Ответ на часто возникающий на АШ вопрос: «Сколько нужно электричества чтобы отказаться от бензина?». На моей памяти этот вопрос обсуждался многократно и в последний раз тут Тоже подсчитал как-то эту цифру. Увеличивать производство электроэнергии придётся в два раза. Об этом и моя статья.
Понимаю, что тема эта то по количеству комментариев весьма благодатная, может быть тему эту многократно поднимали в погоне за популярностью, но меня не количество комментариев волнует, а истина. Предлагаю в последний раз обсудить этот вопрос и зафиксировать результат.
Тезаурус:
КПД – коэффициент полезного действия, %
ДВС – двигатель внутреннего сгорания
ЭЭ – электроэнергия, кВт*часов
МТ – моторное топливо для ДВС
Т – потребление МТ в стране за год, тонн
ПЭ – годовое производство электроэнергии в стране за год, кВт*часов
Э – годовая выработка электроэнергии, требуемая для замены всего моторного топлива на транспорте в течении года с учётом КПД автомобилей с ДВС и КПД электромобилей, кВт*часов
Итак, представим, что власти обязали всех автомобилистов утилизировать свои автомобили с ДВС и приобрести вместо оных электромобили сопоставимой мощности в течении года. Тут и возникает вопрос о том сколько нужно дополнительно произвести электричества в стране чтобы полностью отказаться от использования бензина и дизельного топлива и обеспечить зарядку эквивалентного количества электромобилей. Попробуем подсчитать это количество энергии Э. Наиболее точный способ подсчёта этого количества электроэнергии – это метод энергетического баланса.
Действительно, во всех автомобилях с ДВС сжигается известное количество моторного топлива которое имеет известную теплотворную способность с известным КПД. Пришедшие на замену автомобилям с ДВС электромобили, в свою очередь, тоже имеют свой КПД использования электроэнергии затраченной на зарядку своих аккумуляторов.
Неоднократно наблюдались попытки рассчитать вышеупомянутое количество электроэнергии Э методом оценки годового среднего пробега автомобиля, его средней массы, степени гористости дорог в стране, количества пробок в городах страны и тому подобные данные. Тут следует сказать, что данные по пробегам и массам автомобилей суть данные вторичные и неточные. Гораздо проще оценить количество электроэнергии по количеству сожжённого моторного топлива, его теплотворной способности и КПД процессов.
Вопрос:
Сколько за один год понадобится дополнительной электроэнергии Э для замены всего транспорта в РФ или в США с потребляющих моторное топливо автомобилей с ДВС на электромобили типа Тесла?
Дано:
В РФ за 2016-й год произведено за год электроэнергии ПЭ = 1 триллион кВт*часов.
В РФ транспорт поглотил за 2016-й год примерно Т = 100 миллионов тонн моторного топлива (МТ), в каждой тонне которого примерно 12000 кВт*часа.
1 триллион кВт*часов = 1*1012 кВт*часов = 1*1015 Вт*часов = 1000 ТВт*часов = 1 ПВт*часов
1 кВт*час = 3,6 МДж
Таблица соотношения единиц измерения:
величина название обозначение
103 Вт киловатт кВт kW
106 Вт мегаватт МВт MW
109 Вт гигаватт ГВт GW
1012 Вт тераватт ТВт TW
1015 Вт петаватт ПВт PW
Решение:
Автомобиль с ДВС вынужден прогревать двигатель перед началом движения и работать на холостом ходу когда он стоит в пробке. Оценочно примем долю бесполезной траты МТ на вышеперечисленные нужды в 10 % от потреблённого МТ, то есть КПД использования МТ в автомобиле с ДВС от прогревов и пробок составит 90 %.
Средний КПД транспорта с ДВС на МТ без учёта затрат на производство и транспортировку этого МТ:
КПД авто с ДВС = 30 % ( КПД ДВС 35 % * КПД трансмиссии 95 % * КПД от прогревов и пробок 90 % )
Оценочно допустим, что массы равных по мощности ДВС и электродвигателя примерно одинаковы, но электромобиль вынужден возить дополнительно большую массу аккумуляторов. В то же время в современных электромобилях реализована схема частичной рекуперации энергии при торможении. Оценочно примем, что сэкономленная энергии при рекуперации полностью потратится на перевозку дополнительной массы аккумулятора.
Средний КПД электромобиля без учёта затрат на производство и транспортировку этой ЭЭ:
КПД электромобиля = 60 % (КПД заряда-разряда аккумулятора 70 % * КПД электромотора 90 % * КПД трансмиссии 95 % )
Составим энергетический баланс. Для замены сожжённого моторного топлива в автомобилях с их КПД авто с ДВС = 30 % надо потратить Э в электромобилях с их КПД электромобиля = 60 %.
Из энергетического баланса Т*30%*12000=Э*60%, где 12000 -- теплотворная способность МТ, следовательно:
Э=6000T кВт*часов, где:
Э -- годовая выработка ЭЭ, требуемая для замены моторного топлива на транспорте, кВт*часов
6000 -- коэффициент, зависящий от КПД транспортных средств и теплотворной способности жидкого топлива
Т -- годовое потребление жидкого топлива на транспорте, тонн
Ответ:
Подставляя полученные значения, для РФ полный переход на электромобили потребует:
Э=6000*100*10в6=6*1011=0,6 триллиона кВт*часов при годовой выработке в РФ в 1 триллион кВт*часов.
То есть для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 60% существующей в РФ генерации ЭЭ.
Что с США:
Для США так же надо взять годовую выработку ЭЭ и годовое потребление жидкого топлива. КПД для РФ и США одинаковые.
Автомобилей в РФ 280 авто на 1000 чел при населении 150 млн, что соответствует примерно 40 млн. авто.
Автомобилей в США 800 авто на 1000 чел при населении 320 млн, что соответствует примерно 250 млн авто.
Электроэнергии за год вырабатывается в РФ 1000 ТВт*час.
Электроэнергии за год вырабатывается в США 4300 ТВт*час.
Для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 60% существующей в РФ генерации ЭЭ.
По пропорции 40 -- 1000 -- 60% и 250 -- 4300 -- Х%
Х = (250*1000*60%)/(40*4300) = 87,2% = примерно 90 %
Для США получается, что, переход полностью на электротранспорт потребует 90% от существующей в США генерации ЭЭ.
Дополнительные соображения:
Следует учитывать потери на передачу энергии по проводам для электромобилей и соответствующие потери при производстве и транспортировке МТ для автомобилей с ДВС.
Рассмотрим два пути сожжения нефти.
Первый путь – существующий. Их нефти произвели МТ, доставили его до заправки Дальнейший процесс энергопотребления посредством автомобиля с ДВС уже рассмотрен в этой статье.
Второй путь – альтернативный. Нефть сожгли на электростанции, выработали ЭЭ, передали её по проводам к электромобилю и зарядили аккумулятор последнего. Дальнейший процесс энергопотребления посредством электромобиля тоже рассмотрен в этой статье.
Автор знаком со способами производства ЭЭ на атомных, гидро, приливных, угольных тепловых, ветряных и солнечных электростанциях, но здесь эти способы не рассматриваются.
Оценочно примем:
КПД производства и доставки МТ к авто с ДВС = 90 % ( КПД производства МТ из нефти = 95% * КПД транспортировки МТ = 95% )
КПД транспортировки ЭЭ к электромобилю = 80% ( КПД транспортировки и трансформации ЭЭ = 85 % * КПД преобразования ЭЭ на зарядной станции = 95 % )
КПД электростанции на нефти = 50 %
Сравним, где выгоднее сжечь нефть, по первому или по второму пути. Итак:
Затраты на добычу и перевозку нефти на нефтезавод или электростанцию оценочно примем одинаковыми.
КПД первого пути = 27 % (КПД производства и доставки МТ к авто с ДВС = 90 % * КПД авто с ДВС = 30 % )
КПД второго пути = 24 % (КПД электростанции на нефти = 50 % * КПД транспортировки ЭЭ к электромобилю = 80% * КПД электромобиля = 60 % )
То есть нефть немного выгоднее сжигать в автомобилях с ДВС, чем производить из нефти ЭЭ для электромобилей.
Выводы:
1) Нефть выгоднее сжигать в автомобилях с ДВС, чем производить из нефти ЭЭ для электромобилей. Суммарный КПД использования энергии нефти в автомобиле с ДВС 27 %, а в электромобиле 24 %.
2) Замена автомобилей с ДВС на электромобили потребует кратного увеличения мощностей генерации ЭЭ. Для РФ потребуется увеличить годовую выработку ЭЭ на 70 %, а для США такая замена потребует увеличения годовой выработки ЭЭ на 90 %. Кратное увеличение мощности генерации в РФ и в США потребует десятилетий упорного труда.
3) Массовые электромобили потребуют ещё не существующего в данный момент количества лития и РЗМ для своих аккумуляторов и электромоторов. Месторождения лития и РЗМ ещё только предстоит найти и разведать.
4) Массовые электромобили потребуют большое количество меди для своих электромоторов и кратного увеличения пропускной способности линий электропередач, трансформаторов и преобразователей, что потребует дополнительного производства меди, алюминия и стали, которое в свою очередь потребует дополнительных мощностей генерации ЭЭ. Таким образом, можно принять, что в РФ и США для перехода на массовый электромобиль потребуется увеличение мощности генерации в 2 ( два ) раза.
Комментарии
Снижение КПД ДВС за счёт прогревов и пробок учтено в Статье.
Для большего представления что такое электрокар, предлагаю прочитать вот это https://www.facebook.com/vratsky/posts/1895035580514102. Владельца аккаунта представляют на geektimes - "Андрей один из первых российских «фанатов» Tesla S, один из первых привезших этот автомобиль в Москву, а потом еще несколько. Первым на «живой» машине рассказывал журналистам онлайн и оффлайн СМИ, что из себя представляет современный электрокар, такой вот энтузиаст Теслы, хорошо известный всем кого в России интересует Тесла. На его счету несколько статей по перспективам электрокаров в Европе для Форбс и коробки привезенных тесловских розеток, которые он бесплатно раздавал всем, кто брался установить у себя доступный сервис зарядки электромобилей." Т.е человек не будет топить против электротранспорта. По ссылке очень интересное обсуждение
Почему Тесла? Это грузовик на 2 тонны. Её надо по эффективности с зилом сравнивать. Есть электромобили всего спектра весов от моноколеса включительно (которое на бензине сделать, ежу понятно, невозможно).
Из упомянутого поста можно сделать вывод , что электромобиль, на данном этапе развития технологий, это пока чисто городской транспорт с ограниченными возможностями, и мечты перевода всего транспорта это только хотелки , которые не подкреплены ни чем. И тем более в статье ТС совсем не отражены расходы на перевод ифраструктуры для поддержки электротранспорта.
Автору темы.
К сожалению в расчете имеются существенные ошибки .
1. "В РФ транспорт поглотил за 2016-й год примерно Т = 100 миллионов тонн моторного топлива (МТ), в каждой тонне которого примерно 12000 кВт*часа."
Потребление топлива завышено на 50%.
Итого в РФ потребили бензина 35,4 млн т и дизеля 31 млн. т. Суммарно -66,4 млн тон.
2. "КПД ДВС 35 %"
КПД ДВС серьезно завышен. Если автор делает расчет по топливному паритету- то понятно, что нужно брать некий усредненный КПД двигателей. Т.к. в России много устаревших (не таких современных и экономичных движков) двигателей и суммарный КПД разумеется будет существенно ниже.
Не претендую на полную достоверность - но полученное значение среднего КПД ДВС в Россиив 26,4% сильно меньше указанного Вами 35%.
3. "КПД электромобиля = 60 % (КПД заряда-разряда аккумулятора 70 % * КПД электромотора 90 % * КПД трансмиссии 95 % )"
КПД электроавтомобиля занижен.
Коэффициент полезного действия заряда автомобильного аккумулятора при комнатной температуре для исправных батарей может быть принят равным 85-95% .
Электродвигатель Tesla model S имеет КПД – 95%.
Трансмиссия Tesla model S также очень проста и представляет собой одноступенчатый редуктор с КПД 98-99%.
Итоговый КПД Tesla model S «на колесе» - 94%.
Итого: (берем все значения по нижнему диапазону) - 0,85*0,94 =79,9%
4. "Подставляя полученные значения, для РФ полный переход на электромобили потребует:
Э=6000*100*10в6=6*1011=0,6 триллиона кВт*часов при годовой выработке в РФ в 1 триллион кВт*часов.
То есть для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 60% существующей в РФ генерации ЭЭ."
Здесь перепутана установленная мощность электростанций в РФ и производство электроэнергии.
Вкраце средний КИУМ электростанций в России около 50%. То есть выработку электроэнергии в теории возможно удвоить при той же мощности генерации.
Ну и соответственно , даже Ваши 60% (полученные с ошибками) - превращаются в 30%.
P.S. Что говорит о том- что если к 50% КИУМ генерации добавить 30% - т.е. получаем суммарно 80%.
Что технически вполне реализуемо и никакой дополнительной генерации не нужно строить от слова совсем.
(а если ещё -всё правильно посчитать?)
P.P.S. Перспективы замены транспортных мощностей на атомные в РФ
https://aftershock.news/?q=node/244360
"Итак, мы получили предел от 20 Гвт (военный коммунизм с общественным транспортом) до 29 Гвт (состояние на сегодняшний день)."
Предыдущие подобные темы на данном ресурсе:
https://aftershock.news/?q=node/380398
https://aftershock.news/?q=node/329097
https://aftershock.news/?q=node/294901
Нужно ещё учитывать,что дизтопливо применяется не только на автотраспорте,но и на ж/д,речном и морском транспорте ,при производстве электроэнергии.
Из 31 млн тон дизеля - статистика говорит (https://www.autostat.ru/infographics/25742/), что на автотопливо идет только 24 млн. тон.
P.S. Даже если оставить 60 млнг тон и учесть все указанные натяжки - больше чем 20% от уже существующей в РФ генерации на перевод автотранспорта не потребуется. Данные мощности есть уже сейчас (простаивают).
Спасибо за критику. Ваши аргументы курсивом, мои ответы обычным шрифтом.
К сожалению в расчете имеются существенные ошибки Итого в РФ потребили бензина 35,4 млн т и дизеля 31 млн. т. Суммарно -66,4 млн тон.
Согласен, данные по потреблению МТ часто закрытые и отличаются в зависимости от источника составления. Примем вашу цифру.
КПД ДВС серьезно завышен Средний КПД ДВС в России - 26,4%
Спорить не буду примем и эту вашу цифру.
По формуле в Статье корректируем:
КПД авто с ДВС = 22 % ( КПД ДВС 26 % * КПД трансмиссии 95 % * КПД от прогревов и пробок 0,90 % )
КПД электроавтомобиля занижен.Коэффициент полезного действия заряда автомобильного аккумулятора при комнатной температуре для исправных батарей может быть принят равным 85-95% .
Поспорю, нагрев при зарядке, саморазряд при хранении. Потребность охлаждения при заряде. Для условий электромобиля с его попытками рекуперации и ежеминутными зарядками-=разрядками вернее все таки принять мои 70 %. Как бы ещё ниже не получилось. Соглашайтесь. :)
Электродвигатель Tesla model S имеет КПД – 95%
Спорить не буду, раз Тесла сказала, примем это за правду.
Трансмиссия Tesla model S также очень проста и представляет собой одноступенчатый редуктор с КПД 98-99%.
Почему простая, те же редуктор с шестернями, предлагаю остановиться на моих 95 %.
Итоговый КПД Tesla model S «на колесе» - 94%. Итого: (берем все значения по нижнему диапазону) - 0,85*0,94 =79,9%
По формуле в Статье корректируем:
ПД электромобиля = 63 % (КПД заряда-разряда аккумулятора 70 % * КПД электромотора 95 % * КПД трансмиссии 95 % )
Э=6000*100*10в6=6*1011=0,6 триллиона кВт*часов при годовой выработке в РФ в 1 триллион кВт*часов.
То есть для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 60% существующей в РФ генерации ЭЭ."
Здесь перепутана установленная мощность электростанций в РФ и производство электроэнергии
В Статье нигде не говорилось о мощности электростанций. В энергобалансе учитывались количества энергии, а не мощность.
Итак, скорректируем баланс:
Составим энергетический баланс. Для замены сожженного моторного топлива в автомобилях с их КПД авто с ДВС = 22 % надо потратить Э в электромобилях с их КПД электромобиля = 63 %.
Из энергетического баланса Т*22%*12000=Э*63%, где 12000 -- теплотворная способность МТ, следовательно:
Э=4190T кВт*часов, где:
Э -- годовая выработка ЭЭ, требуемая для замены моторного топлива на транспорте, кВт*часов
4190 -- коэффициент, зависящий от КПД транспортных средств и теплотворной способности жидкого топлива
Т -- годовое потребление жидкого топлива на транспорте, тонн
Скорректируем Ответ:
Подставляя полученные значения, для РФ полный переход на электромобили потребует:
Э=4190*66,4*106=2,8*1011=0,28 триллиона кВт*часов при годовой выработке в РФ в 1 триллион кВт*часов.
То есть для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 28% существующей в РФ генерации ЭЭ.
Скорректируем что с США:
Для США так же надо взять годовую выработку ЭЭ и годовое потребление жидкого топлива. КПД для РФ и США одинаковые.
Автомобилей в РФ 280 авто на 1000 чел при населении 150 млн, что соответствует примерно 40 млн. авто.
Автомобилей в США 800 авто на 1000 чел при населении 320 млн, что соответствует примерно 250 млн авто.
Электроэнергии за год вырабатывается в РФ 1000 ТВт*час.
Электроэнергии за год вырабатывается в США 4300 ТВт*час.
Для РФ переход полностью на электротранспорт потребует увеличения на 60% существующей в РФ генерации ЭЭ.
По пропорции 40 -- 1000 -- 28% и 250 -- 4300 -- Х%
Х = (250*1000*28%)/(40*4300) = 40,6% = примерно 40 %
Для США получается, что, переход полностью на электротранспорт потребует 40% от существующей в США генерации ЭЭ.
Ну вот, в споре рождается истина. Для РФ надо увеличить производство электроэнергии как минимум на 28 %. Без учёта аргументов изложенных в дополнительных соображениях.
Э нет, так не пойдет. Дополнительные соображения тут принципиальны. Избытка установленных мощностей НЕТ. Это РЕЗЕРВ. У нас он больше, ввиду износа советских ещё (и даже с царских времен!) генерирующих, у пиндосов меньше (зато нет единой энергосистемы). Но уменьшать % резервирования нельзя, иначе веерные отключения, блэкауты и ..... незаряженные электрокары на приколе. Следовательно, нужно строить новые энергоблоки. Но для их строительства тоже нужна энергия. Следовательно, нужно построить не на 28% электростанций больше, а на 40% (пиндосам - на 50%). Причем сначала нужно ЗАТРАТИТЬ дополнительную энергию, а кроме как из резерва генерации её взять негде. И сначала строительство ради строительства, а только затем строительство ради генерации.
Итак, переход на электротранспорт в первую очередь ознаменуется отключениями и блэкаутами. Приехали экологичненько.
Избытка установленных мощностей НЕТ
Посмотрите годовой отчёт системного оператора СО ЕЭС за 2016 год.
Там приведена структура генерации РФ с точки зрения резервов.
Из 236 ГВт мощностей за вычетом резерва и ограничений по выдаче мощности - располагаемая в системе мощность около 191 ГВт.
А пик за год - 157 ГВт.
Избытка мощности нет говорите?
Да, я говорю. А Вы тупите. Избыток могщности является неснижаемым РЕЗЕРВОМ. Для северной страны России весьма актуально. И становящ0ейся северной страной Пинидосии - тоже.
Специально же написал про отчет СО ЕЭС.
Все равно одаренные голословно несут бред в массы.
http://so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/disclosure/2017/ups_rep...
Отчет о функционировании ЕЭС России в 2016 году
Страница 6 - максимум мощности (пиковый) в энергосистеме РФ -это 157,4 ГВт в 2012 году.
Страница 25 - Балансы мощности в часы прохождения годовых максимумов потребления в 2015 и 2016 годах
Рабочая мощность в 2016 -202.2 ГВт при пике в 151,1 ГВт.
С учетом всех резервов, ремонтов и ограничений.
Калькулятором пользоваться умеете?
P.S. Учите матчасть - прежде чем начинать бредить про нехватку мощностей.
Следовательно, нужно строить новые энергоблоки. Но для их строительства тоже нужна энергия. Следовательно, нужно построить не на 28% электростанций больше, а на 40% (пиндосам - на 50%). Причем сначала нужно ЗАТРАТИТЬ дополнительную энергию, а кроме как из резерва генерации её взять негде
Это не соответствует действительности. Мягко говоря.
Мощность требующаяся для энергоснабжения площадки строительства - это пара процентов от мощности строящейся станции.
Для запущенной недавно Маяковской ТЭС мощностью 160 МВт - мощность трансформаторов временных ТП была менее 5 МВА. А использовалось реально и того меньше.
Да Вы шо? А мужики-то и не знают. Корпус реактора из хлебного мякиша лепят, а не сталь в Электроуглях плавят, экскаваторы на Святом Духе до сих пор работают, а не на соляре, рабочие при лучине сидят, в общем довольно утомительно стало общаться с людЯми, столь далекими от реального производства, да ещё и с кругозором крота.
Да Вы шо? А мужики-то и не знают. Корпус реактора из хлебного мякиша лепят ..
Ну, давайте расскажите мне, какая мощность на самом деле подводилась к строительной площадке Маяковской ТЭС.
Жду ответа как соловей лета (с)
P.S. Корпус реактора, собирается из отдельных частей, произведенных на заводе, к которому все энергомощности давно подведены и построены. Чего здесь нового потребуется?
Заканчивайте бредить.
Неужели что-то доходить стало, прям в процессе написания коммента?))))
Мало подвести, нужно ещё и подать. А где взять? В розетке, вестимо. А кого тогда обездолить? Начнем с Вас. Вот для Вас и надо построить новую станцию.
Мало подвести, нужно ещё и подать. А где взять? В розетке, вестимо. А кого тогда обездолить?
Ещё раз и медленно.
В РФ сейчас - простаивает без дела больше 50 ГВт энергомощностей с учетом всех резервов, ремонтов и ограничений.
Без учета - более 80 ГВт простаивает из 230 Гвт-это 35% от всей мощности.
Кого Вы там собираетесь обездолить? Какие новые станции Вам нужны - при таком избытке?
Мощность девать некуда.
почему 50 ГВт? вы что четко в годовой пик потребления собираетесь чтоли заряжать? тут вроде ночью собираются заряжать, так считать надо сколько ночью простаивает, а там все 100ГВт .
почему 50 ГВт?
Взял самый неблагоприятный случай - максимума нагрузки на энергосистему РФ.
Реакторная установка ВВЭР-1200 (реактор, парогенераторы, КД, САОЗ, ГЦН, ГЦТ и т.п.) весит ~4400 тонн, при ее изготовлении нужно ~9000 тонн заготовок. Гугл говорит, что при выплавлении стали в электропечах расход э/э от 300 до 400 кВт*ч/тонна, по максимуму получается 3,6 ГВт*ч на выплавку всех заготовок. Пусть даже еще 2х столько нужно для превращения слитков в конечные изделия - расход энергии равен выработке ВВЭР-1200 за 9 часов. Это даже не 0,001% общей выработки АЭС за срок эксплуатации.
В России более 20 ГВт мощностей не используются ни для генерации, ни для резервирования. Просто простаивают.
А сколько нужно по-Вашему зарезервировать? На случай крупной аварии (СШГЭС), холодной зимы или "ограниченного удара"? Найдется хоть один наглец, который решиться назвать точную цифру? Только дурак может.
Вот в Германии вся мощность "быстрых" ГЭС используется для компенсации провалов зеленой генерации. ВСЯ. Больше резервов у Вас НЕТ. Один пожар на мощной подстанции - и пожалте в блэкаут, причем без транспорта. . Пока снимут с консервации угольные блоки или купят у России избыток.
А сколько нужно по-Вашему зарезервировать? На случай крупной аварии (СШГЭС), холодной зимы или "ограниченного удара"? Найдется хоть один наглец, который решиться назвать точную цифру? Только дурак может.
Нормативы по резерву мощности и методики их определения в РФ общедоступны.
Зайти на сайт Системного Оператора религия не позволяет?
P.S. Выше для особо одаренных привел ссылку на годовой отчет СО ЕЭС.
Все давно посчитано.
Давно нее видел человека в таком ступоре. Даже интересно, можно ли вывести.
Попытка №...
Вам не понятно, что ОТЧЕТ = документ о ПРОШЛОМ. В котором НЕТ электрокаров. Мы рассматриваем гипотетическую ситуацию одномоментного (почти) перехода транспорта на электропитание. Наличие при этом РЕЗЕРВА генерации обязательно, его нельзя выбрать "досуха" ради идиотского желания увидеть самовзрывающиеся жоповозки на улице. . . Далее, есть ошибочный тренд, заданный ТС, рассмотревшим только Россию и Пиндосию. А остальной мир, в котором резервов практически НЕТ? Думаете, строительство дополнительных 28% (а по -моему и всех 40%) НОВЫХ электростанций в России пойдет на-ура, в сфероконическом вакууме? Нихрена, весь мир будет на коленках как в 30-е годы строить э/с. А русским придется пожертвовать в их пользу железом, цементом, РЗЭ, медью и т.д. Ах, не отдадите... Но тогда к чему весь базар за электрокары, если ездить на них можно будет только по самой неподходящей для них стране в мире?
Чувствую, что не убедил. Но формулировать четче нет времени, работаю, знаете ли 7 дней в неделю, пенсия такая попалась, блин.
не порите чушь, ей больною
достоинство объединенных энергосистем как раз в том и состоит, что чем больше станций в системе, тем меньше резервов нужно.
К примеру, если станция одна, мощностью 1000 МВт, то рядом должна стоять такая-же в резерве, т.е. резервировано 100%.
Если в системе 10 станций по 1000 МВт, то в резерве... все равно должна быть одна станция 1000 МВт, на случай выхода из строя любой из эти 10.
Сейчас вроде изменили нормы, и рядом с этими 10-ю станциями должна стоять не 1000 МВт, а 2000 МВт.
Но для системы это некритично.
Поэтому если система РАЭ ЕЭС имеет мощность 240 ГВт, то в резерве (по старым нормам) должна быть мощность, равная самой мощной работающей станции. Правда с учетом ограничений перетоков по существующим ЛЭП, это значение больше, чем теоретически необходимое, но далеко не 10-20 ГВт.
Надо же, такой "умный", а не представляете, что мне это всё известно, просто я иду дальше и вижу безрадостную картину маслом.
. РАО ЕС разваливается на глазах на отдельные фрагменты, старые мощности физически изношены и постепенно выходят даже из резерва, с пропихиванием "зелени" неизбежно все оставшиеся резервы будут брошены на её компенсацию, на авто просто ничего не останется, с ростом зелени и электрокаризации на Западе и, особенно, на Востоке у владельцев сеьей будет все больше соблазна отправлять э/э туда. Уж если сейчас идет идиотская компания по установке и замене счетчиков в РФ, то дальше будет только хуже. Хлопцы сказывали: в Китае строятся 20-этажные гаражи, к каждому м/м подведен кабель в руку толщиной. Откуда миллирд китайских авто возьмут энергию? Я ответ знаю, Вы - догадайтесь.
РАО ЕС уже столько лет разваливается, что никак развалится не может, и по ДПМ за последние годы понастроили столько новых мощностей, что КИУМ энергетики 65% стал.
А Росатому вроде и надо где-то новый БН-1200 строить, но никак решить не могут, где же его построить: энергии хватает.
В моей математике так. КИУМ 50%. Увеличиваем выработку электричества на 30%. Получаем КИУМ 50*1,3=65%. Все же почти не нужно увеличивать мощности, такой правильнее вывод.
В моей математике так. КИУМ 50%. Увеличиваем выработку электричества на 30%.
Нет не так. Не "увеличиваем выработку на зо%", а увеличиваем количество использования часов максимальной мощности на 30% от года.
Сейчас КИУМ средний по электростанциям РФ 50% и мы вырабатываем за год 1000 млрд КВт час электроэнергии.
Если дополнительно требуется 600 млрд КВт час электроэнергии - то это будет соответствовать увеличению КИУМ на 30% до 80%.
Это не так. Поскольку КПД мотора зависит от режима движения, следует умножать расход как минимум на 2.
Коэффициент будет (средний расход в городском цикле)/(расход при экономичном движении)
Например, на моей машине, средний расход этой зимой порядка 17л/100км, в то время как движение по трассе с постоянной скоростью даёт 6.5 литров.
Т.е. в моей машине коэффициент будет 2.6 - т.е. мой расход бензина надо делить на 2.6 - для учёта реальной среды эксплуатации, что бы потом пересчитывать чисто по энергии, и уже потом говорить о КПД механической системы
В РФ за 2016-й год произведено за год электроэнергии ПЭ = 1 триллион кВт*часов.
Что этот показатель значит? Сколько с генерировали эл. энергии мощности РФ? Или сколько потребитель израсходовал на свои нужды. Напомню, что не не всё сегенерированое эл. энергия потребляться.
Напомню, что не не всё сегенерированое эл. энергия потребляться.
Альтернативная физика?
В каждый момент времени количество сгенерированной электроэнергии равно количеству энергии потребленной.
Обычно в отчетах указывают два показателя:
Выработка электроэнергии электростанциями ЕЭС России в 2016 году составила 1048,5 млрд. кВтч.
Потребление электроэнергии в 2016 году составило 1026,9 млрд. кВтч.
Разница- это потребление собственных нужд электростанций, потребленная электроэнергия- то что ушло с шин станции в энергосеть.
Альтернативная физика?
Вопрос терминологии...
Обычно в отчетах указывают два показателя:
Ну, так вопрос не по отчётам. Вопрос по тому как это считается. К примеру есть в городе не маневровая тепловая станция (в соседням районе запасные мощности) с установлено мощностью 10 МВт днём (10ч) в городе нагрузка. эл. энергии 10 МВт, вечером-утром (4ч.) 8 МВт, ночью (10ч) 5 МВт. Вопрос, что учитывают в этих показателях? 100 МВт*ч+ 32 МВт*ч+50 МВт*ч=182 МВт*ч выработка электроэнергии электростанцией городу? При этом по сколько эл. станция не может быстро наращивать мощности, то держит постояны котлы нагретыми чтоб всегда дать в город мощность 10 МВт. При для выработки 1 МВт мощности надо сжечь 0,5 т. угля в час. Станция потребляет в сутки 5 т угля в независимости сколько потребит город 100 МВт*ч или 240 МВт*ч. Я просто не знаю как это правильно называется. Коэффициент использования установленной мощности станции вроде не совсем то.
Полная загрузка электростанции считается из расчета 8600 часов в год при 100% использовании мощности. Т.е.в сутки 10 МВт*24 = 240 Мвт*ч.Если Ваша станция будет вырабатывать каждые сутки 182 МВт*ч,то годовой КИУМ составит 0,758. Ваше утверждение,что станция потребляет 5 т угля в сутки вне зависимости от выработки не соответствует действительности.
Пройдемся по дополнительным соображениям.
Дополнительные соображения:
Рассмотрим два пути сожжения нефти.
А зачем сжигать нефть? Если можно тупо нефть продать или переработать и продать нефтепродукты, а на вырученные деньги закупить газ или уголь и уже их сжечь.
Это намного эффективнее по деньгам. Рассматривать идиотские варианты ИМХО не стоило.
>Оценочно примем:
КПД производства и доставки МТ к авто с ДВС = 90 % ( КПД производства МТ из нефти = 95% * КПД транспортировки МТ = 95% )
Вот это реально интересный вопрос. Откуда взялась цифра КПД производства нефти в 95%?
(был у меня вариант оценить энергетический КПД производства нефти -взяв данные по некому крупному НПЗ и посмотреть суммарный выход в тон. нефтепродуктов и суммарное энергопотребление завода. Но что то в открытом доступе такой информации пока не находил)
И опять же сразу возникают вопросы - по затратам энергии на производство различных присадок и масел к топливу, катализаторов для системы газовыхлопа. Обычно эти затраты не учитывают.
> КПД транспортировки ЭЭ к электромобилю = 80% ( КПД транспортировки и трансформации ЭЭ = 85 % * КПД преобразования ЭЭ на зарядной станции = 95 % )
К 2013 году потери составили всего 11%. http://www.sro-eo.ru/data/Doki_SRO/enes2015_doklad_see_vve.pdf
Сейчас для ФСК и МРСК Центра и Северо-Запада (берем как самые густонаселенные регионы России - с самыми большими показателями кол-ва автомобилей на душу населения) - суммарные потери составляют сейчас не более 8-9%.
Нормативы потерь всё время снижаются. Неуклонно.
> КПД электростанции на нефти = 50 %
Спорный показатель. (Если только как средний показатель всей генерации, разных типов)
Если берем современную ПГУ на газе - то КПД по электричеству -55-60%.
С другой стороны если брать ТЭЦ - то там КПД по электричеству максимум 35-40%. Плюс 35-40% КПД по тепловой энергии (который в расчете не учитывается- но данное тепло можно использовать).
> КПД первого пути = 27 % (КПД производства и доставки МТ к авто с ДВС = 90 % * КПД авто с ДВС = 30 % )
КПД второго пути = 24 % (КПД электростанции на нефти = 50 % * КПД транспортировки ЭЭ к электромобилю = 80% * КПД электромобиля = 60 % )
То есть нефть немного выгоднее сжигать в автомобилях с ДВС, чем производить из нефти ЭЭ для электромобилей.
С учетом поправок - выгоднее сжигать нефть на станциях.
> Выводы:
2) Замена автомобилей с ДВС на электромобили потребует кратного увеличения мощностей генерации ЭЭ. Для РФ потребуется увеличить годовую выработку ЭЭ на 70 %, а для США такая замена потребует увеличения годовой выработки ЭЭ на 90 %. Кратное увеличение мощности генерации в РФ и в США потребует десятилетий упорного труда.
Резервные мощности есть уже сейчас.
Ну и даже если бы их не было - то ни о каких десятилетиях труда речи идти не может. 30-40 ГВт мощностей даже в России вполне вводят (без особого напряга) за 10 лет. (За предыдущие 10 лет примерно было введено 30 ГВт новых мощностей).
Китай столько вводит за год.
> " 4) Массовые электромобили потребуют большое количество меди для своих электромоторов и кратного увеличения пропускной способности линий электропередач, трансформаторов и преобразователей, что потребует дополнительного производства меди, алюминия и стали, которое в свою очередь потребует дополнительных мощностей генерации ЭЭ. Таким образом, можно принять, что в РФ и США для перехода на массовый электромобиль потребуется увеличение мощности генерации в 2 ( два ) раза."
Про медь не надо - её достаточно. При этом почему не учитывем, что срок службы электродвигателя намного превышает срок службы ДВС. Тут наоборот произойдет уменьшение количества требуемого металла на двигатели ДВС.
Пропускная способность линий 220-750 кВ достаточна (также мощности по передаче простаивают (незагружены). Возможно придется, что то расширять на среднем напряжении 35-10 кВ и низком напряжении. Но это решаемый вопрос.
А зачем сжигать нефть?
Просто сравнивалось два способа переработки этой нефти.
Вот это реально интересный вопрос. Откуда взялась цифра КПД производства нефти в 95%?
Умозрительно, по Менделееву. Стоит НПЗ, к нему подходит ЛЭП как к микрорайону и факел горит, как весь газ к этому же микрорайону. На входе и выходе несколько составов нефти и нефтепродуктов в сутки. Явно тут не КПД 50 %, а выше. :)
И опять же сразу возникают вопросы - по затратам энергии на производство различных присадок и масел к топливу, катализаторов для системы газовыхлопа. Обычно эти затраты не учитывают.
Это копейки, подсобное производство НПЗ.
Сейчас для ФСК и МРСК Центра и Северо-Запада (берем как самые густонаселенные регионы России - с самыми большими показателями кол-ва автомобилей на душу населения) - суммарные потери составляют сейчас не более 8-9%.
Скорее всего это чистые потери в высоковольтной ЛЭП. Без низковольтной части и без трансформации. Трансформатор гудит и греется, а ЛЭТ греются и шевелят волосы.
КПД электростанции на нефти = 50 % Спорный показатель. (Если только как средний показатель всей генерации, разных типов)
Это средний показатель по отрасли.
С учетом поправок - выгоднее сжигать нефть на станциях
КПД обоих процессов примерно одинаковые, всё дело в дополнительных соображениях.
Резервные мощности есть уже сейчас. Ну и даже если бы их не было - то ни о каких десятилетиях труда речи идти не может. 30-40 ГВт мощностей даже в России вполне вводят (без особого напряга) за 10 лет.
КУИМ станций не 100 %, если это было достижимо, то никто не строил бы лишних станций.
Про медь не надо - её достаточно. При этом почему не учитывем, что срок службы электродвигателя намного превышает срок службы ДВС
Медь при её производстве наносит природе намного больший вред, чем сталь. Массы ДВС и электромотора одинаковой мощности сопоставимы. В электромоторе намного большая, чем в ДВС доля меди. Срок службы зависит от морального устаревания.
Пропускная способность линий 220-750 кВ достаточна (также мощности по передаче простаивают (незагружены).
Та же ситуация, что и со станциями. КУИМ ЛЭП не может быть 100%. При увеличении производства ЭЭ придётся и пропорционально увеличивать количество ЛЭП.
Возможно придется, что то расширять на среднем напряжении 35-10 кВ и низком напряжении. Но это решаемый вопрос.
В Москве, например, вообще нет технической возможности увеличить пропускную способность низковольтных кабелей. Тут о каждой районной подстанции в центре рапортуют как о большом достижении. Земля вся поделена, дорогая и коммуникации в несколько слоёв. Привезти ночью бензин на заправку намного легче и дешевле.
=Вот это реально интересный вопрос. Откуда взялась цифра КПД производства нефти в 95%?Умозрительно, по Менделееву. Стоит НПЗ, к нему подходит ЛЭП как к микрорайону и факел горит, как весь газ к этому же микрорайону. На входе и выходе несколько составов нефти и нефтепродуктов в сутки. Явно тут не КПД 50 %, а выше. :) =
Тут как раз удобно считать по денежной составляющей.
Стоимость разгонки 1 т нефти на составляющие около 50 долларов. Т.е. по оптовой цене это 1 МВт*ч электроэнергии в эквиваленте. Нефть имеет теплоту сгорания 45 МДж/кг, или 45 000 МДж/т. 1 МВт*ч электроэнергии - это 3600 МДж. С учетом КПД ТЭС в 40%, для получения 1 МВт*ч электроэнергии (3600 МДж электроэнергии) надо потратить 9 000 МДж. Отношение 9000/45000 дает значение 0,2.
Т.е. для перегонки 1 т нефти на продукты необходимо затратить 20% энергии этой нефти. Итого КПД=80%.
Но это на все продукты перегона. Если относить только к автомобильному топливу, списывая гудрон, мазут и т.п., КПД будет еще меньше.
У вас сильно занижен КПД электромобиля. Во-первых, вы зачем-то дважды посчитали одну и ту же величину. КПД аккумулятора и КПД заряда-отдачи - это одно и то же. Произведением двух цифр она получилась 0,63. Можно заглянуть в ТТХ поставляемых на рынок Tesla Powerwall, у них КПД 87%. Или вы хотели саморазряд таким образом учесть? В любом случае, 70% КПД даже у китайских повербанков - нонсенс.
Далее, у вас завышены потери при транспортировке и трансформации электроэнергии. В сетях России они составляют 11%. Норма США и Европейских стран ~7%.
Далее, у вас завышен КПД ТЭС на нефти. 50% и выше - это к парогазовым установкам, gas combined cycle по буржуйски. Я не знаю ни одной такой ТЭС в России, которая бы работала на мазуте. Собственно, сходу на мазуте припоминаю только Байконурскую ТЭЦ. Там двойного цикла нет. Так что берите 35-40%
И ещё вопрос по цифрам добычи и переработки нефти. Очень завышенными выглядят, особенно по переработке.
У вас сильно занижен КПД электромобиля. Во-первых, вы зачем-то дважды посчитали одну и ту же величину. КПД аккумулятора и КПД заряда-отдачи - это одно и то же.
Дважды не считал, посмотрите внимательней. Хотел учесть саморазряд, поддержание температуры аккумулятора.
Произведением двух цифр она получилась 0,63. Можно заглянуть в ТТХ поставляемых на рынок Tesla Powerwall, у них КПД 87%. Или вы хотели саморазряд таким образом учесть? В любом случае, 70% КПД даже у китайских повербанков - нонсенс.
Хотел учесть саморазряд, поддержание температуры аккумулятора. Вообще подсчитывался КПД по принципу на входе потратили энергию на зарядку, на выходе получили энергию на передвижение электромобиля. Смотрите внимательней. Ясно, что в конце концов вся эта энергия превратится в тепло на 100 %.
Далее, у вас завышены потери при транспортировке и трансформации электроэнергии. В сетях России они составляют 11%. Норма США и Европейских стран ~7%.
Буду благодарен за ссылку. Не идёт ли у вас речь только о высоковольтной передаче по ЛЭП?
Далее, у вас завышен КПД ТЭС на нефти. 50% и выше - это к парогазовым установкам, gas combined cycle по буржуйски. Я не знаю ни одной такой ТЭС в России, которая бы работала на мазуте. Собственно, сходу на мазуте припоминаю только Байконурскую ТЭЦ. Там двойного цикла нет. Так что берите 35-40%
Выше рассматривали этот вопрос. Для средней по отрасти цифра корректная.
И ещё вопрос по цифрам добычи и переработки нефти. Очень завышенными выглядят, особенно по переработке.
Тоже выше рассматривалось. Была корректировка до примерно 65 миллионов тонн в год потребления.
Напрасно вы это сказали. И каково же полезное действие электромобиля, стоящего ночью при -20 и сосущего электричество, чтобы не сдох его никчемный аккумулятор? А я утром сел в свой насквозь промороженный автомобиль, потарахтел на ХХ секунд 30 и поехал - не разделяю страхи тех, кто греет свои автомобили по 10-15 минут.
Ну, а про +60 в автомобиле днем, которые будут вот уже скоро, аж вспоминать неудобно. Положите свой айфон под лобовое стекло солнечным днем и доложите о результатах - поржем всем АШ с видео, как будут тушить ваш автомобиль. Так что не смешите, пожалуйста, своим коэффициентом ИБД (имитации бурной деятельности) электромобиля.
Пару ремарок:
Годный срач. Ахтунг - пахнет трольчатиной! Автор, нет ли в обсуждении упырей? Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за день.
Ваши расчеты точны с"инженерной точностью", прпимерно столько и другие авторы насчитывают. Так что единственное, что Вы внесли в тему - подтверждение психологического момента - кто не умеет считать, тот на диване с компом ВЕРУЕТ. Кто считать умеет - ит так в курсе.
А вот история не с дивана, а из жизни (старый я, примеров имею). В моем годском доме вдруг на стоянке 5 лет назад гордо засветился эхлектрокар. Всего несколько дней, особого интереса не вызвал: дом заселен либо тупыми бандитами,, либо грамотными менеджерами типа НПО Энергия.
Поблистал. Исчез.
Год назад (жена была дома), пришли судебные приставы и слезно умоляли побыть понятой при описи квартиры. Того самого бизнесмена с электрокаром. Разорился пацан.
Не собираюсь проводить прямую причино-следственную связь между каром и описью имущества, но вот между каром и качеством мозгов владельцев она очевидна.
НПО Энергия
Если вы в Королёве, то мы земляки. :)
Не, "не мир тесен, а слой тонок". Я в Питере, рядом ЦНИИ РТК, Лопота.В.А и т.д.
Не апологет электротелег. Но.
КПД ДВС в реальном цикле эксплуатации завышено довольно прилично, при том, что общий КПД электрокара с аккумуляторами, считаю близким к истине.
В целом мне нравится такой подход. По крайней мере он полезно более аргументирован, чем бла-бла-бла некоторых на АШ. Спасибо.
ПЫСЫ: Измеренная динамометром по прямой при буксировке автомобиля весом в 1т. на скорости 80-100км/ч сила - 250 ньютон. При буксировке, ес-но, сопротивление воздуха ниже. Пусть (тьфу на мелочи) в реальных условиях 400Н. Тогда на путь в 100 км потребуется 40мДж. Или эквивалент 1кг бензина. Не ковыряя сильно тему, мы знаем, что среднее авто с ДВС, при этом сожжёт около 10л (7кг) бензина. Вывод КПД ДВС в реалиях около 15%, остальное в тепло.
КПД ДВС в реальном цикле эксплуатации завышено довольно прилично
Выше корректировали до КПД авто с ДВС = 22 % ( КПД ДВС 26 % * КПД трансмиссии 95 % * КПД от прогревов и пробок 0,90 % )
Измеренная динамометром по прямой при буксировке автомобиля весом в 1т. на скорости 80-100км/ч сила - 250 ньютон
Не специалист, но КПД ДВС определяют на стационарной установке. Типа калориметрической бомбы. Мотор рычит, крутит подторможенные диски в теплоизолированном баке с известным количеством воды. Вода нагревается, расход бензина и температура воды измеряются отсюда все расчёты.
При равномерной буксировке на горизонтальной дороге вы замеряете сопротивление качения плюс воздушное сопротивление. Зная сопротивление качения можно рассчитать аэродинамическое качество. Можно для этого авто и в аэродинамическую трубу засунуть.
))) Не умоляю и не спорю с 22% (на мой взгляд, то же завышенными). Я говорю о полезной работе в реальном цикле эксплуатации. Автомобиля с ДВС, как системы. Полный КПД химическая энергия горения -> работа, требуемая на преодоление того, о чём вы написали. ( механическое трение в системе, деформация резины и сопротивление воздуха). Собс-но энергия в машине только и нужна для преодоления этого.И более ни для чего (подогрев пятой точки не учитываю). На стендовых испытаниях тоже конечно можно сравнивать системы с ДВС и ЭЛ.СИЛОВЫЕ. Но строго говоря, это будет сравнение КПД силовых элементов системы а не самой системы. Хотя, при одинаковом лобовом сопротивлении и идентичности резины, работа на преодоление этих потерь у обоих и будет идентична. Остаётся чистое сравнение нагрева в чайнике))). Но именно исходя реальных условий эксплуатации, я пытался сказать, что у авто с ДВС - 15%, у авто с Эл. двиг. и батарейками - ок. 60%. Насчёт потери при передаче эл. энергии по проводам в сети, для более полного расчёта цикла, можно принять в 5% на каждые 100км. В целом мне кажется ваш расчёт, на мой взгляд, близок к истине. По поводу расчёта КПД эл.тележек, в особенности. Уж точно не выше, кто бы в чём бы вас не убеждали и то, при эксплуатации при положительных температурах (в идеальных для сравнения электротелег условиях), ибо уходя в зоны отрицательных температур всё сильно хужее. Ибо в одном случае халявное тепло на обогрев (которого и так девать некуда) а в другом, за счёт полезной энергии...
В общем краба и респект за аккуратность в расчётах физ ед. и переводах одни в другие. Глаз радует и душа отдыхает. Редкость на АШ. Спасибо!
Грубая прикидка проста. Сейчас я нажигаю 300 КВт/ч,- думаю, что это выше среднего.Покупаю ТЕСЛУ :-) Мне нужно восемь заправок по 85 КВТ/ч в месяц. Итого: я должен потребить еще порядка 700 КВт/ч, Рост - 200%. 100 % откидываем на резервные мощности, получаем - двухкратный рост генерации
Промышленность у нас вообще не потребляет ЭЭ...
Страницы