![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
Своего рода "библией" противников возобновляемой энергии является текст академика П.Л. Капицы ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА / Доклад на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, Москва, 8 октября 1975 г. . Я до сих пор не читал этот доклад, с полным основанием полагая, что выступление пусть и очень умного и заслуженного ученого, сделанное 42 года назад, не может иметь никакой актуальности. А учитывая, что буквально все его выводы (и в пессимистической части, и в оптимистической - атомно-термоядерной) оказались опровергнуты практикой, т.е. высшим критерием научной истины, полагал внимание к нему насмешками над наготой Ноя. Но недавно я все же прочитал его - и был неприятно впечатлен. Все оказалось еще - и куда - хуже.
(1). Академик настаивает, что его прогнозы носят научный, абсолютный характер, т.е. даны не на срок "до дальнейшего технического прогресса", а навсегда, основаны на фундаментальных законах физики (это, разумеется, не подтверждается при детальном прочтении текста, но служит удобным источником авторитета).
(2). Вот ключевое место:
Оптимальный расчет сейчас показывает, что снимаемая с одного квадратного метра освещенной Солнцем поверхности мощность в среднем не будет превышать 100 Вт. Поэтому, чтобы генерировать 100 МВт, нужно снимать электроэнергию с площади в 1 км2.
До этого места все не просто верно, а, действительно, основано на законах физики (в предположении, которое сбылось, что КПД не уйдет за 20 процентов; отказ от этого не сильног меняет расчеты). Но вот дальше... следите за руками, я нужное выделил болдом.
Ни один из предложенных до сих пор методов преобразования солнечной энергии не может этого осуществить так, чтобы капитальные затраты могли оправдаться полученной энергией. Чтобы это было рентабельно, надо понизить затраты на несколько порядков, и пока даже не видно пути, как это можно осуществить. Поэтому следует считать, что практическое прямое использование солнечной энергии в больших масштабах нереально.
Поистине поражает легкость перехода от "до сих пор" к "нереально" (всегда). Ну и конечно, общий убаюкивающе-авторитетный тон заставляет забыть, что нам анонсировали "неотменяемые законы природы", а тут "рентабельность" - физическая величина, неведомая ни одному справочнику для студентов или докторов наук. Видимо, секретное издание для академиков. Отдельно доставляет ария экономиста в устах деятеля из СССР, страны, преодолевшей законы экономики и заменившей их на "закон неуклонного роста благосостояния советских людей".
(3). Использование ветра, также из-за недостаточной плотности энергетического потока, оказывается экономически неоправданным.
Слава богу, тут хотя настоящее время, а не будущее. Пока оказывается. Как-то так выходи. Извините, не шмогли. Недоперевыполение планов. Отдельные недостатки кое-где.
(4). Как это уже становится общепризнанным, вся надежда на решение глобального энергетического кризиса - в использовании ядерной энергии. Физика дает полное основание считать, что эта надежда обоснованна.
Как известно, ядерная физика дает два направления для решения энергетической проблемы. (...) Электростанции на уране уже сейчас функционируют и дают рентабельную электроэнергию. Но также хорошо известно, что на пути их дальнейшего широкого развития и перевода всей энергетики страны на атомную энергию лежит необходимость преодоления трех основных трудностей:
1. Шлаки от распада урана являются сильно радиоактивными, и их надежное захоронение представляет большие технические трудности, которые еще не имеют общепризнанного решения. Самое лучшее было бы отправлять их на ракетах в космическое пространство, но пока что это считается недостаточно надежным. Зато офигительно рентабельно и технически реализуемо, не то что ветряки и солнечные панели.
2. Крупная атомная станция на миллионы киловатт представляет большую опасность для окружающей природы и в особенности для человека. В случае аварии или саботажа вырвавшаяся наружу радиоактивность может на площади многих квадратных километров погубить все живое, как атомная бомба в Хиросиме. Опасность сейчас расценивается настолько большой, что ни одна страховая компания не берет на себя риск таких масштабов.
3. Широкое использование атомной электроэнергии приведет также к широкому распространению плутония, являющегося необходимым участником ядерной реакции. Такое распространение плутония по всем странам земного шара сделает более трудным контроль над распространением атомного оружия. Это может привести к тому, что атомная бомба станет орудием шантажа, доступным даже для предприимчивой группы гангстеров.
По-видимому, под угрозой энергетического кризиса люди найдут пути преодоления этих трудностей. Например, две последние трудности можно было бы преодолеть, располагая атомные электростанции на небольших необитаемых островах в океане, далеко от густонаселенных мест. Эти станции находились бы под тщательным контролем, и в случае аварии ее последствия не представляли бы большой опасности для людей. Энергией, вырабатываемой электростанцией, можно было бы, например, разлагать воду и полученный водород в жидком виде транспортировать и использовать как топливо, которое при сгорании не загрязняет атмосферу.
ААААА! Да, это твердый реализм, не бредни в виде возобновляемых источников. ЖИДКИЙ водород! Модно, просто, рентабельно!
Дальше говорится, что есть трудности с управляемым термоядом, надо продолжать трясти дерево с бананом дальше, альтернативы нет.
(4). Короче говоря, все претензии на научность, а не спекулятивность и давление авторитетом, оказались ложными, а все прогнозы сбылись наоборот: термояда нет, атом стагнирует, ветряки и панели шагают по планете. А воображаемый мир, в котором исполинские космические корабли (видимо, одноразовые) уносят в космос килотонны атомных отходов, а супертанкеры везут жидкий водород при температуре 30К (это -253С) - водород, вообще-то диффундирующий сквозь сталь, разрушая его - остается в воображении перечитавших Казанцева 50-летних советских подростков.
(5). См. заголовок.
(1). Академик настаивает, что его прогнозы носят научный, абсолютный характер, т.е. даны не на срок "до дальнейшего технического прогресса", а навсегда, основаны на фундаментальных законах физики (это, разумеется, не подтверждается при детальном прочтении текста, но служит удобным источником авторитета).
(2). Вот ключевое место:
Оптимальный расчет сейчас показывает, что снимаемая с одного квадратного метра освещенной Солнцем поверхности мощность в среднем не будет превышать 100 Вт. Поэтому, чтобы генерировать 100 МВт, нужно снимать электроэнергию с площади в 1 км2.
До этого места все не просто верно, а, действительно, основано на законах физики (в предположении, которое сбылось, что КПД не уйдет за 20 процентов; отказ от этого не сильног меняет расчеты). Но вот дальше... следите за руками, я нужное выделил болдом.
Ни один из предложенных до сих пор методов преобразования солнечной энергии не может этого осуществить так, чтобы капитальные затраты могли оправдаться полученной энергией. Чтобы это было рентабельно, надо понизить затраты на несколько порядков, и пока даже не видно пути, как это можно осуществить. Поэтому следует считать, что практическое прямое использование солнечной энергии в больших масштабах нереально.
Поистине поражает легкость перехода от "до сих пор" к "нереально" (всегда). Ну и конечно, общий убаюкивающе-авторитетный тон заставляет забыть, что нам анонсировали "неотменяемые законы природы", а тут "рентабельность" - физическая величина, неведомая ни одному справочнику для студентов или докторов наук. Видимо, секретное издание для академиков. Отдельно доставляет ария экономиста в устах деятеля из СССР, страны, преодолевшей законы экономики и заменившей их на "закон неуклонного роста благосостояния советских людей".
(3). Использование ветра, также из-за недостаточной плотности энергетического потока, оказывается экономически неоправданным.
Слава богу, тут хотя настоящее время, а не будущее. Пока оказывается. Как-то так выходи. Извините, не шмогли. Недоперевыполение планов. Отдельные недостатки кое-где.
(4). Как это уже становится общепризнанным, вся надежда на решение глобального энергетического кризиса - в использовании ядерной энергии. Физика дает полное основание считать, что эта надежда обоснованна.
Как известно, ядерная физика дает два направления для решения энергетической проблемы. (...) Электростанции на уране уже сейчас функционируют и дают рентабельную электроэнергию. Но также хорошо известно, что на пути их дальнейшего широкого развития и перевода всей энергетики страны на атомную энергию лежит необходимость преодоления трех основных трудностей:
1. Шлаки от распада урана являются сильно радиоактивными, и их надежное захоронение представляет большие технические трудности, которые еще не имеют общепризнанного решения. Самое лучшее было бы отправлять их на ракетах в космическое пространство, но пока что это считается недостаточно надежным. Зато офигительно рентабельно и технически реализуемо, не то что ветряки и солнечные панели.
2. Крупная атомная станция на миллионы киловатт представляет большую опасность для окружающей природы и в особенности для человека. В случае аварии или саботажа вырвавшаяся наружу радиоактивность может на площади многих квадратных километров погубить все живое, как атомная бомба в Хиросиме. Опасность сейчас расценивается настолько большой, что ни одна страховая компания не берет на себя риск таких масштабов.
3. Широкое использование атомной электроэнергии приведет также к широкому распространению плутония, являющегося необходимым участником ядерной реакции. Такое распространение плутония по всем странам земного шара сделает более трудным контроль над распространением атомного оружия. Это может привести к тому, что атомная бомба станет орудием шантажа, доступным даже для предприимчивой группы гангстеров.
По-видимому, под угрозой энергетического кризиса люди найдут пути преодоления этих трудностей. Например, две последние трудности можно было бы преодолеть, располагая атомные электростанции на небольших необитаемых островах в океане, далеко от густонаселенных мест. Эти станции находились бы под тщательным контролем, и в случае аварии ее последствия не представляли бы большой опасности для людей. Энергией, вырабатываемой электростанцией, можно было бы, например, разлагать воду и полученный водород в жидком виде транспортировать и использовать как топливо, которое при сгорании не загрязняет атмосферу.
ААААА! Да, это твердый реализм, не бредни в виде возобновляемых источников. ЖИДКИЙ водород! Модно, просто, рентабельно!
Дальше говорится, что есть трудности с управляемым термоядом, надо продолжать трясти дерево с бананом дальше, альтернативы нет.
(4). Короче говоря, все претензии на научность, а не спекулятивность и давление авторитетом, оказались ложными, а все прогнозы сбылись наоборот: термояда нет, атом стагнирует, ветряки и панели шагают по планете. А воображаемый мир, в котором исполинские космические корабли (видимо, одноразовые) уносят в космос килотонны атомных отходов, а супертанкеры везут жидкий водород при температуре 30К (это -253С) - водород, вообще-то диффундирующий сквозь сталь, разрушая его - остается в воображении перечитавших Казанцева 50-летних советских подростков.
(5). См. заголовок.
no subject
"Академик настаивает, что его прогнозы носят научный, абсолютный характер, т.е. даны не на срок "до дальнейшего технического прогресса", а навсегда"
Он как раз не исключает возможности того что солнце будет источником энергии буквально в следующем предложени он пишет:
"Конечно, не исключено, что со временем будет найден фотохимический процесс, который откроет возможность более эффективно и проще превращать солнечную энергию в химическую, чем это происходит сейчас в природг Такой процесс химического накопления будет иметь еще то большое преимущество, что даст возможность использования солнечной энергии вне зависимости от изменения ее интенсивности в продолжение дня или времен года."
Тоесть унего взгляд не абсолютисткий.
no subject
Правду сказать, технологии накопления водорода, не требующие его сжижения, есть уже вот прямо сейчас, только одна проблема - лучшие накопители водорода - это металлы платиновой группы, а они, как бы это сказать, стоят денег. ;)
no subject
no subject
no subject
Тоесть ваши колкости в его адресс мне кажеться не заслужены.
no subject
no subject
no subject
Нельзя выдавать свои спекуляции за науку.
no subject
no subject
Всё-таки если говорилось о бесперспективности солнечных батарей, то вполне понятно что именно речь шла о бесперспективности солнечных батарей. Ну и ветряков.
no subject
(кстати, даже я знаю, что средний по Земле поток энергии Солнца - что-то около 1400-1500 ватт на метр, а заявленные 100 ватт - это всего-навсего выход, средний для Европы. Ну так и не для Европы эта технология, она для Индии, Африки и Израиля. Европе же - ветер)
На самом деле я о другом. Буквально по-соседству с Вашим у меня во френд-ленте висит подзамочный псто на тему "какой факультет МГУ можно назвать мужским, а какой - женским". И вот я повтыкал-повтыкал на него, и вдруг понял. Ведь этот вопрос - он точно так же из прошлого, как мнение академика Капицы. Он, правда, из ещё более дремучих времён разделения школ по полу, но способ мышления-то вот он, он остался, и в современном мире просто совсем неясно, где его корни, потому что в современном мире их попросту нет.
А общественное, сука, мнение так и продолжает выносить эти копролиты в качестве неотразимых аргументов.
no subject
Плотность потока солнечного излучения на орбите Земли (за атмосферой) - 1400 Ватт на кв.метр.
Атмосфера ослабляет его процентов на 30.
Условно говоря, в ясный солнечный день на поверхности Земли примерно 1000 Ватт на кв.метр.
То есть средний поток, падающий на подвижную панель, постоянно отслеживающую Солнце, не может превышать за год в среднем 500 Ватт на кв.метр (ночью Солнце таки не светит). Если панель закреплена неподвижно - еще минус 40 процентов. То есть средние за год 300 Ватт на кв.м - это более-менее реальный предел, обусловленный только геометрией и физикой, без учета КПД и погоды.
no subject
no subject
А Капица всего лишь "предсказал" "вчера" и "сегодня" на тот момент. Проходной доклад.
no subject
no subject
https://www.theguardian.com/sustainable-business/2017/may/19/how-australia-can-use-hydrogen-to-export-its-solar-power-around-the-world
no subject
no subject
no subject
Водород ПРОСАЧИВАЕТСЯ. Метан - нет. Расходы на сжижение метана минимальны, водорода - огромны, и т.д.
no subject
(здесь например - https://mgimo.ru/files/120132/polyakova_vodorod.pdf , я дроугие источники тоже листал - цифры сходятся)
много, но не смертельно (пишут, что у СПГ эти затраты тоже порядка 20%).
энергетическая эффективность электролиза обычно примерно такая же, т.е. в сумме это привлекательности такой технологии не добавляет, но сжижение - не самое узкое место.
про просачивание - я несколько озадачен.. - я понимаю, что вязкость ниже, чем у метана, но все же не гелий.. и поиском не нашел; не дадите ссылочку, где описывается проблема?
no subject
no subject
низкая плотность у него кстати и для ракет создает проблемы; хотя массовая энергоемкость отличная, но объемная - низкая, приходится тащить через атмосферу огромный бак, как шаттл. поэтому его чаще на верхних ступенях применяют, где вес много дороже и поэтому критичнее размеров.
no subject
no subject
https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiQzserwPrVAhVkCZoKHSTNCdEQFggyMAE&url=http%3A%2F%2Fportal.tpu.ru%3A7777%2FSHARED%2Fs%2FSOCHUGOV%2FFuelCellTechnology%2F9FuelCellTechnology.ppt&usg=AFQjCNHW0ilRMwCYEZ0T1FoXVcrim1Pk2A
за все хорошее
Термоядерная энергетика оказалась трудным орешком, и финансовый саботаж человечества растянул строительство опытных установок на десятки лет. Оно, может, и к лучшему, потому что одна из проблем – управление магнитными полями в погоне за убегающими от сжатия порциями плазмы. Тут пригодится прогресс с компьютерами и силовой электроникой.
Строительство энергетических станций в удаленных районах вполне возможно: в крайнем случае всегда можно потратить энергию на синтез нефти из атмосферного диоксида углерода, и перевозить нефть трубами или танкерами.
Сыграют ли эти решения, не очевидно. Может оказаться, что против глобального потепления дешевле будет на тепловых электростанциях, аналогичных современным, закачивать образующийся диоксид углерода в глубокие водоносные пласты.
Re: за все хорошее
длинный кабель
Кабель, в который высокое напряжение закачано трансформатором на частоте 50 Гц, становится четвертьволновым излучателем при длине 300 000 км/с / 50 Гц = 6000 км
Re: длинный кабель
насколько я представляю, главное ограничение передачи энергии по кабелю на большие расстояния - электрическая прочность изоляции и соответственно довольно низкие допустимые напряжения, поэтому ЛЭП много эффективнее (хотя там да, из-за геометрии компенсация электромагнитных полей неполная и излучение есть). постоянный ток же дает в первую очередь преимущество - потому что позволяет увеличить напряжение в полтора раза при тех же геометрических характеристиках и природе изолятора.
Re: длинный кабель
"Воздушная" ЛЭП имеет меньшую погонную емкость утечки, чем кабель, но если длина – тысячи километров, становится катастрофической потеря на электро-магнитное излучение.
Это не шутка, это суровая реальность.
Re: длинный кабель
про 1/4 волны
Но предотвратить эффективное излучение в пространство на частоте 50 Гц проводника длиной 6000 км не получится.
Можно это излучение поймать и вернуть. Чем-то вроде коаксиального кабеля в масштабе 30 метров к 6000 км. Но кабель получится громоздкий.
Re: длинный кабель
no subject
no subject
Многое верно и по сей день, технические ошибки небольшие. Высокоактивные (хотя бы) отходы дешевле отправлять на Луну, чем геморроиться с ними сотни лет на Земле - но не делают из страха, что оно вдруг упадет на свою голову (хотя топить те же отходы в океане рискованным не кажется).
Существующие топливные элементы действительно страдают от низкого потока мощности - хотя появились высокотемпературные керамические, гм, элементы, достаточные для постройки мобильных энергоблоков.
Ветровая энергетика сильна только в Европе, точнее, в бассейне Северного моря с его Гольфстримом; в масштабах планеты ее целесообразность очень невелика.
С солнечной энергетикой он ошибся не сильно: у используемых массово (для дешевизны) кремниевых элементов КПД 27-28%, во времена Капицы же было 20. Главной причиной успеха фотоники стало все же подорожание ископаемой энергетики вкупе с упрощением производства панелей. Если бы не вызванные коррупцией финансовые нестабильности, триумф фотоники начался бы на десятилетие раньше.
И история с (термо)ядерной энергетикой легко объяснима. Критерий Лоусона был плюс-минус достигнут еще 20 лет назад - но термоядерный реактор оказался ЛУЧШЕ атомного как бесконтрольный производитель материалов ядерного оружия. Отдавать его всем подряд - кишка тонка, а сосредотачивать у себя производство всей мировой промышленной энергии - неэкологично и неэкономично.
Смешно, но ошибка "Пределов роста" заключалась не в оценке техники энергопроизводства, а в структуре потребления. Приводимые в ней цифры относятся к концу 60-х: как ни странно, в разгар НТР основные фонды состояли из устаревших установок 30-х, реже 40-х и ненамного лучших 50-х годов. Львиная доля мировой промышленности находилась в Европе и пострадала от недавней войны, быстрое восстановление количественных показателей было первостепенным, и даже начинающееся технологическое перевооружение (НТР) требовало, в первую очередь, не качество, а количество. (Например, чтобы ставить в краны резиновые прокладки, надо иметь хоть какой-то нефтехимзавод из тысяч тонн стали и бетона. Для обогрева дешево построенных домов без утеплителя нужны очень большие мощности.)
Распад колониальных империй лишь увеличил спрос на некачественные, но легкодоступные технологии.
Вкупе это сочетание невиданных раньше факторов и породило легенду о фантастическом веке НТР с его экспоненциальным ростом расходов (у пессимистов) и возможностей (у оптимистов). Реалистично спрогнозировать будущее без представления о реальном состоянии дел из-за отсталости тогдашней статистики, да еще и не имея теории - тогда было невозможно.
Улучшенный же учет показал, что жизнеспособность экономики очень сильно зависит от комплексирования технологий - что принципиально не было учтено в экономической модели "Пределов" или Капицы. (Новые утеплители позволяют обойтись обычно недостаточными источниками энергии. Гидроразрыв с полимерным цементированием трещин позволил добывать нефтегаз из малопроизводительных сланцевых пластов.)
no subject
Кстати, насчёт "обогрева дешево построенных домов без утеплителя". Кто-то из моих друзей (то ли lj-user wolfgrel, то ли caldeye, то ли ещё кто-то из старших коллег, у кого нет блога) рассказывал, что в Непале совершенно запросто можно встретить караван носильщиков, которые тащат на себе с самого низа (в Непале выше трёх километров всё поднимают на спинах людей или мулов, потому что кроме всего прочего на такой высоте дохнут моторы) не только чай-рис-лекарства, но и какие-нибудь современные хрени вроде солнечных скороварок, рулонов вот этого вот самого композитного утеплителя или даже полимерных газовых труб. Зачем там газовые трубы - так никто и не понял. А остальное вроде как оооочень способствует сокращению вырубки леса.
no subject
Не создавайте себе кумира - потом горько разочаровываться. Вон, Баурис - умный человек, косячит не дольше месяца в года, а такой фигни с АЭС-демократией наворотил, года два будет очухиваться (если вообще сумеет).
А пластиковые газовые трубы, похоже, используют как балки на крыши/перекрытия - и дешево, и терпимо, и по голове при землетрясе не так сильно долбанет.