Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[pkl]

Интересно, есть ли смысл для сооружения подобных конструкций в северных районах применять намораживание?
https://patenton.ru/patent/SU56638A1

Придётся постоянно поддерживать температуру сооружения ниже температуры окружающей среды, а это расходы энергии. В чём проблема просто земли  и камней накидать?

[BlackMokona]

Так же будут искать и новые варианты месторождений и их извлечения.

Да нет никаких других вариантов кроме перечисленной тройки рассолы соленых озер - редкометалльные пегматиты - минерализованные подземные воды (последние с большим разбросом параметров, но в большинстве случаев представляющие довольно низкокачественное сырьё). Попросту в природе не существует.

Поживём , увидим. С текущими планами роста потребления лития вариантов у них немного

[AlexAV]

А если СЭС+ВЭС?

Ну ветер без аккумуляции вообще сомнительное решения для генерации сетевой энергии. Он вообще не диспетчеризуется и генерация от него вообще никак не коррелирует с какой-либо человеческой деятельностью. Такую генерация надо на 100% резервировать маневровыми мощностями, что бы однажды в безветренную погоду вообще не оказаться без электроэнергии. Хотя, конечно, есть случаи, когда и он может быть очень к месту. Прежде всего тогда, когда у нас основная генерация сама по себе хорошо работает в маневровых режимах. Скажем ВЭС в паре с ГЭС, или ВЭС в паре с дизель-генератором в изолированных энергосистемах.  Тут её использование может быть весьма осмысленным.

Максимальная доля тут на самом деле сильно зависит от структуры всей прочей энергетики. Если много ГЭС, которые одновременно и в базовом режиме хорошо работают и роль маневровых мощностей могут выполнять, то этот процент может быть довольно большим. С газом нестабильные ВИЭ тоже хорошо комбинируются. А если ГЭС мало и газа нет, а базовая генерация не очень хорошо относится к маневровым режимам (АЭС и, например, многие типы угольных ТЭЦ, последние в маневровых режимах использовать можно, но не желательно, износ оборудования будет заметно от такого использования расти), то тут ограничения куда жестче. По хорошему  в последнем случае сумма установленной мощности СЭС и ВЭС не должна быть больше больше разности максимальной и минимальной мощности суточного потребления, так чтобы нестабильные ВИЭ сокращали нагрузку на маневровые мощности, но не оказывали негативного влияния на работу базовой генерации (оптимальное соотношение СЭС и ВЭС тут может сильно отличаться в зависимости от местного климата, одно дело если мы сидит на берегу океана в умеренном поясе, а другое - в сухой степи внутри материка, очевидно, что тут оптимальные соотношения будут отличаться очень сильно). Ну а генерация - какая получится при таком ограничении по установленной мощности и при реальных потребностях сети (если у нас ВЭС в сети, а базовая генерация атомная, то если будет ветреная ночь, хотя ВЭС в описанной ситуации и будет способна дать большую генерацию, но её просто будет некому принять, попросту по той причине, что потребление на минимуме, а глушить реакторы чтобы ВЭС работала - это весьма неразумное решение, соответственно такие факторы будут сильно снижать реальный КИУМ ВЭС по сравнению с теоретическим).

[Fall63]

Тут проблема в том, что не очень понятно как его вообще получать. Пятивалентный ниобий в водный раствор перевести крайне сложно. В кислотах в отсутствии ионов фтора он вообще толком не растворяется. А использовать для выщелачивания плавиковую кислоту (и смеси её содержащие) по многим причинам неприемлемо (и из-за дефицитности, и из-за токсичности)

А как насчет получать оба компонента из этого замечательного соединения?

https://en.wikipedia.org/wiki/Pyrochlore
https://earthsciences.anu.edu.au/how-do-carbonatites-form-deposits-niobium

Соотношение ниобия и фтора правда не в пользу последнего, так что как-то рециклить фторсоединения нужно будет... может как с фосфатами - низкоконцентрированные удобрения в одну стадию сернокислотным разложением, а если надо побольше - то в две стадии с фосфорной кислотой на второй...

https://www.researchgate.net/publication/270689492_Primary_and_secondary_niobium_mineral_deposits_associated_with_carbonatites

Имхо самый перспективный источник ниобия - карбонатиты... В естественных условиях кларк обогащаться может в десятки раз - до 0,3 - 0,5 % в пересчете на металлический ниобий... Что мне тут нравится - первую стадию обогащения можно при помощи уксуса делать. Закладываем поблизости виноградники, и получаем профит... потом правда все равно много мороки на второй стадии обогащения... Но полпроцента - с этим хоть как-то жить можно, все же не подмосковный суглинок. Ну а потом уже плавиковая кислота в ход идет. Тут основной вопрос - сколько примесей останется после второй стадии обогащения помимо пентокиси ниобия...

ЗЫ. В макрокристаллических пирохлоровых рудах сам пирохлор флотируют, но в данном случае скорее всего не прокатит - ибо микрокристаллы...

ЗЫЗЫ. Хотя вот кое-где зерна пирохлора могут достигать приемлемых размеров...

https://www.researchgate.net/publication/248152767_Compositional_variation_in_pyrochlores_of_Amba_Dongar_carbonatite_complex_Gujarat

In coarse grained sövites (No. 1012) fresh and unzoned pyrochlore forms large individual euhedral octahedralgrains (0.07 to 0.20 mm) and cubes (0.12 to 0.40 mm,interpreted to be cumulate and also as clusters of smallanhedral grains

[mbrane]

А нет ли какой то возможности переводить  нерадиоактивные элементы  в радиоактивные и использовать радиоактивные элементы как аккумулятор энергии?

Есть. Ускоритель называется. Там даже из ртути золота научились делать... Токмо после процедуры зарядки такого аккумулятора любая батарея автоматическ становится золотой вне зависимости от первоначального материала

[AlexAV]

А как насчет получать оба компонента из этого замечательного соединения?

Если есть пирохлор, то извлечь из него ниобий вообще не проблема. Из относительно богатого сырья ниобий (совместно с танталом, торием и некоторыми другими элементами) извлекается из руды хлорирующих обжигом. Хлорид ниобия (V) - достаточно летучие соединение и при хлорирующем обжиге переходит в газовую фазу (вместе с другими летучими хлоридами, прежде всего хлоридом алюминия, титана, циркония, тория, тантала). От прочих летучих хлорид он потом может быть отделен перегонкой (NbCl5 имеет температуру кипения 254 С, а два самых массовых элемента с летучими хлоридами - титан и алюминий: 180 C для AlCl3 и 136 C для TiCl4).

Вопрос тут в том, где сам пирохлор брать.

Имхо самый перспективный источник ниобия - карбонатиты...

На сколько я понимаю месторождения карбонатитов сами по себе не особо большие. Типовая площадь на которой залегают такие структуры около 2.7 км2 (https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/25726838.2018.1516935). Известно их около 500. Т.е. тут скорее можно говорить об ещё одном типе месторождений ниобия, а не о квазинеисчерпаемом источнике.

[pkl]

А магниты из чего?

В принципе можно использовать генератор с самовозбуждением или внешним возбуждением. Там постоянные магниты не нужны (необходимое поле создается электромагнитами с сердечниками из магнитомягкого железа). Но для низкооборотных генераторов такое решение существенно уступает решению с РЗЭ-магнитам. И масса больше получается, и КПД заметно меньше (на поддержание магнитного поля электромагнитами нужно постоянно тратить некоторое количество энергии, для высокооборотных генераторов это не очень существенно, а вот для низкооборотных может быть довольно заметно).

В общем... как ни крути, это плохая идея. Для утилизации энергии солнца и ветра должны использоваться предельно простые установки и механизмы, изготовленные из общераспространённых материалов /сталь, алюминий, стекло и т.п./, не требующие ни частого обслуживания, ни частого ремонта. Что-то вроде моих ветронасосов, закачивающих воду в ГАЭС или солнечных опреснителей.

[pkl]

Интересные комментарии Михаила Крутихина по поводу недавнего экологического форума и российской "зелёной энергетики"   
https://www.svoboda.org/a/u-kogo-gorit-tundra-efir-v-18-05/31564596.html

Что тут интересного? Всю статью можно не читать, достаточно прочитать два последних предложения:

Россия консервирует себя в качестве рентной ресурсной державы. Мир бьет тревогу по поводу наступающей климатической катастрофы, ставит цели по сокращению выбросов, а Россия всячески цепляется за мир прошлого, который обеспечивал ее нынешнее место в глобальной системе.

Короче одна полит. пропаганда.

[pkl]

Почему? Зачем медь реакторам?

Ровно для того же зачем медь ветрякам. В этом техническом аспекте они одинаковые.

А конкретнее? Вы можете назвать узлы реактора, в которых используется медь?

[pkl]

Слушайте, ни Вы, ни я не знаем какие перемены и технологические прорывы нас с вами ждут Завтра. А жить по лекалам вчерашнего дня, делая свои суждения по цифрам недельной давности - это значит бояться смотреть в будущее. Все мы люди подвержены разным когнитивным искажениям, кто-то бессознательным, кто-то допускает сознательные искажения. Кто-то поверил что 2 х 2 = 4, кто-то продолжает сомневаться. А у меня лично так вообще профессия такая сомневаться во всём. Цифры цифрами, а я ещё и на человека смотрю. Иной раз человек и сам не знает что его цифры это лишь отражение того, что у него внутри   

Вот похоже Вы как раз и боитесь смотреть в будущее и предпочитаете тешить себя иллюзиями, почерпнутыми из фантастики 1970-2000 гг.

[mbrane]

Короче одна полит. пропаганда.

А чо ты хотел от радио свободы и крутихина услышать, равно от людей которые это читают- это чуть  другая конфесия, чем те к о смотрят РенТВ, но психотип одиаков

[pkl]

И анти-атомные настроения, по факту, более сильны, чем антагонизм сгораемому топливу. Если такое положение вещей в ближайшие десятилетия не изменить, то атомной энергетике будет очень тяжело заново отвоевывать энергорынок.

Ничего, дураки помёрзнут немножко. Кстати, эта зима обещает быть суровой. Во Франции уже собрались строить кучу новых АЭС - вот что кризис животворящий делает!

[pkl]

Одуматься, может, и одумаются, но компетенцию и технологии потеряют. И будут париться из-за возобновления производства туалетной бумаги.

Да и хрен с ними - зато другим наука.

[pkl]

Не надо никаких научно-исследовательских институтов, опытных сооружений и натурных испытаний. Зная размеры колодца не трудно это просчитать самостоятельно. Но и без расчетов понятно, что эффективность такого сооружения будет близка к нулю!

Что Вы понимаете под эффективностью?

[pkl]

Выпиливать шарики для подшипника из алмаза или корунда формально конечно можно, но для массовой техники это будет безумно дорого.

Остался неосвещённым срок службы. Если подшипник из корунда дороже стального в 10 раз, а срок его службы в 20 - 30 раз дольше, то это имеет смысл.

Проблемы будут, кстати не только с подшипниками, но вообще много где. В той же криогенной техники, все криогенные стали имеют очень высокое содержание никеля. Да вообще везде, где нужны детали, способные работать под высокими механическими нагрузками, или сталь со специальными свойствами.

С никелем, вроде как, проблем не будет, это мы выяснили. Имеет смысл даже астероид приволочь. Также в криогенной технике в ряде случаев можно перейти на алюминиевые сплавы, они криоупрочняются.

[pkl]

Короче одна полит. пропаганда.

А чо ты хотел от радио свободы и крутихина услышать, равно от людей которые это читают- это чуть  другая конфесия, чем те к о смотрят РенТВ, но психотип одиаков

Я бы хотел, чтобы он эту фигню сюда не тащил.

[AlexAV]

С никелем, вроде как, проблем не будет, это мы выяснили. Имеет смысл даже астероид приволочь.

Ну как не будет... Технологически выковыривать никель из перидотитов технически возможно, но это будет очень существенно дороже, чем никель добываемый из современных руд. В отличии от сульфидных руд  перидотит - сырьё не обогащаемое. Придётся полностью перебарывать породу химическими методами, а это сложно, дорого и трудоёмко. Доступность никеля по сравнению с тем, что мы имеем сегодня очень сильно сократится.

Хром, кстати, можно выковыривать из тех же перидотитов, там его достаточно много (0.1% - 0.6%). Но опять же это сырьё очень бедное по сравнению с современными рудами (25% - 40%), не обогащаемое, с крайне затратной и по энергии, и по оборудованию, и по трудозатратам технологий извлечения целевой компоненты.

Никель и хром из перидотитов в каком-то количестве будут, но уже и близко не по современным ценам и не в современных количествах, приближаясь по этим показателям к положению благородным металлов сейчас. Для столь массово используемого сырья на котором держится вообще вся наша технология - это уже большая проблема.

Ну и альтернативы перидотитам как источнику никеля и хрома, способными их давать не вечно (из запасы тоже ограничены), но хотя бы субгеологический срок (десятки тысяч лет) вообще нет.

Что касается астероидов, то несмотря на то что и никель и хром там точно есть, никакого сколько-нибудь убедительного способа его добычи там со сколько-нибудь разумной себестоимостью никто не предложил. С перидотитами хоть понятно что в принципе нужно делать, а что с астероидами - не очень. 

[Lieut]

Какой еще хром с астероидов?
С астероидов будет иметь смысл получать только электроположительные относительно железа металлы, которые во время земной эволюции практически полностью пошли в ядро, а в астероидах их еще на порядки больше.
Кидать на Землю никелевые чушки, ну а там с ним и кобальт... а в примесях медь, платина (не так уже и мало между прочим) и т.д..

Нет не хром.

[AlexAV]

Какой еще хром с астероидов?

Я про содержание, а не техническую возможность извлечения. Типичное содержание хрома в астероидах около 0.3%, что соизмеримо с его содержанием в перидотитах на земле и значительно выше кларка в земной коре.

[Lieut]

Какой еще хром с астероидов?

Я про содержание, а не техническую возможность извлечения. Типичное содержание хрома в астероидах около 0.3%, что соизмеримо с его содержанием в перидотитах на земле и значительно выше кларка в земной коре.

Мне кажется вы ошиблись на два порядка.
К сожалению хром действительно довольно редкий элемент.