Об энергетике

r0l — 29.07.2015
Ребята, ну хватит, хватит уже, а. Я пошутил. Шутка видимо вышла слишком удачной (или наоборот). Настолько, что меня даже заподозрили в незнании азов физики. Я никак не ждал такой масштабной реакции...



Но картинку я оставлю на память, да. Это пока рекорд, на пару мест опередил прошлый удачный пост.
* * *


Итак, наиболее привлекательной показалась мне предложенная тезкой max_andriyahov тема про энергетику будущего. Хорошо. Начну сразу же с главного тезиса:

В неблизком, но уже обозримом будущем, человечество ожидает абсолютно неизбежный энергетический кирдык.

Теперь поговорим об этом подробнее. Во-первых, сразу определимся с двумя (да-да, двумя) основными потребностями человечества в энергии.

1. Электричество. Тут все понятно, жевать не надо. Много, много электричества. Это все понимают. Но все почему-то забывают про
2. Килокалории. Да-да, а вы как думали. Мы все хотим жрать, а что мы едим, если проследить пищевую цепочку до самого низа? Мы едим энергию Солнца. Для понимания машстаба проблемы: 2500 килокалорий на человека в сутки сегодня это 2 030 000 мегаватт-часов (или 70 миллиардов мегаджоулей в сутки, как вам больше нравится). Это дохуя, ребята. Это даже больше.

Теперь кратко о том, почему кирдык, но еще не завтра. Солнце-еду пока оставим в покое и поговорим о потребности в электричестве.

Большая часть электроэнергии нынче добывается из невозобновляемых (в человеческих сроках) ресурсов. Нефти, газа, угля и урана-235 хватит не всем. Нашему и следующему поколению еще хватит (не буду занудствовать, просто поверьте человеку, проведшему не один год за партами геологического факультета), но мы употребляем их в тысячи раз быстрее, в миллионы раз быстрее, чем природа их созидает. День, когда все это добро просто закончится, неизбежно настанет. И раз мы говорим о будущем, предлагаю считать, что это уже случилось, и что еще мы можем сделать.

Вот мы и перешли к энергетике будущего, собственно.

Меньшая часть энергии и ныне добывается без затрат ресурсов, давайте посмотрим, как могут обеспечить наши потребности такие неиссякаемые штуки как аэродинамика и гравитация. Итак, сегодня мы имеем, как в известном советском мотиваторе, «солнце, воздух и вода». Начнем с конца списка.

1. Гидронергетика.

Update:Комментаторы совершенно справедливо заметили, что я путаю мух с котлетами, и реальная ГЭС может превосходить порог классификации на порядки, например Волжская выдает 2600 а не 25, то есть почти как АЭС. Был не прав, не вник в вопрос. Выходит, вода приближается по эффективности к воздуху и вполне имеет некоторую ценность. Исходный текст оставляю без изменений.

Очень хороший, но совершенно бесперспективный метод, если рассматривать его как основной. Во-первых, масса неудобств (не везде построишь, очень капиталоемкое вложение, серьезная удаленность от конечного пользователя в ряде случаев, затапливает довольно обширные территории, делая их непригодными для жизни). Это не так заметно, когда гидроэнергетика является вспомогательным способом добычи электричества. Но стань этот метод основным, это станет просто бросаться в глаза.

Сколько же заветного электричества дают нам ГЭС? Согласно современной классификации, мощные ГЭС выдают 25 и чуть более мегаватт-часов (а есть еще средние и малые). Много это или мало?

Это ничтожно мало. Для сравнения, каждый из четырех энергоблоков Ленинградской АЭС в Сосновом Бору выдает 925 мегаватт (итого 3700).

Все равно непонятно? Вот другой пример. В данный момент у пишущего этот текст автора включены в доме электроприборы общей мощностью в 1.12 киловатт (да, я не поленился посчитать). Оставим в покое промышленность, представим, что весь Петербург состоит из семи миллионов меня. Тогда для обеспечения города электричеством потребуется 314 мощных (!) ГЭС. Но менее двух (!) АЭС. Так, я думаю, понятнее.

Отпадает, ребята. Нет у нас столько рек и столько площадей. Переходим к следующему пункту.

2. Ветроэнергетика
Эта идея интуитивно кажется плохой (если ты живешь не в Петербурге). Идея ловить ветер вообще интуитивно кажется плохой, это нормально. Однако нет!

Езжайте например в Данию. Там уже сегодня 40% электроэнергии производится с помощью ветрогенераторов. Сорок процентов, Карл! И даже в Германии, с ее-то промышленностью и плотностью населения, целых 8%. Между ними плетется примерно четверть Европы по этому списку.

С помощью ветра на планете добывается 369 гигаватт (данные за 2015). Общее энергопотребление планеты (данные за 2008 год) - 144 петаватт (144 000 000 гигаватт). Почему так мало? Почему с помощью ветра человечество получает в семь раз меньше энергии, чем сжирает ежедневно? Казалось бы, халява, налетай и хватай! Давайте разбираться.

Во-первых, не такая уж и халява. На сегодня в ветроэнергетике заняты чуть более 400 тысяч человек в мире. То есть примерно 1 мегаватт с человека (сравните с АЭС, там явно не 3700 сотрудников на одной электростанции). Все они хотят получать зарплату, а деньги в современном мире это та же энергия, это, надеюсь, всем понятно.


Во-вторых, снова территориальные ограничение. Вот в Европе установлено порядка 44% мировых мощностей по добыче энергии ветра, а в Америке только 21%. Вы не думали, почему? А я вам расскажу. Дело в геологии. Ветрогенераторы действительно эффективны только в очень небольшой прибрежной зоне, 10-20 километров в обе (да-да, погуглите «оффошрный ветрогенератор») стороны. Теперь, если взглянуть на карту, становится более-менее понятно, почему в Дании 40%, в Китае 1,3%, а в Пакистане их вообще не замечено. Можно, конечно, и на суше строить. В Башкортостане стоит одна. Выдает ажно 2 мегаватта (в двенадцать раз меньше мощной ГЭС, в полторы тысячи раз меньше АЭС). Ну не бред ли?

Из этого вытекает третья проблема, собственно: вопрос доставки электричества на большие расстояния. Европа с этим при желании легко справится. А Китай? А Россия или США? Речь идет о многих тысячах километров.

Из второго же пункта вытекает и четвертая проблема: энергозатраты на изготовление и обслуживание. Я например глубоко убежден, что если очень тщательно просчитать этот момент про ту же Башкортостанскую ВЭУ, сальдо вполне может оказатсья отрицательным. Либо будет окупаться десятилетиями.

Пятая и главная проблема - тотальная нерегулируемость источника. Выработка энергии скачет и плавает по суткам, неделям, месяцам. Человеческое энергопотребление тоже имеет определенные пики и спады. В случае ветра привести это все в хоть какое-то соответствие не представляется возможным.

Что мы имеем на выходе? Ветер это в десятки, а может и в сто раз более потенциально мощный источник, чем вода и в ряде случаев он реально поможет. Когда совсем прижмет, Европа справится. Австралия, Новая Зеландия и Океания тоже справятся.

Но сможет ли ветер обеспечить Евразию? Всю планету? Нет, ребята. Ни-ху-я.

Тогда попробуем обратиться к последнему спасителю.

3. Солнечная энергетика

Светило, увы, тоже не очень радует в этом смысле. Максимальный (внимание, максимальный) поток солнечной энергии на квадратный метр на экваторе (внимание, на экваторе) составляет 1020 Вт. Проще говоря, киловатт в лучшем случае. В Египте. Про Петербург или Архангельск просто промолчим, ладно?

Снова трудно сходу понять, сколько это. Но если мы вспомним, что человечество потребляет 144 петаватт (144 000 тераватт, 144 000 000 гигаватт, 144 000 000 000 мегаватт, боже, когда это кончится, а вот, 144 000 000 000 000 киловатт), то все становится на места. Всего-то и делов, что установить в районе экватора солнечных батарей, общей площадью 144 000 000 000 000 квадратных метров.

Снова непонятно, насколько это много или мало. Пересчитаем в конкретную площадь простейшим способом: получается квадрат со стороной в 12 тысяч километров.

Упс. Не надо быть великим географом, чтобы сообразить, что на экваторе и в тропиках столько места просто нет. У нас тут не Юпитер, планета довольно маленькая. И это если считать КПД равным 100%, что, разумеется, отнюдь не так. И это если не учитывать, что вся эта площадь помешает траве заниматься своим фотосинтезом, и жрать будет нечего всем, от червей и муравьев до людей (это та же потребность в энергии, помните, я упоминал в начале?).

Вывод? Солнце, как и вода, тоже совершенно не годится в масштабах человечества.

* * *

Так что, в итоге мы имеем простое: «солнце, воздух и вода — это, братцы, ерунда...» только секс и онанизм укрепляют организм



Так что же делать? Из чего еще добывать энергию? Где же энергетика будущего?

А никак. И ни из чего. Физику не обманешь. А будущего у энергетики нет. Нет от слова совсем. Нет у нее будущего, НЕТУ!

Об этом, собственно, я и попытался написать.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив