Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[mbrane]

Почему вы думаете, что китайцы не сделали предварительных расчётов?

Потому что финансистов инресуют толькоденьги - причем быстрые деньги - они никогда не считают основу... а именно финасиствы определяют стратегию... а сами расчеты полного EROI крайне трудоемки , поскольку требуются знания из всех отраслей промышленности  по цепочке материалов вниз, иже с ним характеристики всех технологических процессов

[Novosedoff]

Можно, но не до бесконечности. Возможность производства солнечных батарей ограничено доступностью серебра (кадмия, теллура и т.д. в зависимости от типа, но солнечных батарей пригодных для массового производства и не требующих чего-то редкого нет совсем). Причём серебро - исчерпаемый ресурс.

А какая там экономика, интересно? Сколько нужно на 1 панель? Сколько в среднем панелей нужно на 100 человек?
Я понимаю конечно, что где-нибудь в Москве-Подмосковье, где солнечных дней меньше, чем пасмурных, согласно официальной метео-статистике,  использование таких панелей может быть не так оправдано как в каком-нибудь другом месте, но всё же.. в год сейчас добывают 25,000-30,000 тонн серебра, а если посмотреть исторический курс между золотом-серебром, то начинали во времена Римской империи с обменного курса 1 единица золота на 10-20 единиц серебра, во времена Испанской империи и открытий в Америке девальвировали курс, а весь 20 век для сравнения колебания курса были уже между 1:25 и 1:100
https://www.longtermtrends.net/gold-silver-ratio/

[PathFinder]

Но полностью перейти на ВИЭ очень заманчиво тем, что энергетическая проблема в этом случае решается окончательно. До тех пор, пока Солнце греет.

Только в том случае, если работа самих ВИЭ возможно без использования редких элементов. В противном случае какая разница закончится ли уголь для ТЭС или серебро для солнечных батарей? В этом смысле из списка тех ВИЭ, которые можно использовать условно вечно, нужно сразу же исключить солнечные батареи (без редких элементов не работают вообще никак). Остаётся по сути некоторые конструкции ВЭС и ГЭС, может ещё ПЭС (но не факт, морская среда очень корозионная и  возможно ли построить хоть к чему то пригодную ПЭС без нержавейки (а она невозможна без никеля и хрома, которые тоже являются исчерпаемыми ресурсами) - не очень очевидно).

Ну, а ВЭС и ГЭС в сумме даже теоретически недостаточно для генерации энергии в объёмах соизмеримых с современным потреблением. Технический потенциал ветроэнергетики всего около 1 ТВт средней генерации (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301421511004836), технический потенциал ГЭС ещё ниже.

Без использования редких элементов можно делать солнечные концентраторы. Отражающие элементы можно делать и из аллюминия и из нержавейки и из аллюминиевой фольги, покрытой стеклом, а то и из некоторых видов пластмасс. Редких элементов тут нет.

А что вы подразумеваете под исчерпаемостью никеля и хрома, а также редкоземельных элементов для солнечных батарей? Они ведь из изделия никуда не деваются и их можно рециклить. А зеркала вообще очень долговечная вещь. Или вы имеете в виду, что никель, хром и редкозёмы все извлечены из месторождений и по этой причине хоть рецикли хоть нет -- дальнейший рост генерирующих мощностей невозможен?

[AlexAV]

А какая там экономика, интересно? Сколько нужно на 1 панель?

Производство солнечных батарей номинальной мощностью 1ГВт требует около 20 тонн серебра и 4000 тонн меди. При этом нужно учитывать, что 1 ГВт солнечных батарей никогда 1 ГВт реальной среднесуточной мощности никогда не даст. Средний КИУМ солнечных батарей в Китае, скажем, 12%. Т.е. 1 ГВт солнечных батарей дает только 120 МВт реальной мощности. С учётом этого нужно ~167 тонн серебра и 33 тыс. тонн меди на 1 ГВт средней мощности.

[MenFrame]

А зеркала вообще очень долговечная вещь.

Если они дома на стене висят....

[Novosedoff]

А запасов урана на какое время хватит? С учетом нынешнего объема производства АЭС.

Вроде есть же уже технология переобогощения? Русские кстати изобрели, в советские времена. Правда, не знаю, насколько сама по себе эта технология энергозатратна 

Сейчас, я смотрю, атомная уже даёт 5% от мирового обеспечения энергоресурсами, 400 ГВт на 450 энергоблоках 

[Инопланетянин]

посему александр - все ваши разговорвы о мирном атоме   - фетензи в стиле переслегина-хазина

Так он именно об этом говорит. Что главная цель - удержать монополию на ядерку. Насколько это возможно. А красивыми словами прикрывать низкие цели люди всегда умели.

[AlexAV]

Они ведь из изделия никуда не деваются и их можно рециклить.

При рециклинге всегда есть потери. И обычно довольно значительные. Больше 60 - 80% за цикл регенерировать (с учётом всех потерь) обычно не получается. Из-за неизбежных потерь рециклинг никак не отменяет того, что после исчерпания месторождений соответствующие элементы будут полностью вымываться из обращения (если, конечно, не окажутся удобным попутным компонентом к железу или алюминию, правда и в этом случае их доступные количества будут очень малы).

Без использования редких элементов можно делать солнечные концентраторы.

СЭС концентрационного типа работаю только при полностью ясном небе. Малейшая облачность делает их полностью неработоспособными. В силу этого в большинстве регионов, где живут люди (а они живут обычно там где хорошо растут сельскохозяйственные растения, а значит регулярно идут дожди), такой тип СЭС практически неприменим. Много ли такая СЭС даст энергии, скажем, в Подмосковье в ноябре-декабре, когда бывают периоды более месяца вообще без ясных дней?

Опять же, в силу полной неработоспособности такого типа СЭС в облачную погоду, которая может сохраняться неделями, а то и месяцами, не только в высоких широтах, но и во многих регионах тропических широт, такой источник генерации оказывается практически несовместим с промышленностью непрерывного цикла (способов эффективно запасать энергию на несколько недель и месяцев сейчас не существует). А значит и с индустриальной цивилизацией современного типа вообще.

Ну а так, да, согласен, термическую СЭС в принципе можно построить без редких элементов. Вот только изделие это очень нишевое и пригодное для ограниченного числа климатических зон (причём обычно таких, в которых люди практически не живут). Ну и, кроме того, плохо совместимое с современной промышленностью (т.к. облачность сводящая генерацию такой станции на ноль может держаться очень долго).

[PathFinder]

Почему вы думаете, что китайцы не сделали предварительных расчётов?

Потому что финансистов инресуют толькоденьги - причем быстрые деньги - они никогда не считают основу... а именно финасиствы определяют стратегию...

Что за выгода такая китайским финансистам опрометью бросаться заниматься альтернативной энергетикой даже не дав специалистам посчитать. Да и вообще там КПК есть всё же. Она же финансистов как-то сдерживает наверно.

а сами расчеты полного EROI крайне трудоемки , поскольку требуются знания из всех отраслей промышленности  по цепочке материалов вниз, иже с ним характеристики всех технологических процессов

Это если в лоб решать задачу, то да. Но можно поступить и по-другому. Считаем количество всех видов ресурсов, необходимых для создания новых мощностей ВИЭ и затем эти ресурсы берём из других отраслей. Как временная мера. Тогда экономика "ничего не заметит" и EROEI не изменится. Экономика счас избыточна, особенно у Китая. И временную переброску ресурсов из одной отрасли в другую позволить себе можно.

[MenFrame]

Вроде есть же уже технология переобогощения? Русские кстати изобрели, в советские времена.

Просто русские центрифуги самые эффективные. В хвостах остается 0,1% урана 235 и меньше. Соответственно можно скупать чужие хвосты с концентрацией 0,3% и дообогащать.

[BlackMokona]

Ее EROEI очень низка.

Да уже потихоньку начинает нефть обходить. У той ЕРОИ падает, у панелек и ветрячков растёт.

[MenFrame]

Экономика счас избыточна, особенно у Китая. И временную переброску ресурсов из одной отрасли в другую позволить себе можно.

Экономику нужно регулировать финансовыми мерами а не энергетическими. А вы видно считаете иначе...
Давайте сначала построим завод, а потом перекроем ему кислород? И кстати так и происходит в поднебесной...

[Скеп-тик]

Без использования редких элементов можно делать солнечные концентраторы.

Тут становиться проблемой площадь поглощения. Сделали большой концентратор, а поглотитель 7-20 кв. метров. И чем выше концентрация и выше давление рабочего тела (КПД нам тоже важен), тем толще стенки концентратора, тем ниже эффективность - ограничена теплопроводность.
ТЭС выигрывает огромной площадью теплообмена котла - чуть ли не кв. километр. С солнечным светом такой финт - множество тонких трубочек - не прокатит. Тень, однако.

Да уже потихоньку начинает нефть обходить. У той ЕРОИ падает, у панелек и ветрячков растёт.

Сейчас цена на  "стройматериалы" для панелек и ветряков так подпрыгнет (электричество для алюминия, газ для цемента, уголь для арматуры), что ветряк сравняется по цене с космическим кораблём. Не по карману Дании станет российский цемент и японская сталь.

[mbrane]

Вроде есть же уже технология переобогощения?

какого переообогащения... из хвостов 0,2-025 вытащить еще половину... на этом много не сэкономишь, если учесть что изначально было 0,7

Правда, не знаю, насколько сама по себе эта технология энергозатратна

центрифужное обогащение как раз очень экономно - посему СССР и нарастил количество бонб до американского уровня, да и\е ще и на рынок обогащения урана вышел в 1972 году (французы были коиентами)

Много ли такая СЭС даст энергии, скажем, в Подмосковье в ноябре-декабре, когда бывают периоды более месяца вообще без ясных дней?

в этом году даже сентчбрь сильно порадовал владельцев солнечных батарей... 81 час солнечного сияния  - 6 дней https://riamo.ru/article/517143/sentyabr-2021-goda-stal-samym-holodnym-v-moskve-za-chetvert-veka.xl

Что за выгода такая китайским финансистам опрометью бросаться заниматься альтернативной энергетикой даже не дав специалистам посчитать.

КуЕ назывпается выгода, и оплата премий не по итогам полногоь цикла работы оборудования (10 лет), а ежегодный ... в китае это не так - а н  на запе сплошь и рядом - но западные дентги перелиываются в китай и созл\дают тот же жффект ...манагеры планируют свою жизнь до конца года - выплаты годовой прмемии .. дальше трава не расти

Считаем количество всех видов ресурсов, необходимых для создания новых мощностей ВИЭ и затем эти ресурсы берём из других отраслей.

тебе алекс тут уже обозначил проблему... Ресурсы нужно правильно считать - с учетом реальной доступности в природе... Устойчивые технологии должны использовать только материалы из первой двадцатки рпспостаренности в коре , либо планироваться затраты исходя из обогащения на уровне кларкового содержания... За примерами далеко ходить не надо - есть элементы индий, селен, теллур - первый используется для всех экранов, второй и трети как раз в эффективных многослойных солнечных панелях... Дык вот все они получаются исключительно как отходы произвоства цинка . самостоятельных залеже не образуют... Цинк самый проблемный элемент из все баззовых металлов - запасы его низки, и причем испльзуется в основном как антикоррозионное покрытие - и поэтомувыщелачивается коррозиейи смывается в океан... Стало быть лдоступность этихз полупроводниковых материалов - определяется доступностью цинка... равно как и доступность LED экранов (по цепочке)... Этот пример здесь уже заезжен по 5 разу

[MenFrame]

Да уже потихоньку начинает нефть обходить. У той ЕРОИ падает, у панелек и ветрячков растёт.

А как там с  ЕРОИ пальчиковых батареек? Не надоело сравнивать теплое с мягким?

[alex_semenov]

Самый мой главный тезис. Если EROEI больше 1, то генерирующие мощности можно наращивать сколько угодно. С этим вы согласны или нет?

НЕТ!
Сложный, развитый мир (организованная материя) возможен лишь благодаря ДОНОРАМ. Очень мощным энергетическим донорам.
Прогресс, наука не дала нам силу.
Она дала нам способ ПРИПАСТЬ к источнику силы, запасенному в недрах Земли.
Празник "семеро с ложкой" (развитая современная цивилизаация) возможен лишь потому что есть один с сошкой на семеро с ложкой! Чудо-энергетика с высоким EROEI. Упрощенно:



Пока вы на "полке", вы можете поддерживать массу акцепторов. Восхождение цивилизации было движение снизу справа вверх влево.
Чем это обеспечено? Источником шары. Прежде всего энергетическим источником.
Но если вы скатились с "обрыва",  ваша цивилизация просто ВЫНУЖДЕНА упрощаться до чистенькой но бедненькой "идиллии" на картинах голандцев что я глумливо привел выше.
То есть тупо в средневековье.
И иного не будет.
Смотрите просто на форму кривой. При EROEI менее 10 у вас уже возможно соскальзывание из сытого сегодня, ну а при EROEI базовой энергетики ниже 5 - крах всей богатой инфраструктуры НЕИЗБЕЖЕН.
Всё богатство современной цивилизации КУПЛЕНО именно негэнтропией в недрах планеты.
Ни  Древний Рим ни  Тысячелетний Китай никогда не могли позволить себе нечто, что позволяем себе мы (развитые индустриальные страны).  Рим смог провести водопровод (но не в каждый дом!) и канализацию (общественные туалеты!) и как верх - общественные бани при инсулых без лифтов. Это максимум что они могли сделать на возобновляемых ресурсах и при хорошей организации. Что бы подняться выше вам нужен источник этого подъема. Донор на плечах которого вы подадите тепло, свет и горячую воду в каждую "инсулу" и отведете фикалии из персональных туалетов (я думаю это высшее достижение нашей цивилизации. Остальное - фигня).  Источник энергии с высоким ЕROEI, который будет донором для всего этого великолепия.
При этом заметьте.
Ископаемое топливо - не единственный донор,  источник ограбления,  негэнтропии (порядка запасенного во вне и используемого нашей цивилизацией как геретертрофной формой жизни. Потребляют  извне негэнтропию ведь все! И источники энергии тоже, но просто с очень высокой отдачей, позволяя всем потреблять без отдачи). Есть еще полезные ископаемые. Это тоже источник шары. И этот источник так же беднеет как доступный уголь, нефть, газ. Компенсировать это обеднение (то есть сохранить уровень сложности цивилизации) можно только найдя БОЛЕЕ ДЕШЕВУЮ энергию. Раза в 2 минимум.
Ибо тот же рициклинг, если мы на него в будущем перейдем, это значит что на единицу оборачиваемого в техносфере ресурса, надо тратить примерно в два раза больше энергии чем в нынешней мусорно-разбазаривающей экономике.
Одна надежда тут в том, что современная экономика почти всё богатство сложности (я полагая 2/3) тратит на ненужное для сохранения сложности.
Например частный транспорт. Частное жилье (субтаун). На сверхпотребление и социальную энтропию (львиная часть населения развитых стран занимаются имитацией полезного труда, один яму вырыл, другой зарыл, все получили зарплату. А больше всех тот, кто это все спланировал). Возможно избавившись от этого (что людям ну очень не понравится!) мы все же сможем свести концы с концами (то есть компенсировать обеднение ресурсов и перейдя к рициклингу хотя бы на 2/3). Но ТОЛЬКО при условии что мы хотя бы сохраним стоимость (EROEI) базовой энергетики цивилизации на том уровне что есть сейчас, а вообще желательно бы сделать ее в разы дешевле. Есть подозрение что скажем, колония на Титане потребует в  10 большее EROEI чем базовая на Земле (там надо воспроизвести не только техносферу но и биосферу!). Если бы мы нашли новый источник энергетической "шары" (это несомненно атомная энергия, других просто нет!), тогда бы мы вышли из колыбели бы.  Тогда мы сможем содержать био-техносферу в космосе. И НИ ПРИ КАКИХ ИНЫХ УСЛОВИЯХ это невозможно.
Ветер и солнце ничего подобного обеспечить не смогут никогда.
Они уже обеспечивали аграрную цивилизацию (например Востока и Китая в высоком средневековье). И то что достигнуто тогда - это ПРЕДЕЛ возможный при таком низком EROEI.
Люди проповедующие  то что вы проповедуете - либо мерзавцы, либо дураки (надеюсь вы - последнее ибо это исправить еще можно. Я сам - дурак).
Переход на "зеленую" энергетику это убийство цивилизации.
США навязыывает это тупорылым европейцам, потому что просто хочет убить европейскую экономику.
Доказательство?
Где наиболее развитое промышленное производство в Европе?
Германия.
Где "зеленая плесень" устроила самый разгул и шабаш своего бесовства?
В Германии.
Вопросы?
 

Я вам приведу пример из биологии.
Почему прокариты так и не смогли достигнуть той сложности (многоклеточность!) за несколько миллиардов лет существования на Земле, что в мгновение ока достигли эвкариоты (хотя все эти строматолиты, все эти сообщества бактерий были чудовищно сложными)?
Все просто. Дыхание. Кислородное дыхание*. Клеточное дыхание НА ПОРЯДОК больше производит АТФ за один оборот химического цикла, чем любой процесс используемый прокариотами. Это по-сути аналог высокого EROEI,  "шары", которой и покупаются все остальные "нищаки", чудеса роста и разнообразия сложности организованной материи эукориатической  жизни.

Поправка.
* Кислородный фотосинтез и дыхание. Производство 38 молекуд АТФ за оборот вместо 2 моелку у сероводородного цикла. То есть EROEI биологии возрасло по-сути в 14 раз! И этим оплачен праздник разнообразия взрыва жизни на планете.
Чем сложней организация организованной материи, тем больший поток энергии через эту материю должен протекать.



Любая форма организации материи ЧИСТО ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ  это по-сути тепловой насос, создающий в локальной области некое "охлаждение", за счет разности температур вокруг. И чем большее "охлаждение" (сложность организации) вы локально создаете, тем больший поток энергии надо прокачать через этот "насос". В этом суть всех этих графиков от Эрика Чейсона.
Не важно что это за организация. Биосфера, техносфета... Разницы НЕТ.

[mbrane]

Все просто. Дыхание. Кислородное дыхание*. Клеточное дыхание НА ПОРЯДОК больше производит АТФ за один оборот химического цикла, чем любой процесс используемый прокариотами.

все сложнее в биологии Александр... Есть бактерии (альфа бактерии) у которых имеется ЦТК в цитозоле. Митохондрия как раз одна из таких бактерий... эукариотизация отдельная революция

[Mercury127]

СЭС концентрационного типа работаю только при полностью ясном небе. Малейшая облачность делает их полностью неработоспособными.

почему?

[AlexAV]

почему?

Зеркала рассеянный свет не концентрируют, соответственно всю ту часть света, которая не является прямыми солнечными лучами, данный тип установок использовать не может. В результате даже тонкие облака, закрывающие солнце, снижают производство энергии такой системы практически до нуля.

[alex_semenov]

все сложнее в биологии Александр... Есть бактерии (альфа бактерии) у которых имеется ЦТК в цитозоле. Митохондрия как раз одна из таких бактерий... эукариотизация отдельная революция

В биологии действительно все сложно. Некторые вещи, которые считались очевидными, там могут быть очень быстро перевернуты вверх дном.
Недавно послушал вот эту лекцию о грибах... (даже в нужном месте поставил) https://youtu.be/GJ6xg97R_Ig?t=3122
Много узнал нового о старом.
Главная мысль. Вы не можете исплользовать НИЗКОКАЧЕСТВЕННЫЕ источники энергии для ВЫОСКООРГАНИЗОВАННОЙ материи.
Да, есть жизнь, использующая  низкокачественный цикл сероводородного фотосинтеза. Но это как дрова, ветер вода в средние века. Это примитивный уровень организации, условно, разделения труда. Это почти "натуральное хозяйство". Это прокариоты.
Нет эвкариот (условно "промышлненная цивидизация" с развитой техносферой) которые бы сидели на серо-водородном цикле (фотосинтез-дыхание).
То о чем вещают все эти надутые еврокоммссасы уверенно рассказываю на светлом глазу, о том то как они будут поддерживать сложную техносферную цивилизацию жиденьким ветром и солнцем - это ВОПИЮЩАЯЯ лженаука.
Она уже столкнулась с объективной реальностью, скажем, в той же Калифорнии или теперь в Европе.
Но они заливаются своей верой еще сильней!
Это МРАКОБЕСИЕ.
Понимаете?
Притом воинствующее (которое навязывает себя всем!). Это как ЛГБТ-парады. Хотя смысл последних (этого бесовства) я еще могу понять (война Верены, демогнафическая катастрофа должна дойти до дна), но вот попытка прикончить власть придержащих свою экономику - мне непостижима.
Если они искренне верят в то что несут, они выставляют себя полными кретинами.
Если они подозревают что несут абсолютный лженаучный бред -  они мерзавцы.
Посмотрите на эту больную девочку:



Она же ведьма (как раньше говорили). Она одержимая. И они все, как водилось раньше в Европе, молятся на этого ребенка "в едином порыве" загоняя себя в экстаз веры. По-сути развращая этого ребенка (она - жертва их шабаша).
Это чистые бесы. Шабаш ведьм и ничего больше!
Это уже не предмет спора. Это уже повод к холивару. Гражданской войне. Первой светской гражданской войне. Хотя почему первой? А белые и красные были о чем? Мне кажется что вся эта бюрократия, вся эта сволочь чует запах серы во всем этом. Но они просто перепуганы и решили устроить пир во время чуму. Ибо тупо просто не знают что делать, но хотят отвести от себя все обвинения и лучшее что придумали - завести в некий сумрачный бред всех остальных. Списать все если не на злого царя с востока, то на экологическую религию. Я только так понимаю этот "зеленый шабаш ведьм"

Зеркала рассеянный свет не концентрируют, соответственно всю ту часть света, которая не является прямыми солнечными лучами, данный тип установок использовать не может. В результате даже тонкие облака, закрывающие солнце, снижают производство энергии такой системы практически до нуля.

Не знал такой тонкости... Хотя да. По-сути все очевидно... Гм... Интересно как природа прям как специально "вредит" зеленым самыми изощренными способами...
Кстати, точно так же она "вредила" создателям вечного двигателя. Ну вроде все сошлось... и... а все равно найдется заковырка, которая погубит такую прекрасную, гениальную идею механика-изобретателя! И как изобретатели не заходили на тему вечного двигателя! Но на все подходы у природы нашёлся ПЕРСОНАЛЬНЫЙ отпор... Вот такая она гадина!