?

Log in

No account? Create an account

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Про «возобновляемые источники энергии»
lex_kravetski


Лет тридцать—сорок назад отдельные оптимисты предлагали перейти прямо завтра строго на возобновляемые ресурсы в процессе производства энергии. Им резонно замечали, что прямо завтра — ну вообще никак.

Относительно электричества с тепловых и ядерных электростанций электричество с солнечных и ветряных было весьма дорогим, поэтому их было экономически оправдано строить только в относительно изолированных местах для локального энергоснабжения, поскольку тянуть туда провода от энергосети было накладно, да и энергия при доставке по проводам в изрядных количествах теряется, а потому даже «дорогая» солнечная энергия оказывалась выгоднее, нежели вроде бы дешёвая тепловая и ядерная.

Со времён тридцати—сорокалетней давности прошло тридцать—сорок лет. Однако аргументы вышеупомянутых разумных людей, видимо, оказались столь сильны, что многие их повторяют и по сей день, пребывая в полной уверенности, что если когда-то, например, компьютеры стоили столь дорого, что позволить себе их могли только особо крутые НИИ особо крутых стран, то так будет всегда, а потому персональных компьютеров в массовом употреблении просто не может быть.

Так вот, за эти тридцать—сорок лет солнечная электроэнергия подешевела примерно в 50 раз, а если сравнивать с 1977-м — в 250 раз (с $76 до $0,3 за ватт).

Тут, конечно, следует учесть и инфляцию тоже, но даже без её учёта масштабы впечатляют.

Для ветряной энергией соотношение менее впечатляющее (в первую очередь, потому, что она и изначально была менее дорогой), но оно тоже весьма заметно.

Причём в эту цену входит не только непосредственно производство и содержание, но и стоимость постройки сооружений и оборудования, включая, разумеется, прибыль производителей.

То же, что «производство солнечной электростанции по энергии равно тому, что она за всё своё существование выработает» — байка. В основном основанная на вере людей в тезис «далёкие предки всегда умнее потомков»: типа, «они, вот, строили угольные электростанции, а солнечных почти не строили, поэтому угольные однозначно круче».

Конечно, чёрный пиар лоббистов нефтяной и угольной промышленности тоже вносит некоторый вклад. Но он тут не основное — в общемировых масштабах пиар то довольно вялый (хотя в отечественных СМИ он ощутимо сильнее).

Основное тут — ошибочная экстраполяция некоторого состояния на всё будущее человечества. Первые солнечные электростанции, разумеется, были экспериментальными. Технология всё ещё не отработана. Производство их компонентов всё ещё штучное, а не серийное. Смежные технологии всё ещё пятидесятилетней от нас давности. Да и сами станции строятся в первую очередь для эксперимента и отработки технологий, а не для коммерческой прибыли. Потому, да, там может так выйти, что её постройка не окупится никогда.

Однако сегодня солнечная батарея или ветряк при производстве потребляют настолько ничтожную часть от своей будущей выработки, что считать это препятствием для внедрения средств производства возобновляемой энергии столь же осмыслено, сколь утверждать, что не надо строить кирпичный завод, поскольку на его постройку тоже будут потрачены кирпичи, а раз так, то «он никогда не окупится».

Все эти источники электроэнергии, разумеется, уже относительно давно окупаются. Поскольку производство их составных частей сильно подешевело, а их КПД сильно возрос.

Для солнечной и ветряной энергии существовал ещё ряд дополнительных проблем. Дело в том, что солнечная энергия, внезапно, вырабатывается только когда светит солнце, а ветряная — когда дует ветер. Но вот электричество люди хотят потреблять и в другие моменты тоже.

Аналогичное верно и для тепловых электростанций: они тоже вырабатывают электричество только тогда, когда там что-то сгорает в адских топках. Однако подбрасывать в них «дровишки» можно по мере надобности, а вот заставлять солнце по мере надобности светить, люди пока что не научились.

Для первых экземпляров электростанций на ветрах и солнечном свете это было заметной проблемой.

Во-первых, они — по причине своей экспериментальности — не всегда были включены в единую сеть. Во-вторых, аккумуляторы в те времена тоже были существенно хуже, чем нынешние.

Сейчас электростанции зачастую увязаны в единую сеть, охватывающую весьма большие территории (одним из пионеров построения таких сетей, кстати, был СССР), а потому могут «подстраховывать» друг друга.

Мало того, в единую сеть увязываются и локальные источники возобновляемой энергии тоже. В некоторых странах, в частности, разрешено запускать лишнюю энергию от солнечных батарей, стоящих у тебя на крыше или на огороде, обратно в общую сеть и даже получать за это деньги.

Одновременно с тем, благодаря совершенствованию аккумуляторов, локальную энергию стало можно относительно эффективно запасать. Из-за чего теперь вполне можно делать дома на энергетическом самообеспечении.

Между делом стоит отметить, что давно уже есть способ запасания электроэнергии в весьма оригинальной форме: её излишек можно тратить на закачивание воды на высоту в водохранилище, а при недостатке — сливать эту воду, крутя ей турбины.

Данный способ — не ноу-хау, его придумали ещё в середине двадцатого века. Однако до сих пор его вполне можно использовать.


Мало того, экстраполяция потребления энергии на произвольный срок в будущее — тоже ложная. Нельзя просто взять и продлить имеющуюся кривую на бесконечность: очень во многих процессах бывает, например, эффект «насыщения». А в других процессах может начаться даже спад.

В интересующем нас процессе причины для возможного спада очевидны: КПД всевозможных девайсов тоже меняется с ростом технологий.

Например, сейчас в ходу энергосберегающие лампочки, которые потребляют в 10—30 раз меньше энергии, чем лампы накаливания. Но — для нас важно — светят они столь же ярко.

Спад потребления энергии — это не обязательно ограничение себя во всём. Это, в том числе, более эффективное использование имеющегося. Уровень благосостояния может расти и при падении фактических затрат: просто потому, что КПД растёт, и всё меньшая часть идёт на выброс, как побочный продукт.

Лампы накаливания, например, просто сильнее грели воздух, нежели энергосберегающие. Они не «лучше светили», они «сильнее грели».

Примерно так же вели себя компьютеры шестидесятых: они работали сильно медленнее современных, но потребляли больше энергии и были дороже в производстве.

Что интересно, даже процессы, ассоциирующиеся с как бы «неустранимо большими затратами энергии», тоже демонстрируют рост КПД — то есть уменьшение требуемого количества энергии на один и тот же конечный результат.

Скажем, выплавка металла «методом предков» — на дровяной энергии, гораздо более энергетически затратна, нежели в современной, например, индукционной печи. Да и даже сами «современные печи» с девятнадцатого века успели изрядно поменяться в плане энергопотребления.

Иными словами, рост КПД вполне может не просто остановить рост энергопотребления, но даже привести к его снижению при продолжающемся росте благосостояния.

В общем, всё поменялось. Мобилка — это уже не признак принадлежности к богатым. Офигенно мощный по меркам 1960-го года комп уже можно носить в кармане, купив его за тридцать баксов на развале. Мы уже можем вообразить себе задачи, для которых 640 килобайт памяти не хватает. И керосиновые лампы уже не вершина технологии.

Те аргументы, которые совершенно точно были верны в 1980-х, вполне могут перестать быть верными в 2018 м. Просто потому, что прогресс-то идёт.

Впрочем, всё ещё можно услышать, будто бы основным доказательством несостоятельности возобновляемых источников энергии является то, что «лишь малая доля электроэнергии производится таким способом».

Однако, друзья мои, когда в Англии строили доменные печи, лишь малая часть металла выплавлялась таким способом. Очень многие народы мира в те времена продолжали выплавлять металл в сыродутных печах, некоторые другие — вообще строго на костре (железо так обработать не получится, но медь — можно), а ещё более некоторые так и вообще не умели выплавлять металл совсем.

Технологии, внезапно, всегда сначала внедряются в первую очередь в технологически развитых государствах.

Ровно так происходит и сейчас: возобновляемая энергия составляет малую часть потребляемой всем миром энергии, однако в мире далеко не все страны одинаково развиты, а потому не все могут резко начать производить сложные штуки с переднего края технологий.

При этом доля-то такой энергии весьма быстро растёт. Даже в общемировом потреблении.

С двухтысячного года производство ветряной энергии выросло в 30 раз, а солнечной — в 300.

Однако если сделать выборку наиболее развитых стран, то там расклады ещё круче.

Германия, например, сейчас вышла на 37% потребления электричества, полученного из возобновляемых источников, — с 3,4% в 1990-м. И, судя по всему, перевалит за 40% уже к 2020 му.

Ну ладно, Германия, как и США, где тоже доля возобновляемой энергии стремительно растёт, это «проклятые империалисты, которые угнетают весь мир и за счёт этого живут». Наверняка у них это потому, что они с жиру бесятся.

Но как быть с тем, что страна, в которой количество источников возобновляемой энергии растёт быстрее всего и одновременно с тем самые большие в мире инвестиции в эту область, это Китай? Эти тоже типа всех угнетают и бесятся с жиру?

Ведь есть более вероятное объяснение столь сильного напора на «невозможность перехода» со стороны, например, российских официальных СМИ: в экспорте РФ доля от продажи нефти, газа и их производных — порядка 64%.

А потому кое-кому выгодно делать вид, что так будет всегда. Всегда будут нужны нефть и газ. Можно ничего не менять, поскольку ничего изменить всё равно невозможно. Всё путём.

Но на практике все эти «вся Германия без РФ нахрен замёрзнет или хотя бы будет сидеть без света» или «Китаю без нас никуда» — блеф. Приятный сердцу «российского патриота», а потому с большой радостью — под соусом «трезвого взгляда на устройство мироздания» — ими потребляемый и распространяемый, но всё-таки блеф.

Положение вещей стремительно меняется и, вообще говоря, уже заметно поменялось.



doc-файл
Публикация на сайте «XX2 Век»


До светлого будущего остались пустяки - посмотреть на развитие зеленой энергетики без дотаций, на общих условиях, да решить проблему с экономически выгодным резервированием мощностей/аккумуляторами для превращения "пилы" в то, на что можно хоть как-то рассчитывать в планах на послезавтра и через месяц.

С какой целью Китай себе строит энергетику типа «с дотациями»? Ради чего?

Уважаемый хозяин !
Какой у вас опыт работы на производстве ? Имеете ли вы представление о потребностях в ЭЭ у крупного производственного предприятия и последствиях ее отсутствия ?
Преимущества не возобновляемых источников ЭЭ в стабильности выдаваемой мощности и оперативности маневра мощностями. Этого не может обеспечить солнечная и ветровая энергия без развития технологий хранения ЭЭ. Себестоимость хранилища ЭЭ для обеспечения дневной потребности крупного производственного предприятия будет превышать его 2-3 летний расходный бюджет на энергоресурсы.

Вроде бы никто не говорит, что от ТЭС нужно отказаться совсем. Речь о том, что ряд потребностей они уже вполне успешно закрывают.

(Удалённый комментарий)
Одновременно с тем, благодаря совершенствованию аккумуляторов, локальную энергию стало можно относительно эффективно запасать.
Да, современные акумуляторные станции выглядят впечатляюще, но ведь их ресурс тоже не вечен и не будет ли утилизация обходится экологически дороже, чем сжигание "естественных аккумуляторов"?

> Да, современные акумуляторные станции выглядят впечатляюще, но ведь их ресурс тоже не вечен

Смотря у каких. У аккумуляторов с закачкой воды ресурс практически вечен. Есть ещё тема с плавлением поваренной или морской соли — там тоже практически вечный ресурс будет.

Ну а так, эта, у ядерных реакторов ресурс тоже не вечный. И что теперь?

Полный переход на ветряки и солнечные панели - утопия. Если же смотреть глубже в будущее - только термоядерный синтез сможет закрыть вопрос ископаемого углеводородного сырья в энергетике.

Еще один.
Ну как с таким уровнем грамотности вы беретесь рассуждать про нетривиальные проблемы ?

К стоимоости энергии надо прибавить стоимость её приведения в нужные параметры. и систем для хранения и передачи.
А с этим всё почти так же, как и было.
По аккумуляторам никаких серьёхных прорывов не ожидается. Что есть - почти то же и осталось. Тут хорощо если в 2 раза за это время подешевело.
Разные новомодные гелевые стоят в сравнении со свинцовыми очень прилично. А живут - примерно столько же (не вдаваясь в подробности, что автомобильные батарейки и "для солнечных установок" немного различаются).
Сколько стоит приличный инвертор на хотя бы несколько киловатт - отдальная тема.

Не работает это как следует. И ограничений море. Начать с того, что больше, чем насветит Солнце и надует ветер, энергии вообще не собрать,а это не так много. Ну а про периодиччность подачи уже написали. Сколько стоит коммутационное оборудование промышленного класса (не бытового) - лучше даже не смотреть. Там весело.

> автомобильные батарейки и "для солнечных установок" немного различаются
Чем ?

> Сколько стоит приличный инвертор на хотя бы несколько киловатт - отдельная тема.

Та же самая. Айфоны тоже недешевы.

Вот конкретно у России с Солнцем ниочинь. БОльшая часть территории находится на северах, где энергии падает в разы меньше, чем в том же Китае.

Угу. Зато вот с ветром у нас - очень даже неплохо, особенно с учётом низкой плотности населения.

И ещё, обсуждая ВИЭ, полезно помнить про ГЭС. А то есть у меня ощущение, что их исключают из рассмотрения в какой-то мере сознательно.

> тянуть туда провода от энергосети было накладно

Теперь огнепоклонники тянут и туда где накладно, лишь бы перебежать дорогу ветрогонам.

С другой стороны у возобновлялщиков многие решения более напоминают профанацию, нежели полезное что. В какой-то немецкой деревне построили аккумуляторную станцию, которая в пересчете на киловаттчас в 10 раз дороже обычных автоаккумуляторов.

Да. а Загорскую ГАЭС-2 сначала утопили в грязи, а потом и вовсе заморозили стройку.

В общим саботаж полным ходом.

Ох! Новая линия фронта. Диалектика - есть, написание от руки - есть, ГМО - есть. И вот снова бой :))

Небольшое замечание к твоей статье, как от человека, работающего в отрасли.

Обсуждая стоимость эл.энергии очень многие забывают то обстоятельство, что передача (транзит) эл.энергии от электростанции до розетки в 220/380 Вольт стоит дороже самой электроэнергии примерно в 2,5-3 раза. Например, не для населения (юр. лиц) 1 кВтч по тарифу низкого напряжения в Санкт-Петербурге стоит примерно 6,5 рублей без НДС, из них стоимость самой энергии 2 руб. Очень многие люди, даже занятые в отрасли, узнав подобные цифры, делают большие и круглые глаза (преподаватели не верили, когда я им это говорил на курсах повышения квалификации).

Так вот, к нашей стране это применимо лишь отчасти, но во многом стоимость транзита «задрана» именно за счёт ВИЭ, дело в том, что ВИЭ требуют создания «умных сетей» (так называемых «smart grids»). Умные сети позволяют очень быстро производить переключения при резких колебаниях не только спроса, но и выработки, которая у ВИЭ, как ты отметил в статье, нестабильна.

Отчасти растущая привлекательность ВИЭ идёт из-за того, что расходы на умные сети на них не переносятся, а размываются на всех. С другой стороны, традиционной энергетике тоже можно много чего предъявить, например, поборники ВИЭ озвучивают предложения включать в стоимость АЭС все расходы, необходимые на утилизацию станции.

> Обсуждая стоимость эл.энергии очень многие забывают то обстоятельство, что передача (транзит) эл.энергии от электростанции до розетки в 220/380 Вольт стоит дороже самой электроэнергии примерно в 2,5-3 раза.

Этот фактор — затраты на передачу — граждане традиционно не учитывают.


> Так вот, к нашей стране это применимо лишь отчасти, но во многом стоимость транзита «задрана» именно за счёт ВИЭ, дело в том, что ВИЭ требуют создания «умных сетей» (так называемых «smart grids»).

Для нашей страны такие сети — вопрос безопасности. Поэтому их строят очень давно.

Мало того, экстраполяция потребления энергии на произвольный срок в будущее — тоже ложная. Нельзя просто взять и продлить имеющуюся кривую на бесконечность: очень во многих процессах бывает, например, эффект «насыщения». А в других процессах может начаться даже спад.
В интересующем нас процессе причины для возможного спада очевидны: КПД всевозможных девайсов тоже меняется с ростом технологий.

Вообще то, человечеству постоянно требовалось всё больше и больше энергии. Если, конечно, не рассматривать спады вызванные деградацией цивилизации, как например в Тёмные Века, после краха Римской Империи.
А так, человечеству в 21 веке нужно энергии больше чем в 19, а в 19 больше чем в 17.

Скажем, выплавка металла «методом предков» — на дровяной энергии, гораздо более энергетически затратна, нежели в современной, например, индукционной печи. Да и даже сами «современные печи» с девятнадцатого века успели изрядно поменяться в плане энергопотребления.
Только вот во времена дровяных печей человеку хватало нескольких килограмм металла, а сейчас нужно несколько тонн.


> Вообще то, человечеству постоянно требовалось всё больше и больше энергии.

Про численность населения тоже так думали: будто она всегда будет расти экспоненциально — раз уж какое-то время так росла. Но оказалось, нет, не будет. При урбанизации и технологизации, вызывающей поначалу взрывообразный рост населения, начинает меняться и стратегия размножения. И так, что характерно, происходит во всех странах.

С энергией — аналогично. Был резкий скачок при индустриализации, однако ускорение роста может стать и отрицательным, а потом и сам рост.

История №928479 И снова об необычных судебных процессах,

ВИЭ безусловно заменит угольные ТЭС
ВИЭ безусловно НЕ заменит АЭС и ГЭС

Вопрос ограничения максимума энергии с квадратного метра площади для возобновляемых источников - тактично обходится стороной? Ну ну. Даже если КПД солнечных батарей будет 100%, а себестоимость ровно нуль. То площади планеты покрытой солнечными батареями все равно не хватит этого для обеспечения потребностей человечества в энергии.

> площади планеты покрытой солнечными батареями все равно не хватит этого для обеспечения потребностей человечества

Посчитать слабо ?

А еще аккумуляторы могут быть не только химические или водяные, но и на основе маховиков. Раньше про такое читал только в журналах типа "Популярная мехника", но как оказалось, есть уже вполне себе коммерческие компании (Beacon Power) которые выпускают на базе этой идее вполне себе рабочие штуки:
https://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage

возможно заинтересует
"Вопросы и ответы по возобновляемым источникам энергии, часть 1,2"
https://tnenergy.livejournal.com/134441.html
https://tnenergy.livejournal.com/135863.html

Годный текст. Есть предложение опубликовать его на «XX2 веке».

Изменение КПД потребителей лучше не отними лампочками иллюстрировать, но и электромоторами, где КПД не сильно вырос

Кстати, в гибридных двигателях и в электрических он-таки заметно выше — при реальных условиях использования, которые таковы, что бензиновый двигатель весьма подолгу работает не в самом оптимальном режиме. И это, надо отметить, о многом говорит: даже в столь развитой области, где уже был уже почти достигнут потолок эффективности, смена парадигмы сумела привести к росту КПД.

Лет тридцать-сорок назад
Это - что! Лет пять-шесть назад Лекс был моим любимым автором на Однако. А сейчас прочел две последние публицистические статьи tnenergy про ВИЭ - уровень! Прочел статью Лекса - грусть. Та же фигня и с Анпилоговым. Эх...