Считаем энергию для электрокаров в мировом масштабе. Упражнение по арифметике

Аватар пользователя Диванный

В качестве предисловия.

В последнее время всё чаще и чаще на разных ресурсах и форумах стали попадаться статьи про электрокары типа Теслы. Статьи идут в основном восторженного свойства: машины соответствуют самым жестким экологическим требованиям, и относительно простые по конструкции, и при массовом производстве аккумуляторов будут стоить не дорого, и вообще... А на политизированных ресурсах к восторгам добавляются язвы от отдельных товарищей в сторону России, типа ватная рашка «всё – сливай вода», ещё чуть-чуть и весь мир пересядет с бензиновых машин на электрические, тогда правильные пацаны перестанут покупать у мордора нефтю и вот тогда рашке окончательно придёт карачун.

*) Пока пилил статью, некто Почтальон Печкин (которому недавно присудили пожизненный цык с гвоздями вечный бан) разместил подобного типа пост. Многие помнят сей "прекрасный" пост, а кто не читал, то вот полюбопытствуйте: Причиной следующего обвала рынка нефти станут электромобили.

*) Или вот ещё из прекрасного. В Париже на всемирной конференции по климату COP21 Великобритания, Германия, Нидерланды и Норвегия, а также несколько американских штатов после 2050 года готовы «запретить использование и продажи автомобилей на горючем топливе». Пост с этой информацией разместил gangapsh в статье: В 2050 году многие страны хотят прекратить продажи бензиновых и дизельных автомобилей.

Если есть возможность ответить, то я всегда делаю замечание и начинается короткий диалог типа:

- Ну, хорошо. Предположим, что многое из того, что написано про чудо-машины, так. А вот, где та волшебная розетка, через которую будут заправляться все чудо-машинки?

Мне отвечают:

- Ты чё, дурак? Да ты ваще знаешь, что Маск в Омериге заправляет свои автокары елестричеством бесплатно? Маск сейчас вкладывается в солнечные электростанции и ему по-барабану, елестричество всё равно дармовое.

Я спрашиваю дальше:

- И что, когда все пересядут на такие авто, он и дальше будет всех заправлять задарма?

И далее я спрашиваю:

- А Вы хоть знаете, сколько потребуется электричества для всей тучи миллионов машин?

Мне отвечают:

- Да, сколько бы ни было, всё электричество даст Солнце. А, кстати, сколько нужно энергии?


   И вот далее точный ответ я дать не могу, потому что такие цифры мне нигде на глаза не попадались. Точнее, периодически попадается инфа, что для указанных целей необходимо примерно столько же электроэнергии, сколько её вырабатывается сейчас, но расчетов нет.

  И вот я от нечего делать, академического интереса ради, задался целью сделать прикидочный расчет, сколько же нужно вырабатывать электрической энергии для электрокаров, представив гипотетический вариант, что весь наличествующий на сегодня автотранспорт в мире будет оснащён не углеводородным ДВС, а электрическим двиглом, т.е. типа авто Теслы.

*) Да, я знаю пост камрада tiriet о том, что на планете Земля нет достаточного количества ни лития, ни кобальта (статья: Размечтались: Причиной следующего обвала рынка нефти станут электромобили?) для производства столь значительного количества аккумуляторов. Но представим себе, что будут найдены другие материалы для производства аккумуляторов.

С учётом того, что АШ «повёрнут» на энергетике, здесь на АШ есть очень много спецов, которые и поправят меня, где это нужно, и сделают дополнения. После обсуждения статьи и её возможной доработки, я  смогу при ответе на последний вопрос диалога, приведенного выше, тупо давать ссылку на статью.

Итак, прокатимся поехали.

  1. Начнём с определения количества автотранспорта в мире на сегодня.

Число автомобилей, зарегистрированных в масштабах всего мира, перевалило за миллиард еще в 2010 году. Об этом стало известно благодаря исследованию, проведенному компанией Wards Auto. 

Вот, на всякий случай, ещё инфа по количеству автотранспорта в разрезе по странам, первая двадцатка:

10227.jpg

Для прикидочного расчёта возьму число  109 штук автомашин, хотя с 2010 года число машин явно выросло и на сегодня цифры чуть больше.

Но. Было бы не плохо ещё разделить машины по типам, хотя бы на легковые и грузовые, потому что для передвижения большегруза требуется по естественным физическим причинам больше энергии, чем для передвижения легкового авто. По данным федерального портала protown.ru, что для 1995 года, что для 2006 года соотношение легковых, грузовых и автобусов одно и то же: 89% легковых, 10% грузовых и 1% автобусов.

Итого по пункту 1. Для расчетов примем число легковых машин равным 9*108 штук, число грузовых машин (к ним приравняем автобусы) примем равным 108 штук.

     2. Технические характеристики электрокаров.

Такие технические характеристики, как крутящие моменты на колесах, мощность движка, время зарядки батарей, время разгона до 100 км/ч и прочие распальцовки  приводятся на рекламных страницах в изобилии, но они в данном случае не интересны. Для решения задачи меня интересует километраж выбега авто за 1 заправку на количество затраченной энергии. Я выбрал значение 420 км пробега на 85 кВт*ч затраченной энергии. Взято для модели Tesla Model S. Вроде как это значение среднее.

*) Пока писалась статья из Сингапура поступила забавная новость: Владелец Tesla Model S оштрафован властями Сингапура за превышение нормы по выбросам СО2. Власти Сингапура считают, что показатель затрат энергии для Tesla Model S составляет 444 Вт*ч/км, что отличается от официальной цифры компании Маска примерно в 2 раза в сторону увеличения. Так что …

Честно говоря, не знаю как определить нужное значение пробег/энергия для грузовых электромобилей. Все существующие в настоящее время грузовые электромобили это грузовички городского типа. Грузовиков для перевозки от 20 до 50 тн с условным названием электротягач для фуры сейчас не существует. Правда существуют движки мощностью 700 л.с., например, для авто модели  Tesla Model S P85D, которые теоретически могли бы быть использованы для такого типа машин.

Поэтому, для упрощения задачи придётся принять бездоказательное допущение, что километраж выбега больших электрогрузовиков в 3 раза меньше, чем у легковых машин. Исходил я из соотношений мощностей нынешних ДВС, стоящих на нынешних тягачах и легковых авто (что скорее всего не совсем правильно). Т.е. я принял значение 140 км пробега за 1 заправку на 85 кВт*ч затраченной энергии. Это спорная цифра и я был бы признателен, если кто-то сможет доказательно её скорректировать.

     3. Теперь определимся с числом заправок аккумуляторных батарей за год на 1 авто.

Для того, чтобы определить это число нужно определить средний пробег машин в км за год. Согласно данным аналитического агентства «АВТОСТАТ» средний пробег легкового автомобиля в России составляет 16,7 тыс.км в год.

А вот, например, средний пробег автомобиля за год в США - около 15 тыс. миль, что составляет 15 х 1,609 = 24 тыс.км. А число машин в США – примерно 1/3 от общего числа машин в мире.

Поэтому я принял значение среднего годового пробега легкового автомобиля в 20 тыс.км.

*) Ну, и потом, если Маск заправляет автокары за бесплатно, то чё не кататься то на халяву? )))

Для грузовых машин я принял значение среднего годового пробега в 50 тыс.км, хотя дальнобои накатывают и по 100 тыс.км. Много данных по среднему пробегу машин я нашел здесь.

Собственно число заправок аккумуляторов за год:

- для легковых: 20000км/ 420км/1заправка = 48 заправок;

- для грузовиков: 50000км/ 140км/1заправка = 357 заправок.

     4. Переходим к главному пункту.

Сколько же нужно энергии за год в абсолютных значениях для заправки всей прорвы авто в 109 штук. Когда цифры подготовлены, то всё просто:

- для легковых автокаров:  9*108штук х 48заправок х 85кВт*ч = 3,6*1012 кВт*ч;

- для грузовиков: 108штук х 357заправок х 85кВт*ч = 3,0*1012 кВт*ч.

Итого искомая цифра составляет 6,6*1012 кВт*ч  или  6,6*106 ГВт*ч.

     5. Много это или мало энергии 6,6*106 ГВт*ч в год?

Пожалуй, эту цифру нужно сравнить с цифрой выработки всей электроэнергии в мире за 1 год. Есть данные по производству электроэнергии по странам за 2014 год. Всю таблицу приводить не буду, только скажу, что всего в мире в 2014 году было произведено  23 536 500 ГВт*ч электроэнергии. Цифры, представленные на сайте Global Energy Statistical Yearbook 2015 немного отличаются, но очень близкие.

    Итоговые результаты. Как Вы видите, получившийся результат количества электроэнергии 6,6*106 ГВт*ч, необходимой для всех электрокаров - это примерно 30% от общей выработки электроэнергии в мире в 2014 году.  Лично я ожидал увидеть другие цифры, больше в разы. Возможно, где-то скрывается ошибка или надо обоснованно изменить входящие расчетные данные.

Но можно взглянуть на полученный результат и по-другому. В абсолютных цифрах 6,6*106 ГВт*ч - величина гигантская. Судите сами. Какова должна быть мгновенная мощность генерирующих станций, чтобы получить столько электроэнергии за год?   N = 6,6*106 ГВт*ч / 365 дн / 24 ч = 753 ГВт. Это, на минуточку, соответствует 753 блокам АЭС установочной электрической мощностью по 1000 МВт каждый. И все должны работать на полную катушку со 100% нагрузкой. Для сравнения, в 2014 году во всём мире функционировало  391 энергетических ядерных реакторов общей мощностью 337 ГВт. Т.е. надо построить и запустить ещё примерно в 2 раза больше ядерных реакторов, сколько работает сейчас. И это только для заправки аккумуляторов авто. Не реально. Так шта, от авто с углеводородными ДВС нам никуда не уйти. От них (ДВС) не уйдём во всяком случае до тех самых пор, пока не появятся новые способы генерации электроэнергии на новых физических принципах, значительно удешевляющих процесс генерации. 

    А вот сколько потребуется нагромоздить по всему миру квадратных километров солнечных панелей, чтобы обеспечить выработку электроэнергии мощностью 753 ГВт, мож кто прикинет? smiley Таксазать, для окончательного разрешения вопроса с энергией для электрокаров.

 

ПС. Если и когда в мире разразится настоящий кризис, о котором так много пишут на АШ, не только лишь все смогут приобрести суперпуперэлектрокар, мало кто сможет это сделать его приобрести. surprise 

 

Комментарии

Аватар пользователя макс19
макс19(8 лет 3 недели)

В данный момент автопроизводители признали убыточной практику производства неломающихся авто( их редко нцжно менять)  , тренд сменился - сейчас ломается все ( практически ) и это мировая тенденция ( автопромом рулят эффеетивные манагеры а не инженеры ) . Не думаю , что производители электроповозок пойдут другим путем + учитывая наличие электронных блоков управления практически во всех узлах авто ремонт будет трудоемким и нн дешевым .

Аватар пользователя klisha
klisha(8 лет 5 месяцев)

Ой ли?

Там все тоже самое, за исключением силовой установки. Если бы не "программирование" срока эксплуатации производителями авто, то мы бы давно уже имели практически необслуживаемые машины за весь срок службы. Периодическая замена масел/фильтров/деталей с естественным износом в процессе эксплуатации.

Такшта обнищания сервисов не предвидеться: будут менять лампочки, перегорающие строго раз в 3 месяца, менять АКБ (ведь их же придется менять и часто), подвеску никто не отменял, а уж какой фронт работы дает сложная электроника электрокара я вообще молчу....

 

Аватар пользователя Kosyan
Kosyan(8 лет 10 месяцев)

Подвеску.

Подвеску даже чаще придется,  аккумулятор то весит о-го-го (у теслы s - 450 кг).

Это (массу аккумулятора), кстати, надо прибавить, а точнее вычесть из эффективности.

Аватар пользователя Дмитрий 777
Дмитрий 777(10 лет 2 недели)

Это кто Вам сказал такую глупость?В электрокарах нет подшипников? Нет портящихся батарей? Нет бесконечного количества проводов и обмоток.Которые норовят закоротить и расплавиться? Нет компьютеров которые зависают и сходят с ума?

Аватар пользователя Амон
Амон(8 лет 6 месяцев)

в расчете предполагается, что энергия с генератора электростанции сразу попадает в аккумулятор, а это, мягко говоря, не так.

по пути от генератора до аккумулятора мы будем иметь очень много потерь на разных этапах:

1) потери в электросетях на транспортировку электроэнергии

2) потери в зарядном устройстве/преобразователе, ведь аккумулятор заряжается постоянным током.

3) потери самого аккумулятора при зарядке, ведь чтобы зарядить в аккумулятор 1 квт*ч, затратить нужно больше, в зависимости от режима зарядки и типа аккумулятора

 

в итоге, я думаю, ваши 6,6 млн гВт*ч можно смело умножать на 1,5, а то и на 2...

Аватар пользователя Диванный
Диванный(9 лет 11 месяцев)

Хорошее замечание. Спасибо

Аватар пользователя Амон
Амон(8 лет 6 месяцев)

вот, примерно попытался оценить:

по 1) пункту, потери на транспортировку энергии в сетях в среднем по миру составляют 5-10%

по 2) кпд преобразователя обычно 0,8 -0,9

по 3) при медленной зарядке, т.е. всю ночь, кпд довольно велик, пишут, что до 0,95, но что-то верится с трудом. при быстрой же зарядке за 1-2 часа он явно будет меньше, данных не нашел, пусть будет 0,8.

т.е. всего имеем кпд примерно 0,8 - 0,6. итого ваши 6,6 ГВт*ч превращаются в 8,25 - 11 ГВт*ч

Аватар пользователя Диванный
Диванный(9 лет 11 месяцев)

Спасибо. 

После поступления всех комментариев статью доработаю и включу туда пункт потерь.

Аватар пользователя Kosyan
Kosyan(8 лет 10 месяцев)

Потери конечно есть, но не забывайте про потери бензина, которые красиво проиллюстрированы в статье Едет-едет паровоз без трубы и без колес…

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

При сгорании 1кг дизтоплива даст 11.86кВт*ч тепловой энергии

Получаем  мощность дизтоплива потраченного в РФ получаем 24,4 млн тонн *11,86 кВт*ч * 0.35(кпд двс)=101,3млрд кВт*ч

При сгорании 1 кг бензина получаем 12,8кВт*ч тепловой энергии 39,7*12,8*0,35=177,86 млрд кВт*ч

Итого имеем 278,2 млрд кВт*ч,  1.25(кпд зарядки акума и потери в сетях)=347.75млрд кВт*ч

 Общая выработка ээ в РФ  в 2015 г составила 1083.3 млрд кВт*ч

Получаем что сейчас авто потребляют примерно 32,11 % от генерации РФ.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 3 недели)

если верить википедии, то суммарные потери при выработке ЭЭ (на выработку, транспортировку и преобразование)- примерно 30%. то есть, из 100 ГВт*ч, вынутых из нефтяной скважины, 66- потребителям, 33- в пустую. так что умножать надо все же на 1,5.

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(11 лет 10 месяцев)

в итоге, я думаю, ваши 6,6 млн гВт*ч можно смело умножать на 1,5, а то и на 2...


А почему не на 10 раз?

У Лаврова была универсальная фраза на Ваше предположение.

Тупо открываете отраслевые годовые отчеты (МинистерствоЭнергетики, Россети и т.д.) и "можно смело" увидеть-что умножать придется максимум всего на 1,10-1,15.

Аватар пользователя drugoi-vladimir
drugoi-vladimir(11 лет 6 месяцев)

Поэтому, для упрощения задачи придётся принять бездоказательное допущение, что километраж выбега больших электрогрузовиков в 3 раза меньше, чем у легковых машин. Исходил я из соотношений мощностей нынешних ДВС, стоящих на нынешних тягачах и легковых авто

Проще глянуть на соотношение потребления топлива легковым авто и грузовиком. 

 

Аватар пользователя Диванный
Диванный(9 лет 11 месяцев)

Придётся как-то учитывать КПД движков.

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(11 лет 1 неделя)

КПД примерно одинаковы, от 30% у поношенных авто до 40% у новеньких независимо, грузовые это или легковушки. Инженеры непрерывно стремятся к совершенству. Крайние значения редки, редки и новёхонькие машины, и откровенный автохлам.

Аватар пользователя Нимбический

просто сравнивать мощность двигателей весьма некорректно. ну, например, у моего позапрошлого мотоцикла мощность 175 л.с. а у грузовика МАЗ - 180 л.с. как их сравнивать по цифрам? есть еще крутящий момент. есть количество потребляемого топлива на 100 км..

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

Есть несколько замечаний

1) не обязательно в обще учитывать сколько там машин и их средний пробег достаточно посчитать сколько производится бензина и дизтоплива или  в обще от производства нефти. Я такие оценки делал пришел к тому же примерно результату что и у вас около 30%

2) Грузовик/автобус на электротяги называется по другому- поезд/трамвай/троллейбус, либо тот же самый грузовик на двс работающей не на солярке/бензине, а на метане.

3) дополнительные мощности в 30% нужны только если авто заряжать днем, если ночью успевать за 6 часов то нет, но в любом случае нужна новая дорогостоящая инфраструктура под них(новые трансформаторные подстанции новые силовые кабеля и тд и тп)

4)было бы интересно сравнить энергозатраты на производство электрокара +эксплуатационные затраты на срок службы 10 лет и с авто на  ДВС

5) когда и если научимся эффективно хранить электроэнергию проблемы многие проблемы с генерацией и ее использованием отпадут.

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(11 лет 10 месяцев)

дополнительные мощности в 30% нужны только если авто заряжать днем, если ночью успевать за 6 часов то нет, но в любом случае нужна новая дорогостоящая инфраструктура под них(новые трансформаторные подстанции новые силовые кабеля и тд и тп)


 

У нас в России КИУМ электростанций за год от 42 до 66%. Дополнительные 30% мощности-есть уже сейчас. (спасибо СССР за наше счастливое капиталистическое настоящее).

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

Не всякой генерации можно повысить КИУМ, ГЭС либо уже полностью загружены либо нельзя больше по экологическим соображением в среднем за 20 лет наблюдений 44% КИУМ, средний КИУМ У АЭС больше 80% и атомщики за каждый новый процент борются на некоторых к 92% подошли(то есть почти все что можно выжали или в ближайшей перспективе дожмут), остались ТЕС с  общей доли генерацией около 66% , общий КИУМ ТЕС в РФ в 2007 г (уголь и газ ) был 53%, в странах ЕС на 2007г КИУМ на ТЕС был 65-67%.

То есть мы теоритически можем поднять КИУМ на 14% на ТЕС.

В РФ за 2015 год было примерно выработано1055,5 млрд кВт*ч, то есть доля ТЕС 696,6 млрд кВт*ч и ее можно поднять на 14% то есть на 97.5 млрд кВт*ч, что составит около 9.3% от всей генерации в РФ.

А нам как бы около 30% от текущей надобно.

Аватар пользователя Slavyanin
Slavyanin(11 лет 10 месяцев)

Нет никаких технических проблем поднять КИУМ на ТЭЦ до 85% ( от АЭС в этом плане они ничем не отличаются - будет только время на плановые ремонты энергоблоков и загрузку топлива для АЭС/ удаление шлаков из котла для угольных ТЭЦ). 

Если ТЭЦ с КИУМ в 53% выработали 700 млрд.кВт*час за год, то при КИУМ 85%  они же дадут соответственно 1120. 

Разница составит 420 млрд.  кВт*час или 40% от выработки электроэнергии в РФ.

Нет никаких проблем с генерирующими мощностями в этом вопросе. Основной вопрос - это подвод электричества к автомобилям ( который в ближайшем будущем (10-20) лет решен не будет). Только это и сдерживает перевод автомобилей на электричество.

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

Не все тут так просто, есть такая "техническая проблема" нет сбыта энергии ночью, а копить мы ээ не умеем( ГАЭС не в счет) , ТЕС ночью примерно часов 6 почти не работают(на минимальных значениях выработка), потому там собственно и КИУМ 67%(для ЕС2007г , счас у них КИУМ на ТЕС местами вниз пошел изза ветрякови и тп), именно из-за ночных простоев и частично для покрытия пиков(не везде ГЭС имеется), а не из-за не правильных ремонтов.

Поэтому только если машины будут  заряжаться  строго ночью и текущие пики не усилиться, а наоборот сгладятся, только тогда вырастит и КИУМ до 85% а возможно и больше.  А так примерно 9% запаса в общей генерации в РФ имеется, часть из этого запаса это резерв мощности на случай аварий, если текущие пики энергопотребления будут съедать этот "запас" придется вводить новые мощности+поднимать резерв  мощности.

Аватар пользователя Фарцовщик
Фарцовщик(12 лет 2 месяца)

Зачем новая инфраструктура если автомобили заряжаются НОЧЬЮ? То есть когда эта инфраструктура не используется.

Комментарий администрации:  
*** Это не ник - это состояние души ***
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

Допустим есть автостоянка на 100 машиномест, к ней надо подвести, новые линии и  тп, причем такие чтобы100 машин успели зарядиться за это время, трансформаторная подстанция что стоит во дворе и обслуживает соседние 3-5 домов(300-500 квартир), такую нагрузку не потянет, даже если она будет выдавать на стоянку ток для зарядки строго ночью, когда нет пика потребления в этих домах. Соответственно может не потянуть кабель что идет к этой подстанции, так как он был рассчитан на другую нагрузку. Впрочем у нас и так городские сети сильно изношены, от дополнительной нагрузки лягут 100% .

Аватар пользователя Фарцовщик
Фарцовщик(12 лет 2 месяца)

Автостоянка не сама по себе. Она рядом с потребителем - жилыми домами. И заряжаются автомобили во время ночного провала потребления. 

Комментарий администрации:  
*** Это не ник - это состояние души ***
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

вот вот только на эти дома расчитаны на 1 трансформатор а надо ставить еще ровно 10 таких же

Пусть полная зарядка это 89кВт*ч (возьмем от Макса на 100 км езды) с учетом КПД аккумулятора при зарядке нам потребуется примерно100кВт*ч на 1 машинку. Если мы хотим зарядить ее за 6 часов нам потребуется 100/6=16.6кВт*ч

Провал потребления у нас 6 ч и потребление жителями равно 0, все спят холодильники стоят геймеры не играют))

Пусть одна квартира в мес потребляет 150 кВт*ч , обычно трансформаторные во дворах расчитаны на 3-5 домов по 100 квартир пусть будет 500 квартир

500*150=75000 кВт за мес то есть в день будет 2500кВт*ч или в час без провала 2500/18=139,88(140) кВт*ч

У трансформаторной есть запас на случай пика потребления пусть он будет 30% получим 182кВт*ч

Заряжаем на максималке трансформатора))) 182/16.6=11 авто мы можем зарядить на 500 квартир явный успех. )))

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(11 лет 1 неделя)

Ставр, будьте проще: если у Вас 88 кВт-ч на сто километров, то на типичные средние 50 км в день, получим 44 кВт-ч. Это значит, что семь машин, заряжаясь для осуществления движения в течение одного дня, потребуют отключения двух квартир с потреблением 150 Квт-ч от электропитания на месяц. Семьдесят машин на 200 квартир отправят "обратно в пещеры" квартирантов 20 квартир, т.е., 10 % жилого фонда. А ещё в месяце не один день, а около тридцати, из них рабочих ок. 20-тиsad

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(8 лет 11 месяцев)

дочитайте до конца))), текущая городская инфраструктура способна зарядить 11 машин на 500 квартир, или по другому на 500 квартир  положено 11 машин или на 1000 человек 11 машин,а это 1% населения))) о новый дивный мир))) Электрокар могут себе позволить не только лишь все....

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(11 лет 1 неделя)

Я дочитал, но у меня мир дивнее: что бы зарядить не очень большое количество электромобилей надо ВСЕМ отказаться от освещения и электробытовой техники. Вперёд, в холодные пещеры!surprise

Аватар пользователя ИЮЛь Майский

Только энергетических причин недостаточно. Более того, они относительно легко купируются доводом, что та нефть (в виде моторного топлива), которая сейчас сжигается в ДВС автомобилей, может быть пущена на выработку электроэнергии на дополнительных электростанциях. Конечно, конечный выход энергии из-за более длинной технологической цепочки упадёт. Но снижение кпд может быть частично скомпенсировано более эффективным процессом сжигания на этих электростанциях. И что, кроме атомофобии и зелёной шизофрении, мешает понатыкать АЭС сколько нужно? Да один Росатом, не разом, но справится с этой задачей.

Массовые электромобили (термин, применяемый автором -неудачный, сразу вспоминаются складские пепелацы с вилами впереди) в принципе возможны только при радикальном изменении организации автомобильного движения в мире. Например, при принудительном ограничении движения "холостой массы". Когда две тонны металла везут тушку массой полцентнера. Но это уже восходит к идее киберсоциализма, в осуществимости которой я смутно сомневаюсь.

Проблема, поднимаемая автором, всё-таки вторична по сравнению с другой: нехваткой мировой энергии в перспективе. Когда не хватит энергии не только автомобилям, но и промышленности и быту (никакое "энергосбережение" в дальней перспективе не спасёт). Проблема ещё усугубляется опасным "синдромом ВИЭ". Как-то я проделал небольшой расчёт: взял прогноз земного энергопотребления в 2050 г., рассчитал полный поток солнечной энергии на всю поверхность Земли, взял от него ту долю поверхности, которая реально может быть использована для снятия энергии (с учётом как прямой инсоляции, так и косвенной). Может быть, я что-то неправильно рассчитал, но получились сравнимые по порядку величины. К сожалению, расчёт потерялся в недрах моих компьютеров. А кто-нибудь производил подобный расчёт?

Аватар пользователя Диванный
Диванный(9 лет 11 месяцев)

А кто-нибудь производил подобный расчёт?

Я думал над этим вопросом. Математическая модель сложновата (широта места, углы наклона, часы инсоляции, облака в конце концов по разным регионам). Сложная интегральная формула. Подзабыл уже как это делается. 

Аватар пользователя ИЮЛь Майский

Математическая модель сложновата

Для прикидочного расчёта по суммарному балансу энергии интегралы не нужны. Если по его результатам получаются сравнимые по порядку величины, то точный расчёт уже не имеет смысла.

1. Мировое энергопотребление в будущем берём из бюллетеней прогнозных организаций. Если прогнозы не выходят за приемлемые временные рамки, более-менее похожи по величине и не являются чрезмерно высокими по сравнению с текущим энергопотреблением, то можно брать их за основу.

2. Средняя солнечная инсоляция на единицу площади планеты (с учётом отражения) известна -примерно 330 Вт/м2.

3. Берём из учебника географии площадь поверхности суши и прикидываем, какую часть этой поверхности можно применить для установки солнечных панелей. Исключаются густонаселённые районы, высокогорья, неудобья, густые леса, внутренняя гидрография и т. п. Здесь большой простор для произвольных экспертных оценок, но для первого приближения сгодится. Получается "эффективная" площадь. Умножаем на неё п. 2, количество секунд в году, интегральный кпд энергопередачи от источника до потребителя и получаем годовое энергопроизводство с прямой инсоляции.

4. Берём (из "незелёных" независимых источников) оценочную величину планетарной мощности ветров, и прикидываем, какую долю этой мощности можно извлечь. Здесь ещё большой простор для произвольных экспертных оценок, но опять таки для первого приближения сгодится. Умножаем аналогично п. 3 и получаем годовое энергопроизводство с "непрямой" инсоляции.

5. Складываем величины по пп. 3, 4 и сравниваем получившуюся сумму с п. 1. Расчёт закончен.

Аватар пользователя Подольский
Подольский(8 лет 6 месяцев)

Да там считать нечего, хватит даже пустынь, что бы обеспечить полные потребности человечества (600 эксаджоулей в год сегодня, максимум 1500 к 2050 году). 

Для пустынь характерна инсоляция 200-250 кВт*ч за год на метр квадратный. При КПД панелей 20% и коэфф. использования падающего света 0,5-0,9 (неподвижные/подвижные) 20-40 кВт*ч с метра квадратного пустыни или 72-144 МДж с метра. Т.е. нам нужно 2-4 миллиона квадратных километров сейчас, может быть раза в два больше в будущем.  Площадь пустынь мира, получается что их хватает. Ну и если ткнуть пальцем в небо и посчитать что 0,1% территории Земли сейчас (0,5 млн квадратных километров) удобны для установки СБ уже сейчас - то это даст сразу не меньше 10% мирового потребления первичной энергии (не электроэнергии).

 

Комментарий администрации:  
*** Батареи Тесла - ни одного взрыва, одни возгорания (с) ***
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 3 недели)

натыкиванию АЭС в произвольных количествах мешает физика и геология- урана-235 уже сейчас не хватает, цены на него растут, а месторождения- нет. Фукусиму остановили (вместе со всей Японией), немчуру от атома отлучили, французов тоже подбивают отказаться от аэс, а урана все равно не хватает на всех. сегодня не хватает, при текущем раскладе. а вы хотите увеличить потребление урана235 в пять раз.

Аватар пользователя ИЮЛь Майский

 вы хотите увеличить потребление урана235 в пять раз.

А что значит "не хватает"? Неужели это скрытая причина зелёного бесовства?

Мировые запасы 5, 5 млн. т. Делим на 1100 реакторов (400 действующих и 700 на "электрокары"), получается 5 тыс. т/реактор. Цикл на U235 -не единственный.  А ещё есть регенерация.  

Если "серьёзно припрёт", то найдут новые месторождения, из океана будут получать, ториевый цикл освоят (как раз одной из причин такого неосвоения считается, что ... урана ещё много). 

Аватар пользователя a_trukhin
a_trukhin(10 лет 7 месяцев)

Найдите выступления Игоря Острецова, он там много говорит об отсутствии урана.

Аватар пользователя Подольский
Подольский(8 лет 6 месяцев)

Урана хватает с лихвой.

Комментарий администрации:  
*** Батареи Тесла - ни одного взрыва, одни возгорания (с) ***
Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(11 лет 1 неделя)

Если посмотреть на его статью о ЯРТ, то из неё явно следует, что автор, критикуя актуальные методы атомной генерации, всё равно собирался получать-таки энергию из урана, правда, из 238-ого и минорных актиноидов. Что говорит о наличии в руках человечества урана. Хотя бы природного, если 235-ого не хватит на всех.

Аватар пользователя сергейбел
сергейбел(8 лет 7 месяцев)

По моей широте 90 ккал на см2 в год.  90000*4,2*10000=3,7 ГДж или 1000квтчас. с 1м2.

  Потребление по РБ 40 000 000 000 квтчас.  это 40 000 000 м2 или 40 км2 учтем кпд 10% 400 км2.  В зависимости от КПД квадрат  от 2 км до 20 км. Для России в 25 раз больше. Если брать генерацию 1000 млрд квтчас.

 

  

 

 

Аватар пользователя ИЮЛь Майский

По моей широте 90 ккал на см2 в год.

При средней по земле инсоляции 330 Вт/м2  получается 10 ккал/см2 в год. Даже на экваторе с инсоляцией 1020 Вт/м2 получается около 30 ккал/см2 в год.

Аватар пользователя Диванный
Диванный(9 лет 11 месяцев)

Согласен. Только указанная Вами инсоляция 1020 Вт/м2 - это энергия не только видимого спектра, а вся, т.е. включая ультрафиолет и инфракрасные волны. На видимый спектр приходится только 48% поступающей энергии. А из этого видимого спектра в панелях преобразуются в эл/энергию только "зеленые" длины волн, максимальный теоретический кпд - 33,7%. Так, что даже 330 Вт/м2 - очень оптимистичные цифры.

Аватар пользователя сергейбел
сергейбел(8 лет 7 месяцев)

данные из карты с учетом облаков и дождей

http://geography_atlas.academic.ru/pictures/geography_atlas/map132.jpg

а если средний по земле 330вт/м2 то 330*12*365=1425600 ктчас=340ккал/см2

 

 

 

Аватар пользователя a_trukhin
a_trukhin(10 лет 7 месяцев)

Июль,

Анпилогов когда-то тоже занимался этой темой.

Вот ссылка на его статью. Может, подойдет вам.

http://celado.livejournal.com/8321.html

Аватар пользователя Обыватель
Обыватель(10 лет 1 неделя)

Согласно данным исследования аналитического агентства "АВТОСТАТ", автомобильный транспорт в России за 2014 год использовал 65,5 млн. тонн топлива. В том числе легковые автомобили потребили 30,3 млн. тонн (46,3%), легкие коммерческие автомобили 9,4 млн. т. (14,3%), грузовые автомобили (CV и HCV) - 22,4 млн. т. (34,2%), автобусы - 3,3 млн. т. (5,0%) и мототранспорт - 0,1 млн. т. (0,2%).

Структура потребления топлива такова: бензин - 39,7 млн. т. (60,6%), дизельное топливо - 24,4 млн.т. (34,2%), газ (пропан-бутан) 1,4 млн. т. (2,2%).

Если рассматривать структуру потребления бензина, то оказывается, что более половины (55%) объема приходится на АИ 92 (21,9 млн. т.). На втором месте - АИ 95/98 (38%; 15,1 млн. т.), на третьем - АИ 76/80 (7%; 2,7 млн. т.).

http://bestspeed.ru/news/item.php?176357

 

 

Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(11 лет 1 неделя)

Сколько это может быть в попугаяхКвт•ч ?

Аватар пользователя Babayka
Babayka(9 лет 4 месяца)

Бензин с октаном 76/80 не выпускается уже лет 5 (запрещен в связи с переходом на стандарты Евро), это бензины мини НПЗ реализуемые через сеть частных заправок.

Аватар пользователя Kerk
Kerk(11 лет 11 месяцев)

Аватар пользователя slonick
slonick(9 лет 6 месяцев)

Кондиционер и печка в авто легко снизят пробег раза в два

Аватар пользователя Babayka
Babayka(9 лет 4 месяца)

печка то каким образом???

Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(11 лет 2 месяца)

А подумать?

ДВС естественным образом поставляет тепло для печки и тратит на это не механическую энергию, а тепловую, то есть повышает общий КПД системы.

Электродвигатель при работе тепла не производит. Это означает, что для печки понадобится тратить энергию из общего электрического запаса. Почитайте авторевюшные обзоры на Nissan Leaf.

Страницы