е. 3,3 $ за ват мощности.

а атомные построить вообще нельзя.

Четыре новых реактора в стадии строительства.

[Ebranm]

>Да только 55 Гвт батарей  поставили - что бы система не рухнула

В общем-то там 133 ГВт батарей. И как она может рухнуть от лишних батарей?

Рухнуть она моржет без батарей... А у вас наверное склероз - и вы забыли  о том феерическом заявлении - дескать в энергетике германии на виэ аккумуляторы не нужны.

Избыточные батареи просто отключаются.

Дык ясен перец,  они просто не заряжаются при стабилизации напряжения в сегменте сети в котором установлен...

Более высоких КИУМ на основе опыта repowering, когда ветряки на имеющихся ветровых станциях заменяются на более крупные - у них опоры выше, ветер на большей высоте более стабильный, КИУМ повышается.

[Ebranm]

Кстати, о ресурсоёмкости: на ватт солнечной панели нужно 5.3 грамма кремния,

И столько же алюминия (подложка),

Стекло защитное еще забыл

 в два раза больше железа (рама и кронштейны) и в десять раз больше цемента. Плюс много тонн распределительной инфраструктуры.


 Плюс для получения этого самого кремния надо затратить киловатт-час энергии - несколько раз расплавить и остудить (в вакууме, с откачкой воздуха, или в среде аргона - получаемого методом сжижения воздуха).

Еще нужен чистый водород и хлор в элементарном виде, а также сверхчистая вода, воздух

Двадцать пятый раз говорю: ВИЭ  имеют вменяемую цену только при дешёвой логистике и использовании при их строительстве дешёвых (сейчас) невозобновляемых энергоресурсов. Даже наличие крупных ГЭС не позволит иметь рентабельное производство компонентов СЭС из-за транспортных путей на половину планеты.

А также забыл еще инвертор - там тоже достаточно всяких полупроводников, и конденсаторов, которые имеют способность портится...Далее еще забыл на каждый киловатт установленной мощности 5-6 кВА трасформаторов разлчиного класса напряжения (0,4/10 ,  10/35 35/110 или 35/220  повышающие и понижающие, а для дадьней передачи 220/400) ... Плюс проводники....А для сверхдальней передачи - еще и огромадные и очень дорогие выпрямительные станции... Да и еще нюанс - пропускные способности сетей и установленная мощность трансформаторов, инверторов,расчитываются по максимумам нагрузки, поэтому задваиваются к средней....Особенно сильный удар по распределительной сети, котораявсеглдда строилась по иерархисескому принципу, и не предназначена для крупных транзитных перетоков

[OадимZerВ]

Интересно выглядят, концепты использования высотного ветра.
https://rodovid.me/energy/poymat-energiyu-vetra-na-vysote-600-metrov-5-proektov.html
НТС X-Wind

Устройство: Змей Как это работает: от 6 до 24 воздушных змеев тянут генераторы вокруг дорожки протянутой на 100 метров по земле. Высота: от 600 до 1800 футов: Мощность 24 МВт Сроки: 2,5 года

Преимущества:
1)На высоте ветер, быстрее и стабильнее
2)Материалоемкость проекта выглядит смехотворной(трос+параплан)
3)На высоте хороший ветер дует почти в любом месте планеты, а значит не нужны большие расходы на ЛЭП.

[Snickers]

Только это не стоимость одного ватта.

Про разные вещи говорим. 0,5 уе/Вт это оптовые цены на закупку фотопанелей, а не себестоимость электроэнергии отдаваемой в сеть.

Считать надо правильно, т.е. со всеми компонентами и монтажом (электростанция не из одних панелей состоит), это сразу повышает стоимость системы до 1 - 1,5 $/Вт.

На счет "считать правильно" думаю определились, так как я про стоимость на рынке а вы про  капитальные затраты на СЭС за 1 Вт.
Но хорошо, давайте сравним в этом плане -  по данным Министерстве энергетики США на 2015 год , капитальные расходы АЭС составляют $5530 на кВт мощности .. или 5530/ 1000 = 5,5 за 1 Вт. Есть разница 1,5Вт СЭС и 5,5 АЭС.
...
А про КИУМ и 0,15 и прочее.. тут  по анекдоту выходит. Я десятки раз уже утверждал  есть районы где СЭС не пригодны .. например Заполярье или Курилы с их дождями... но некоторые товарисчи это как бы "не замечают" и гордо пишут а вот там и там КИУМ и 0,18 и прочее --  а не торт будет)).   А про то что СЭС не может полностью заменить все источники энергии тоже клоунада. Зачем это 100 раз обсасывать?
Ведь ясно сказано сотни раз - цель это заменить до 30% энергии и то в "Умных сетях", а не пересесть на СЭС и ВЭС полностью.
....
 Вообще что есть КИУМ ? Это коэффициент использования установленной мощности - равна отношению среднеарифметической мощности к установленной мощности. Но где же здесь  учет капитальных затрат на строительство? А где учет эксплуатационных расходов.
 Как можно сравнивать например СЭС и АЭС или ТЭС если взять срок службы там и там в 25 лет? Кто то может сказать сколько будет стоить единица топлива для ТЭС через 10 лет? Но для СЭС оно бесплатно. СЭС = капитальные расходы + эксплуатационные. Это величины постоянные. Для ТЭС = капитальные расходы + эксплуатационные + стоимость топлива (что есть величина переменная).

[Snickers]

И столько же алюминия (подложка), в два раза больше железа (рама и кронштейны) и в десять раз больше цемента.

На паровые турбины ТЭС и АЭС конечно же ничего не надо тратить). Это без учета самого реактора АЭС .

Плюс для получения этого самого кремния надо затратить киловатт-час энергии - несколько раз расплавить и остудить

Для получения материалов турбин и корпусов реакторов вы ничего тратить не предполагаете?

компонентов СЭС из-за транспортных путей на половину планеты.

Ну это ясно привезти ОДИН раз панели СЭС из Китая в .. Сахару например.. конечно же намного дороже, чем возить уголь их шахты к ТЭС ПОСТОЯННО.  Про количество и  технический уровень персонала как то и вспоминать неприлично). Сколько надо работников на СЭС? Инженер и пара электриков? Там в принципе ломаться нечему. А на АЭС? На подвозе топлива к ТЭС занято будет больше персонала чем на ВСЮ СЭС надо аналогичной мощности.  Это прямые затраты. Которые что то никто не учитывает. А косвенные? Хранение ОЯТ и огромные террикон угольного шлака.. а загаженная природа в месте добычи угля открытым методом?

[VlexAA]

На счет "считать правильно" думаю определились, так как я про стоимость на рынке а вы про  капитальные затраты на СЭС за 1 Вт.

Правильно - это значит за систему способную давать энергию в целом, а не за её одну деталь. Более того - правильно, значит за фактически отдаваемую мощность, а не за некую виртуальную цифру. Для СЭС правильная величина, та которая собственно и будет определять стоимость энергии, и которую имеет хоть какой-то смысл сравнивать с теми же АЭС - это отношение стоимости СЭС в целом к КИУМ. Стоимость панели в вакууме - хороша только для картинок в рекламных агитках и не отражает адекватно стоимости энергии.

Министерстве энергетики США на 2015 год , капитальные расходы АЭС составляют $5530 на кВт мощности .. или 5530/ 1000 = 5,5 за 1 Вт. Есть разница 1,5Вт СЭС и 5,5 АЭС.

Ну товарищи просто квалификацию скорее всего потеряли. Лучше смотреть стоимость у тех, кто их ещё умеет строить. Росатом или китайцы скажем.

А про КИУМ и 0,15 и прочее.. тут  по анекдоту выходит.

Там где КИУМ выше 0.15 обычно кроме скорпионов и тушканчиков никто не живёт. Упомянутая китайская СЭС (с КИУМ = 0.13) находится в Южном Китае практически на линии тропика. Если Вы считаете это крайним севером...

Ведь ясно сказано сотни раз - цель это заменить до 30% энергии

30% - почему бы и нет (естественно только от электроэнергетики, заменять при такой стоимости энергии промышленное тепло - абсурдно). При условии конечно, что много лишних денег и рост цен на электроэнергетику не пугает. Флуктуации в генерации на систему сказывается крайне неблагоприятно, и бороться с этими эффектами дорого. Истинная цена энергии (а её корректно считать в розетке конечного потребителя и никак иначе) ухудшается. Есть чудесный пример Дании очень этим делом увлёкшейся (при этом она использует европейскую сеть как аккумулятор бесконечной ёмкости, так что даже эта цифра будет сильно заниженной, если рассматривать замкнутую систему). Посмотрите цены на электроэнергию там и сравните с российскими или китайскими.

Вот только что это решает?

Вообще что есть КИУМ ? Это коэффициент использования установленной мощности - равна отношению среднеарифметической мощности к установленной мощности. Но где же здесь  учет капитальных затрат на строительство? А где учет эксплуатационных расходов.

Капитальные затраты нормированные на КИУМ - определяют нижнюю планку себестоимости энергии. Для СЭС (если смотреть не на картинки презентаций, а на стоимость реальных проектов) уже сама по себе весьма высока. Сюда нужно добавлять, если считать по честному, и эксплуатационные расходы, и стоимость доставки до потребителя, все системы борьбы с колебаниями генерации в сети и т.д.

Вообще самыми объективными данными была бы стоимость энергии для конечного потребителя (ну т.е. то что значится в официальном тарифе) для замкнутой сети, где большую часть энергии генерируется от солнца. Это была самая объективная оценка истинной её стоимости. Всё остальное - более или менее объективные оценки. В большинстве случаев дающие заниженную себестоимость (т.к. в расчёте всегда принимается во внимание конечное количество факторов, всегда есть то, что не учтено, но может внести вклад в издержки).

Вообще здесь надо посмотреть островные энергосистемы. Там применение ВИЭ наиболее оправданно (т.к. альтернатива - дорогой дизель) и сейчас во многих местах их доля достаточно велика, чтобы их использовать для оценки стоимости именно ВИЭ. Плюс эти системы по естественным причинам замкнуты, что даёт таким оценкам большую объективность.

Как можно сравнивать например СЭС и АЭС или ТЭС если взять срок службы там и там в 25 лет? Кто то может сказать сколько будет стоить единица топлива для ТЭС через 10 лет? Но для СЭС оно бесплатно. СЭС = капитальные расходы + эксплуатационные. Это величины постоянные. Для ТЭС = капитальные расходы + эксплуатационные + стоимость топлива (что есть величина переменная).

Естественно. Но тут нет больших проблем с оценкой стоимости. Почти все энергосистемы построены чисто из них. И не представляет труда выяснить реальную стоимость на всех этапах от генерации до потребителя. Для того чтобы увидеть экономику АЭС достаточно полистать финансовые отчёты Росатома.

А вот для нестабильных ВИЭ, в силу специфических особенностей, достаточно объективна будет лишь замкнутая система с их большой долей (очень много издержек там переносится с генерации на сети).  Без этих данных оценки будут спекулятивны и по большей части оценками снизу (т.е. реальная цена заведомо выше оценок).

[VlexAA]

Разъясните, а то у меня выходит:
 (кликните для показа/скрытия)

У меня там очевидная опечатка. Естественно цена 500 млн. $.

[Ккеп-тиС]

Для получения материалов турбин и корпусов реакторов вы ничего тратить не предполагаете?

Я разве говорил, что ГЭС, ТЭС, АЭС можно построить без самобеглых колясок на керосине? Без нефти рушится региональная транспортная инфраструктура. Стратегические транспортные каналы (железнодорожный Париж-Владивосток, водный Лондон-Нью-Йорк или Шанхай) требуют не так уж много ресурсов на поддержку. А вот добыча и вывоз руды из карьеров, сельское хозяйство, лесозаготовки без нефти - кирдык. Экономика лишается фундамента - компактных ёмких энергоресурсов. Без них ни оффшорный ветряк не поставишь, ни панельку до пустыни не довезёшь.
Вот есть такая страна - Бразилия, где не только много обезьян и донов Педро, но и отходов сахарной промышленности. Которые бразильцы перегоняют в спирт и заправляют им автомобили. 70% спирта, 30% - бензин.  Чем не 70% ВИЭ? Да  хватает этого самого ВИЭ только на легковушки. Фуры и трактора по прежнему ходють на солярке. И удобрения для сахарного тростника делают не электричеством, а газом за тридевять земель, и керосиновыми самоплавами доставляют в Бразилию. Не прибыл самоплав с селитрой и суперфосфатом - и нет бразильских ВИЭ.

[VlexAA]

Кстати свежая работа, касающаяся возможности построения энергетики на ВИЭ, вышедшая в этом году:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032117304495

Авторы проанализировали описанные в литературе сценарии построения энергосистемы 100% на ВИЭ. И приходят к выводу, что все они либо содержат заведомо не соответствующие реальности предположения, или не отвечают требованиям обеспечения стабильности работы сети. Т.е. построение энергосистемы на их базе, обеспечивающие энергоснабжение в том виде, в котором мы его представляем сегодня невозможно. 

В заключение пишут:

Our sobering results show that a 100% renewable electricity supply
would, at the very least, demand a reinvention of the entire electricity
supply-and-demand system to enable renewable supplies to approach
the reliability of current systems. This would move humanity away
from known, understood and operationally successful systems into
uncertain futures with many dependencies for success and unanswered
challenges in basic feasibility.

C чем можно полностью согласиться. Возможна так жить и возможно - но это уже будет другая цивилизация. Мир в котором электричество есть не когда оно нужно, а когда всевышний пошлёт.

[OадимZerВ]

Ну товарищи просто квалификацию скорее всего потеряли.

Если взять ваши же данные по киловату СЭС в США и сравнить с данными по АЭС в США приведенные Сникерсом, то соотношение, между СЭС и АЭС в США и в Китае примерно одинаковое. Видимо дело просто в стоимости рабочей силы, и дешевые китайские панели на это повлиять не могут.

Если Вы считаете это крайним севером...

Он считает это анекдотом.....

30% - почему бы и нет

При КИУМ СЭС в 13% и КИУМ ветра в 18% думаете это возможно? Ну если только гидро приплюсовать и био. Опять же остальная энергетика должна работать в качестве маневренных мощностей, а значит об АЭС нужно забыть.

[VlexAA]

При КИУМ СЭС в 13% и КИУМ ветра в 18% думаете это возможно? Ну если только гидро приплюсовать и био. Опять же остальная энергетика должна работать в качестве маневренных мощностей, а значит об АЭС нужно забыть.

Ну если не смотреть на цифры в платёжке, то имея 70% тепловой генерации балансировать получающуюся пилу технически возможно, ценой конечно сильного повышения износа оборудования ТЭС. АЭС с такой системой действительно плохо совместимы. Правда это всё скорее похоже на какую-то форму мазохизма. Полезную роль может иметь разве что небольшое количество СЭС с номинальной установленной мощностью на уровне превышения дневного пика над ночным минимумом. Для России это 20 ГВт. А дальше от такой генерации будет больше проблем, чем пользы.

АЭС в этом плане вещь куда более осмысленная. Процентов 70% (на уровне базовой нагрузки) генерации на них проблемой для сети не является. Далее конечно тоже будут сложности. Но всё же если выбирать чем заменять углеводороды, то лучше на 70% АЭС и без проблем, чем на 30% с огромным отрицательным влиянием на сеть.

[OадимZerВ]

Правда это всё скорее похоже на какую-то форму мазохизма.

Если посмотреть глобально, то современная политэкономическая модель держится на дисбалансах. Именно благодаря ей, современный капитализм эксплуатирует в первую очередь самого капиталиста а не рабочий класс(средний класс имеется ввиду) Если мы в угоду экономии должны будем придти к экономичной стратеги в экономике, нужно будет менять и политическую систему. Технокомунизм к примеру нужен.

[Snickers]

Сюда нужно добавлять, если считать по честному, и эксплуатационные расходы, и стоимость доставки до потребителя, все системы борьбы с колебаниями генерации в сети и т.д.

В РФ не нашел, в далеком забугорье искать не стал ибо иные условия, нашел более менее детальный расчет СЭС у соседей на 1Мвт . Покупают ее по Зеленому тарифу 0,18 цента за кВт*ч
http://alteco.in.ua/solution/solnechnaya-energetika/solar-plant-1mw
 Стоимость 1Мвт СЭС которую МОЖНО РЕАЛЬНО купить = 916 300 $ или 0,916 $/Вт это "под ключ".
Сравним с РЕАЛЬНЫМ проектом у других соседей Островецкая АЭС ->  Себестоимость энергии АЭС -  9,25 цента за кВт*ч
http://sergiscorp.livejournal.com/693287.html
 В итоге имеем ДВА реальных конкретных проекта один с фирмой что строит СЭС и второй строящаяся АЭС... на СЭС продают энергию  0,18 цента за кВт*ч, а на АЭС только себестоимость (если источник не врет) - 9,25 цента за кВт*ч.
СЭС у соседей растут как грибы... тут вот нашел карту сколько они СЭС  понастроили с 2017 года ..
https://www.google.com/maps/d/viewer?mid=1kI7M2ngkfqQ78HuA0sCKGEaENzg&ll=49.699246982089214%2C30.725893768994183&z=6
Логично предположить, что эта цена выгодна. Если верить фирме то время окупаемости 5-6 лет. Как раз как прекратит действие Зеленый тариф. Но СЭС то останется.  Да цена упадет но топлива не надо значит работать будет все равно в +.

А другие соседи строят АЭС .. причем одну. Но мощную Очень наглядный пример при начальных одинаковых стартовых условиях расхождения в развитии энергетики.

Фуры и трактора по прежнему ходють на солярке.

Вы это хрен с морковкой не путайте.  Там солярка потому, что дизель стоит. А его как бенз спиртяком не разбавишь. Ну просто так точно не разбавить.

Авторы проанализировали описанные в литературе сценарии построения энергосистемы 100% на ВИЭ. И приходят к выводу, что все они либо содержат заведомо не соответствующие реальности предположения, или не отвечают требованиям обеспечения стабильности работы сети.

Ну да.. только там расчет для нынешних сетей и потребителей.

30% - почему бы и нет (естественно только от электроэнергетики, заменять при такой стоимости энергии промышленное тепло - абсурдно). ...... Вот только что это решает?

Речь идет не про тепло.  Давайте ЛЭП и теплотрассы в кучу  не мешать)) А решает много. 30% экономии углеводородов за счет ВИЭ это значит, что их на столько же можно сэкономить.

[OадимZerВ]

0,18 цента за кВт*ч

0,18 евро....

[Ккеп-тиС]

Там солярка потому, что дизель стоит. А его как бенз спиртяком не разбавишь.

Бразилия - индустриальная страна, делает самолёты, автомобили, трактора, стоит на пороге самостоятельного выхода в космос. Забацать 40-сильный спиртобензиновый движок для трактора - дело не годов, месяцев. Тут другое. Бензин+спирт дешевле, чем 92-98 бензин, но всё равно СЕЙЧАС дороже солярки.
На Украине, от безисходности (2013-й год, никакой политики), на весеннюю вспашку трактора заправляли непроданным зимой подсолнечным маслом. Так что, и дизеля можно ВИЭ заправлять, но за какую цену!

[Ebranm]

Возможна так жить и возможно - но это уже будет другая цивилизация.

Ну по поводу цивилизации сильно сказано... Но прийдется перехоить от непрерывных к периодическим производствам.. Насколько это реально я себе слабо представляю  особенно при работе высокоинерционных процессов (термальных или химических с длинным периодом установления равновесия)

[Ebranm]

Процентов 70% (на уровне базовой нагрузки) генерации на них проблемой для сети не является.

Является ... 60% не явлется а 70% уже явлется - вона югозападные небратья ужо столкнулись с необходимостью снижения генерации на Запорожской АЭС и это  не смотря на ввод Днестровской ГАЭС, которая стабилизирует их юго-западную и южную энергосистему.

[Ebranm]

. Именно благодаря ей, современный капитализм эксплуатирует в первую очередь самого капиталиста а не рабочий класс(средний класс имеется ввиду)

в первую очередь эксплуатируются рабочие муравьи в щахтах шаньси, и на заводах фокскон.