24 окт. 2017 г.

Вера в зелёную энергетику

Добрый день!

Во-первых, мне тоже очень нравится идея сохранить природу, не засорять воду и атмосферу и т.д. Идея красивая, правильная, стремиться к ней стоит. И я надеюсь, что когда-то технологии позволят её реализовать хотя бы частично.

Во-вторых, то, что мы имеем пока, часто выглядит скорее как яркая рекламная кампания или сектантство («не думай, а кричи»), чем как полезное действие. На аргумент «Природа гибнет, надо же что-то делать» легко ответить: «Да, надо, но не путём же ухудшения ситуации». Скажем, организаторы того же Часа Земли прямо декларируют, что локально эта акция вредна (т.е. приводит к росту выбросов), но её смысл в популяризации идеи.

О чём я? А о том, что за последние сутки мне уже дважды прислали такую агитку: «Илон Маск построил в Австралии солнечную батарею, которая питает 750.000 домов. Пришёл счёт за электроэнергию и получилось, что они платят 0.0029$ за 1 кВт.ч. В России платят 4 руб за 1 кВт.ч. Илон Маск сделал электричество в 24 раза дешевле» (легко найти множество перепечаток подобных текстов в сети).

В такую идею может быть приятно верить, поэтому факты проверять нет резона, так ведь? Пусть сами австралийцы видят, что цены на электричество у них в стране планомерно растут (несмотря на огромные запасы угля), пусть в Австралии из-за зажимания традиционных производителей электроэнергии регулярно нет света (см. статьи по запросу «blackout Australia», например вот пишет The Guardian: 1, 2).

Почему так? Потому что нередко «зелёная энергетика» работает так: произведём электричество очень дорого и грязно, но расходы скомпенсируем субсидиями (переложим их на угольщиков), а грязь оставим в Китае. Если позволять себе такое, то можно закрывать глаза и на отсутствие резервов, из-за чего энергосистема падает. Скажем, в статье Australia faces heightened blackout risks: electricity operator прямо говорится «The power system does not have the reserves it once had». И это не пустые страшилки, так как все австралийцы за последние годы неоднократно сталкивались с продолжительными отключениями электричества.

«Грязные» производители не могут долго работать в убыток, поэтому закрываются. А производители прерывистой энергии (солнечные панели, ветряки, приливные электростанции) не могут скомпенсировать их уход, потому что человечество пока не умеет дёшево и чисто запасать энергию. И регулировать потребление без падения уровня жизни мы тоже не умеем (мало кто ведь согласится обойтись без тёплого завтрака с горячим чаем/кофе, чтобы сгладить утренний пик потребления? или не включать кондиционер в безветренную погоду?).

А что по деньгам? На графике справа видно изменение цены электричества в Австралии (напомню, что там всегда электричество было дешёвым благодаря огромным запасам угля). Электричество естественным образом дорожает, ведь должен же кто-то оплачивать производство «бесплатной» энергии ветряками и солнечными панелями.

Есть и ещё один важный момент. Рядом с каждым источником возобновляемой энергии надо построить почти такой же по возможностям надёжный источник энергии. Например, в статье Краеугольная энергетика прямо пишут, что «непостоянный характер показателей таких источников электричества, как солнце и ветер, уже заставил немецкие власти вернуться к практике, от которой отказались полвека назад из-за нерентабельности — строительству угольных теплоэлектростанций» (там дальше ещё о росте импорта угля и т.д.).

Человечеству, конечно, надо решать и экологические проблемы, и энергетические. Но не надо обманывать людей сказками о том, что Илон Маск или кто угодно другой сделал электричество в 24 раза дешевле. Пока что возобновляемая энергетика обходится всем очень дорого, но не все это явным образом ощущают, потому что работают субсидии (см. про электромобили, например). Надеюсь, человечество найдёт возможность чисто и дёшево запасать энергию или передавать её на большие расстояния  — это сразу решит много проблем.

Хорошего дня!

21 комментарий:

  1. Тут очередной обман - пытаются так же с субсидиями сжигать мусор типа для выработки электричества, людей убеждают, что это не вредно, а на деле ПДК в Клину уже превышена.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Здесь то же самое - надо отделять эмоции от фактов. Переработка мусора - тоже важная задача. И вполне возможно, мне кажется, осуществлять её полезным для природы и инвесторов способом. Но иногда, наверное, она используется только для доступа к субсидиям, к сожалению.

      Удалить
  2. Мне тоже жалко, что я Россия не продаёт больше нефти по большей цене... Хотя простите... Я протрезвел и бред выше описанный и сравнивующий копья с ружьём - не могу читать серьёзно...

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Жаль, что Вы сторонник сжигания нефти. Мне сложно понять человека, который считает правильным сокращение невосполнимых запасов. Всё же из нефти столько всего можно сделать, что тратить её на добычу всего лишь энергии - обидный шаг. Можно спорить, насколько это оправдано в отдельных случаях, но я надеюсь, что человечество прекратит сжигание нефти задолго до того, как та кончится или её станет почти невозможно добывать.

      Удалить
  3. Ответы
    1. Спасибо за ссылку. Пока доля электрического транспорта мала, вопрос о том, где взять столько дополнительного электричества не стоит. Но во всех подобных статьях я жду раскрытия именно этой темы. Можно, конечно, рядом с крупными городами строить дополнительные электростанции, которые будут жечь те же уголь/газ/нефть (и тогда электромобили окажут негативное влияние на природу планеты, но положительное на те улицы, по которым ездят). Можно строить дополнительные блоки АЭС (но я не вижу этих планов). А можно... а что, собственно, ещё можно? Прерывистая энергетика если если и решает этот вопрос, то в весьма ограниченном наборе ситуаций.

      Удалить
  4. Судя по этому графику, в последнее время цена электроэнергии в Австралии всё-таки снижается. Кроме того, надо бы ещё выяснить, нет ли там инфляции: цены ведь могут повышаться и в этом случае. И не следует забывать, что, например, алюминий, когда его только-то научились получать, ценился наравне с золотом, но сейчас ведь это не так.

    Что же касается "дёшево и чисто запасать", то давным-давно уже придуманный способ делать это с помощью водохранилищ Вы каким считаете, чистым или грязным?

    А вообще, конечно, я считаю, что надо развивать атомную энергетику. Нефть и уголь могут и полежать, а вот радиоактивность со временем истаивает и обратно её не будет. Но люди слишком уж напуганы Чернобылем, чтобы это прокатило. Хотя вот мне интересно, почему тогда людей не беспокоят доменные печи: с ними, что, никогда никаких катастроф не происходило? Мне лично такое количество расплавленного металла и представить-то себе страшно!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Спасибо за возражения!

      Давайте попробуем проанализировать их:

      Вы пишете, что из того, что на графике за 1990-2014 видно снижение цены электроэнергии в какой-то момент, можно делать вывод о том, что она снижается и сейчас. Признаю, график не самый удачный (я хотел показать ситуацию на большом интервале времени, но подходящего графика не нашёл, поэтому выбрал график без последних трёх лет). Поэтому приглашаю Вас посмотреть на график из статьи http://smallville.com.au/business-prepared-coming-energy-crisis/ - в ней хорошо показан интервал с апреля 2016 до апреля 2017. Ещё можно взглянуть на статью http://www.afr.com/news/energyaustralia-backs-wind-solar-hikes-prices-20-per-cent-20170615-gwrp4h - в ней график за 2011-2017. Краткий вывод - электричество в Австралии дорожает, что бьёт по населению и экономике.

      Далее Вы спросили про инфляцию (мол, цены на электричество могут расти вместе со всеми остальными ценами, что было бы более-менее нормально). Это тоже простой вопрос. Инфляция в Австралии составляет около 1.8% в год (иногда 2-2.5%, но в 2016 было 1.4%).

      Что касается использования водохранилища для создания запасов энергии, то это всё же дорогое решение. Конечно, ГЭС играют огромную роль в снижении проблем от пиков потребления. Но использовать избыток энергии для закачивания воды обратно в водохранилище - это очень дорогое решение. Такие решения применяют, но не от хорошей жизни.

      Насколько чистым является создание водохранилища - вопрос. Отдельные зелёные активисты категорически против затапливания больших площадей, так как это уничтожает места обитания редких животных и приводит к массе других грязных эффектив. Поэтому однозначно называть гидроаккумулирующие электростанции чистыми сложно. Хоть идея и красивая (ещё бы КПД у них был выше).

      Я тоже сторонник развития АЭС. При этом, конечно, стоит вкладываться в исследование всех направлений, а не только этого.

      Удалить
  5. Вторая ссылка у меня не открывается: сайт сообщает, что эта статья доступна только subscribers

    Если инфляция в Австралии не более 2% в год, то получается, что, по меньшей мере, в шести городах из восьми цены на электроэнергию росли быстрее и до 2007-го года.

    Ну а изобретут ли когда-нибудь способ сохранения энергии, при котором она не терялась бы вовсе, весьма сомнительно. Насколько мне известно, в случае с водохранилищами потери составляют 10-15%, что, кстати, даже меньше, чем у обычного химического аккумулятора, хотя таковые в энергетике используют тоже.

    @ Самая крупная такая батарея была принята в эксплуатацию в 2003 году в Фэрбенксе (Fairbanks, Аляска, США); она состоит из 13 760 никель-кадмиевых элементов и присоединена через инвертор и трансформатор к сети напряжением 138 kV. Номинальное напряжение батареи составляет 5230 V и энергоемкость 9 MWh; срок службы элементов – от 20 до 30 лет. 99 % времени она работает в качестве компенсатора реактивной мощности, но может при необходимости в течение трех минут отдавать в сеть мощность в 46 MW (или в течение 15 min мощность 27 MW). Общая масса батареи составляет 1500 t, а ее изготовление обошлось в 35 млн. долларов. Имеются аккумуляторные батареи даже большей аккумулирующей способности; одна такая батарея (энергоемкостью 60 MWh) установлена в качестве резервного источника питания в Калифорнии (California, США) и может отдавать в сеть в течение 6 часов мощность 6 MW. @ http://www.eti.su/articles/electrotehnika/electrotehnika_312.html

    Редкие же животные есть не везде, и потом, существуют же и естественные озёра, где тоже воды хватает! И в этом случае хотя бы не встаёт вопрос переработки мусора, как в случае с химическими аккумуляторами.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Да, по второй ссылке сверху вылезает уведомление, что статья только для подписчиков, но его легко скрыть. Вот ссылка на график, о котором речь - http://www.afr.com/content/dam/images/g/w/s/4/b/z/image.imgtype.afrArticleInline.620x0.png/1497521332800.png

      Вы говорите о потерях в 10-15% у ГАЭС, но, насколько я знаю, у лучших из них КПД около 70%.

      Горячие аккумуляторы, о которых Вы пишете - тоже очень грязное дело, ведь добывать никель и кадмий затратно и по энергии, и по ущербу природе. А эти аккумуляторы ещё и менять каждые 20-30 лет придётся.

      Нередко бывает, что "зелёное устройство" за время своего существования производит меньше энергии, чем было потрачено на его производство. Почему же их производят? Потому что смотрят не на энергию, а на деньги (а именно, на субсидии, так как без них всё равно выгодно бывает в редких случаях - см. пример tonal ниже).

      Удалить
    2. Я говорю о потерях энергии непосредственно при использовании аккумулятора. А если химические аккумуляторы -- "грязное дело", и водохранилище тоже не годится, то как предлагается сохранять энергию вообще?

      Как-то я даже стихи написала:

      Как ватнику мне Украины жаль,
      Но в басне сей заключена мораль:
      Не скачешь --- значит, ты москаль.
      И электричество -- оно
      Об этом тоже знать должно,
      И напряжение в сети
      Должно свидомость обрести.

      Но ведь не всем же быть укропатриотами!

      Кстати, ветряки вроде как ещё и шумные, в людном месте не поставишь.

      Удалить
    3. О том и речь, что универсальных хороших технологий пока нет. Есть неплохие технологии, которые в определённых условиях оказываются выгодными.

      Из того, что ещё не перечислили: существуют механические установки для запасения энергии (например, рельсы, по которым на гору закатывают тяжёлые вагоны при избыточной генерации). Этот подход тоже имеет массу недостатков, но хотя бы не требует затопления больших площадей (т.е. достаточно локально воздействует на природу).

      Удалить
    4. Во-первых, много вагонов тоже должны занимать много места, и как бы ещё не оказалось, что водохранилище всё-таки компактней.

      Во-вторых, мне непонятно, как из такого аккумулятора получают энергию обратно, чтобы ещё и ничего не поломать. С водой-то это гораздо проще.

      Удалить
    5. Это бизнес - здесь надо считать. В определённых ситуациях такие гравитационные механические накопители оказываются более выгодными, поэтому используют именно их. Одно из преимуществ таких систем - простота, неограниченный срок хранения запасённой энергии (скажем, на ГАЭС вода может замерзать и испаряться, что усложняет планирование), почти неограниченный срок службы (если сравнивать с ГАЭС, то меньше проблем с обеспечением герметичности и т.д.). Но есть, конечно, и минусы.

      Способы снимать потенциальную энергию с грузов, спускающихся с горы, могут быть разными. Например, они могут тянуть трос, намотанный на катушку. Соответственно, вращение этой оси будет достаточно передать генератору.

      См., например, здесь - https://geektimes.ru/post/247234/.

      Удалить
    6. Насколько мне известно, ГЭС существуют и в местах с суровой зимой. До дна ни естественные озёра, ни водохранилища не промерзают, и напорный водовод просто делают ниже независимо от того, аккумуляторная это ГЭС или нет.

      Посчитать, что в результате получилось, с учётом того, насколько часто эти ветряки (вагончик запасает энергию именно от них) приходится чинить/менять, конечно, было бы хорошо, но слишком уж многие считают, что надо поддерживать новое, даже если поначалу оно и невыгодно. (Я и сама не взялась бы объяснить, что здесь не так, и почему в результате получилось то, что получилось)

      Удалить
    7. Да, конечно, можно в столь угодно суровых условиях работать, решение есть практически для любой сложной ситуации. Просто такие решения как правило всё удорожают. Вы верно заметили, что и ветряки надо обслуживать, и насосы ГАЭС выходят из строя (вода-то никогда не бывает чистой - а песок быстро всё зашлифует), и солнечные панели деградируют.

      Удалить
    8. Да, печалька.

      И следует ещё учитывать, что переселиться всем россиянам в страны с тёплым климатом, где для обеспечения того же уровня жизни надо втрое меньше средств, мировое сообщество уж точно позволит. Плюс к тому идеальные проводники бывают только в школьном учебнике физики, так что производить электроэнергию только в Сочи тоже не выйдет.

      Удалить
  6. Пока, самые экономически оправданные внедрения солнечной энергетики, К.М.К. происходят в Якутии:
    https://sdelanounas.ru/blogs/64098/
    Если внимательно читать заметку, то можно увидит экономическое обоснование: «Экономия от введения данного объекта в поселке Батагай составит 300 тонн дизельного топлива, что равно пяти железнодорожным цистернам.»
    Нужно понимать, что в те районы топливо завозится либо по зимникам, либо вертолётами. Т. е. стоимость доставки просто зверская.
    Исходя из этого опыта можно понять, что пока "зелёную" генерацию лучше всего применять вместе с традиционной - базовой, чтобы снизить затраты топлива.
    Ну и выбросы бонусом. :)
    Можно написать простую систему уравнений для решения выгодна ли будет солнечная/ветровая генерация в этом месте.
    На вскидку туда войдут такие показатели:
    Стоимость эксплуатации базовой генерации.
    Стоимость доставки топлива для базовой генерации.
    Стоимость хранения топлива для базовой генерации.
    Стоимость постройки зелёной генерации.
    Стоимость эксплуатации зелёной генерации.
    Из этого вычитаем среднюю ожидаемую зелёную генерацию. :)
    Т. е. основная идея не в том, чтобы запасать "лишнюю" выработанную энергию, а в том. чтобы экономить и так запасённое топливо.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Спасибо за хороший пример и ссылку! Кстати, другое место, где солнечные панели стоит использовать, несмотря на то, что их производство является очень грязным делом - это космос.

      В показателях, которые Вы перечислили, к слову "стоимость" почти везде стоит добавить "затраты энергии". Ведь иногда бывает, что на производство ветряка тратят больше энергии, чем он успевает произвести за время своей работы. Насколько я понимаю, это делают по той причине, что тем, кто зарабатывает на субсидиях, плевать на природу. Их дело - создать прибыльный бизнес (прибыльность будет обеспечена вливаниями из бюджета). А экология - красивое слово, чтобы обосновать эти затраты перед избирателями.

      Удалить
  7. Вот ещё хорошая подборочка по теме: http://geoenergetics.ru/vie/

    ОтветитьУдалить

Понравилась заметка? Подпишитесь на RSS-feed или email-рассылку.

Хотите поделиться ссылкой с другими? Добавьте в закладки:



Есть вопросы или предложения? Пишите письма на адрес mytribune АТ yandex.ru.

С уважением,
      Илья Весенний