taki_net: (znak)
taki_net ([personal profile] taki_net) wrote2017-08-26 09:36 pm

Пародия советской науки на саму себя

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.
shadsky: (Default)

[personal profile] shadsky 2017-08-26 09:39 pm (UTC)(link)
источники дают для водорода сотношение энергозатрат на сжижение к энергосодержанию ~ 30-40%
(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?
Edited 2017-08-26 21:43 (UTC)
mikev: (Default)

[personal profile] mikev 2017-08-28 03:10 pm (UTC)(link)
А в чем прелесть сжижения водорода? Почему нельзя транспортировать водород в газовозах под давлением?
shadsky: (Default)

[personal profile] shadsky 2017-08-28 03:43 pm (UTC)(link)
потому же, почему танкеры перевозят сжиженный, а не сжатый газ; плотность жидкого водорода и так низкая (70 кг/м^3), а сжатого до 200 атм. - примерно 17 кг/м^3. Баки высогого давления тяжелые-дорогие. Да и затраты на сжатие становятся уже сопоставимыми. насколько я представляю, криогеника vs компрессия рассматриваются как более-менее конкурирующие технологии для конечного потребителя, для автотранспорта например, но не для транспортировки больших объемов.

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.
shadsky: (Default)

[personal profile] shadsky 2017-08-28 06:13 pm (UTC)(link)
про танкеры с компрессией на знал, интересно; правда, не похоже что это преобладающий тренд.. разве что с развитием технологии композитных баков. но у водорода все печальнее: объемная плотность энегрии (MJ/l) у жидкго СПГ 19.6, у сжатого до 250 атм 9.4, у жидкого водорода 7.5, у водорода при 350 атм - 2.8, при 700 атм - 4.7 (у бензина 33.6, у метанола 15.7)
shadsky: (Default)

[personal profile] shadsky 2017-08-28 06:20 pm (UTC)(link)
вот отсюда табличка, первое, что попалось, стр. 6; я не проверял-не пересчитывал, источник авторитетным не назовешь, но вряд ли что-то особо напутано или искажено
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