Ну что-ж продолжим совместный наш тяжкий труд.
Еще раз хочу обратить внимание, что я не пытаюсь найти технические решения сопутствующих отраслей. Цель этого опуса: постаратся оценить минимально требуемую мощность (военный коммунизм) и максимальную (настоящее положение дел с личными жоповозками).
Критика приветствуется, критиканство - наказывается. Если кому что не нравится, то свое мнение надо обосновывать на цифрах.
Ранее в статьях мы совместно пытались оценить требуемые мощности при генерации электро и тепло энергии из углеводородов.
Благодаря тов.Wasya была получена цифра в 80 блоков мощностью 1200 МВт для замены электрогенерации на атомные мощности.
Прежде чем приступить к дальнейшему рассмотрению требуется скорректировать ранее полученные цифры по теплогенерации.
Тов.Slavyanin в приватной беседе показал (за что ему огромное спасибо), что:
- Максимальный КПД по электричеству станции около 40%. (если поставить дополнительно парогазовую установку и через неё прогнать весь пар от турбины- то + можно довести КПД по электричеству до 50-55% -но это предел). Таким образом всегда имеем 60-45% халявного тепла для утилизации.
Имеется ввиду, что для реактора БН-1200:
- Номинальная тепловая мощность - 2800 МВт
- электрическая мощность - 1220 МВт
Исходя из вышеизложенного при генерации электроэнергии у нас образуется как минимум сопостовимое с электрогенерацией количество "халявного тепла" (2800*0.45= 1260).
По моим прикидкам (верным, но не учитывающим "халявное" тепло) для отопления нам требуется 50 блоков мощностью 1200 МВт (37ГВт).
Приняв во внимание фактор "халявного" тепла получается, что у нас (при электрогенерации) образуется запас тепловой мощности порядка 36 ГВт. И это при минимальной планке в 45%!
Вывод:
1. Дополнительных, к электрогенерирующим, блоков строить не надо. Запас по теплу двукратный.
2. Объективно потребуется это тепло пустить на производство, следовательно нас объективног ждет рост реального сктора экономики.
Ну, теперь мы готовы двигатся дальше.
Итак, личные жоповозки. Анализ "Количество автомобилей в России" делал тов. l888l. На него и обопремся, т.к. он ссылается на данные гайцов.
По состоянию на конец 2012 года всего транспортных средств 52,3 млн.штук. Из них грузовых 5,7 млн.штук, автобусов 0,92 млн.штук.
Динамика роста количества за год составила всего 1%:
Итак, с учетом роста 1% получим:
-общее количество - 53,32 млн.шт.
-грузовые - 5,76 млн.шт.
Можно попробовать считать через мощность двигателей, коэффициент использования, но, имхо, это путь в никуда (мы просто утонем в деталях).
Есть вот такие данные:
Исходя из этого можно сказать, что по состоянию на 2007 год дизеля потреблено 29,7 млн.т., а бензина - 29,05 млн.т. В сумме получается 58,75 млн.т.
По данным МИНЭНЕРГО в РФ производство в 2013 году составило:
- ДТ 72,6 млн.тн., из них экспорт 43 млн.тн., потреблено в РФ - 29,6 млн.тн.
- бензина 39,3 млн.тн., из них экспорт 3,5 млн.тн., потреблено в РФ - 35,8 млн.тн.
В сумме получаем 65,4 млн.тн.
Из того-же источника берем табличку:
Население потребляет 45% бензина (16 млн.тн), и 13% дизеля (3,8 млн.тн). В сумме население потребляет почти 20 млн.тн топлива.
Остальные 45,6 млн.тн потребляет общественны и грузовой транспорт (доля электро и тепловых станций на дизеле пренебрежительно мала).
Вот, собственно, нам и надо подсчитать эквивалент замены этих мощностей.
Теплотворная способность и бензина и солярки примерно одинаковая и составляет 43 МДж/кг. (кстати, у метана эта величина 50).
КПД бензинового двигателя колеблется в пределах 15-30%, а дизеля 30-50%. Примем средние показатели. Бензиновый - 22%, дизельный - 40%.
Итак мы получаем полезную мощность:
- по бензину: 16 000 000 000 * 43 = 688000000000 МДж = 191 111,1 Гвт*ч. * 0,225 = 43 000 Гвт*ч
- по дизелю: 3 800 000 000 * 43 = 163400000000 МДж = 45 388,8 Гвт*ч. * 0,4 = 18 155 Гвт*ч
Суммарная полезная мощность личных жоповозок составит 61 000 Гвт*ч.
КПД электродвигателя составляет около 80%. Отсюда получаем, что для перевода личных жоповозок в полном объеме на территории РФ требуется выработать более 76 000 Гвт*ч электроэнергии в год (без учета потерь в сетях и КПД аккумуляторов). Для приведения к установленной часовой мощности генерирующих мощностей делим на 365 и на 24, и получаем 8,7 Гвт.
То же самое проделываем и с общественным транспортом. В итоге получаем 20 Гвт установленных мощностей.
Итак, мы получили предел от 20 Гвт (военный коммунизм с общественным транспортом) до 29 Гвт (состояние на сегодняшний день).
Принимая КИУМ за 0,75 и мощность одного БН-1200 в 1ГВт получим 27 - 39 блоков.
Общее резюме на данном этапе.
1. Количество блоков (типа 1200) для генерации электроэнергии требуется 80 штук.
2. Для обеспеченияобщественногог транспорта и грузоперевозок требуется 27 блоков.
3. Для обеспечения личных жоповозок требуется 12 блоков.
4. При работе 80 блоков (п.1) появляется избыточное "халявное" количество тепла в размере 36 Гвт. При переводе транспорта на электротягу появится еще дополнительные 20-29 Гвт "халявного" тепла. Общееколичество которого достигнет 48-57 Гвт.
5. Общее количество блоков 107-119. Требуемые темпы ввода в эксплуатацию с 2020 по 2050 годы составляют 3,5 - 4 блока в год.
Уф-ф-ф-ф. Теперь критикуйте.
Комментарии
Отличный расклад. Пора начинать строить блоки, всем миру на зависть, нам на заглядение.
Строящиеся АЭС:
Балтийская АЭСОсновная статья: Балтийская АЭСБалтийская АЭС строится вблизи города Неман, в Калининградской области. Станция будет состоять из двух энергоблоков ВВЭР-1200. Строительство первого блока планируется завершить в 2017 году, второго блока — в 2018 году.
Белоярская АЭС-2Основная статья: Белоярская АЭСПроект "Белоярская АЭС-2" реализуется на площадке Белоярской АЭС, включает в себя строительство энергоблока Белоярск-4 с реактором БН-800.
Ленинградская АЭС-2Основная статья: ЛАЭС-2Является замещающей для Ленинградской АЭС. На 2012 год 2 блока находятся в стадии строительства. Первый в высокой степени готовности, его планируется запустить в 2016 году, второй в 2017. Еще два блока ожидаются к 2018 и 2019 годам.
Нововоронежская АЭС-2Основная статья: Нововоронежская АЭС-2Является замещающей для Нововоронежской АЭС. На 2012 год 2 блока находятся в высокой степени готовности, запуск первого планируется в 2013 году, второго в 2015. Самая безопасная из всех действующих в России.
Ростовская АЭСОсновная статья: Ростовская АЭССтроительство 3 и 4 энергоблоков.
Плавучая АЭС «Академик Ломоносов»Основная статья: Плавучая атомная электростанцияФедеральным агентством по атомной энергии России ведётся проект по созданию плавучих атомных электростанций малой мощности.
Строящаяся АЭС «Академик Ломоносов» будет первой в мире плавучей атомной электростанцией. Ввод станции в эксплуатацию планируется в 2013 году[15].
ПрочиеТакже прорабатываются планы постройки:
Возможно возобновление строительства на заложенных ещё в 1980-х годах площадках, но по обновлённым проектам:
/////Балтийская АЭС строится/////
Уже не строится. Не срослось.
Ну одна не строится, другая строится. Суть не в частности, а в тренде.
Хотя я бы в "темпе вальса" строил АЭС на Урале.
ну как минимум по Нижегородской ведутся работы на площадке, а не проработка планов. так что статье похоже лет 5. на 2013 - планы говорят о том же.
Строить энергоблоки мало - нужно больше заводов для производства ядерного топлива!
Да, Ёжик, это так. Но согласись, что сначала нужно понять а сможем ли мы эти блоки построить? И лиш потом заморачиватся остальным.
По принципу: а был ли мальчик? (С)
Профит чо!
Личный электротранспорт - чушь, потому, что редкозёмов не хватит. Только трамваи/троллейбусы/метро/электрички, только хардкор.
>Только трамваи/троллейбусы/метро/электрички, только хардкор.
Желательно полностью набитые пассажирами.
И на крыше, как в Индии.
Скажте, пожалуйста, а 20 лет назад личный компьютер в каждой квартире не был чушью?
Не надо делать резких движений.
20 лет назад компьютеры уже не были такими большими как 60 лет назад, а вот электродвигатели маленькими так и не стали до сих пор.
Хоршо, не 20))). Вспомним ЕС и СМ. А еще лучше МИР. А это было на моей памяти.
Я к чему? Прогресс идет.
Хммм... Трансофрматоры блоков питания стали маленькими, а электродвигатели не стали.
Просто надо снимать инерцию мышления. Делаемэлектродвижок не 50Гц как обычно, а на 50кГц и размер двигателя резко уменьшается.
Ещё начале нулевых существовали прототипы двигателей на 1 кВт, объемом буквально в кулак взрослого человека. Правда они высокооборотные и достаточно требовательных к охлаждению ) Сейчас что-то похожее используется на мультикоптерах, в очень маленьком объеме довольно мощный двигатель на постоянных магнитах.
Вот это уже интереснее, но тут не только вопрос магнитов, но при повышени частоты требуется экранирование мотора и цепей, а это + к массе. Если нужно большое охлаждение - значит КПД ниже, а это + массе батарей. По моему мультикоптеру помню, что у него аккум почти половина массы для скромных 15 минут полёта, ну и мосфеты большие и тоже с охлаждением... Это всё напоминает туннельный сценарий - недостижимую морковку для ослика.
Экран из алюминиевой фольги, это скорее плюс к цене, а не массе ) Охлаждение соответственно тоже, т.к пассивные радиаторы тоже лучше всего из алюминия получаются.
Вот с аккумуляторами пока самая засада. Предполагается, что очень высокая емкость возможна в супермаховичных аккумуляторах, чуть-ли не конкурентная ядерному топливу. Но пока их изготовление упирается в дороговизну материалов вроде волокна из углеродных нанотрубок.
Я звиняюсь, но кпд не ниже, а такой же.
Охлаждение дополнительное требуется в силу того, что мотор при тойже мощности и соответственно тепловой выделяемой мощности имеет меньшие размеры и соответсвенно меньшую тепловыделяющую поверхность.
Что касается массы охлаждающих деталей и прочего - то вентилятор в помощь: дешево, легко и эффективно.
А экранирование - оно и так имеется. Такие двигатели не из пластмассы делаются, а из металла, причем большая часть этого металла имеют хорошую магнитную проницаемость и экранирующие свойства.
Электродвигатели уже давно стали настолько маленькими, что их можно засунуть в колесо
Вот он ТРУЪ полный привод - когда в каждом колесе по электромотору. У электромобилей только один недостаток - отсутствие нормального источника питания. АЭС под капот никак не умещается, на литиевые АКБ лития никогда не хватит, все остальное еще хуже.
Плохое решение. Уже разбиралось неоднократно.
Массу неподресоренную надо снижать (данное решение увеличивает эту массу) Причем есть соотношение - уменьшение неподресоренной массы в автомобиле на 1кг эквивалентно уменьшению массы всего автомобиля на 15кг. Второе низкооборотные двигатели стоят гораздо дороже высокооборотных (даже вместе со стоимостью редукторка). Если высооборотный двигатель можно сделать из меди и железа, то в таком двигле без "килограммов" редкозема делать нефига.
не, не был. 20 лет назад уже был и интернет, и другие сети, а спектрум я спаял 25 лет назад, а на "радио-РК" играл еще школьником в 87 году дома у отцовского коллеги, у него и принтер был уже тогда :)
По большому сету, и сейчас компьютер в каждом доме не нужен и у многих его нет.
Хотя цена в половину средней зарплаты на простенький новенький ноутбук (или в среднюю пенсию за немного б/у) вполне подъемна для большинства.
двигатели бывают не только безколекторные... а там только медь...
Осетра придётся урезать. Из-за КПД они будут ещё менее автономными, а значит опять - общественный транспорт для подавляющего большинства.
Собственно наверняка, на определенном этапе, люди упрутся в физические ограничения, о которых вы толкуете. И либо их решат, либо - троллейбус форева.
в данном случае получить энергию проще чем найти замену редкоземам... Так что КПД отойдет на второй план.
КПД асинхронного двигателя до 97% в зависимости от режима. Т.е. КПД асинхронного двигателя вполне сравним с КПД синхронного с магнитиками. А бывают еще синхронно-асинхронные, в них тоже магнитиков нет. Так вот во всех этих двигателях железо, медь, алюминий, редкоземельных элементов нет. Есть одна проблема, сложность алгоритмов управления в разных режимах, при том, что на любые вышеперечисленные двигатели сгодятся совершенно одинаковые контроллеры.
А вот с батарейками засада. Нет и не предвидется хоть чего нибудь сравнимого по энергоэффективности с жидким топливом. Я имею ввиду параметр энергия на килограмм.
Ну контроллеры и драйверы положим - разные. Вот сам вопрос о запасах редкоземов - чушь. В обычные авто с ДВС тоже идет изрядная куча дорогих материалов.
Тут вы в корне неправы. ШИМ, мостовая схема и отдельное управление каждой обмоткой с датчиками хола в качестве обратной связи. Этакой байдой можно управлять любым электродвигателем, различия будут только по мощности. А вот алгоритмы работы нужны разные, но это дело наживное.
Вот как раз сейчас проблем со сложностью алгоритмов управления и нет. Процессоры что хошь посчитают для двигателя и спокойно им поуправляют.
Придем к ситуации со стиральными машинами - когда за "полную стоимость" того количества проводв которые управляют "регистровой" системой управления дешевле было бы поставить микроконтроллеры...
На сложность управления - прокладка редукторов - снижение КПД. Считаю, что при таких моментах в каждом звене крохотные потери совокупно сильно всё задавят, поэтому и выход в маршрутном транспорте, где одну попу перевозить эффективнее.
ПС: При это города миллионники надо расселять.
ну есть еще вариант совмещения рабочих и жилых зон. Те хочешь открыть свое дело будь должен арендовать или выкупить для своих сотрудников жилье в пределах шаговой доступности, как говорится если гора не идет к магомету...
Это плюс к расселению городов.
Электродвигатели хороши тем, что у них в отличии от ДВС очень широкий диапазон мощностей и скоростей с высоким КПД.
вобщето современые батареи при равной массе с ДВС с топливом дают вполне сопоставимые результатыпросто изза разницы в КПД.
а так да, до запуска морских платформ производящих водород или этанол/метанол из водорослей нам деватся пока некуда...
Извините, но вообще то бред. Мопед на бензине и мопед на батарейках при равной массе имеют на порядок разные пробеги с полной заправкой. У автомобилей ситуация аналогичная.
Пы.Сы. Как ни странно но у электричек КПД сильно больше, вы не поверите, в разы! Просто батарейки жуть какие поганые, весу много, толку чуть. Про цену молчу...
и батареии при этом и не деградируют и редких элементов не содержат?
водоросли- никак не спасут. в обсуждении на АШе была статья про технологию получения топлива из биомассы- вода, давление и температура делают из сена нефть за несколько часов. так вот там я прикинул на вскидку, и посчитал- если взять все Черное море, и монопольно засеять его водорослями, а потом ежегодно полностью всю воду из этого моря фильтровать и отбирать водоросли абсолютно эффективным фильтром- то получится произвести что-то около 10 млн тонн нефти, за год. . отфильтровав ВСЕ ЧЕРНОЕ МОРЕ, весь объем. это технически не реализуемо. ни на каких платформах, ни на каких водорослях. и это еще не трогали экологию и ЕРОИ не считали. а 10 млн тонн- это добыча нефти за 1 неделю в одной РФ. так что не фантазируйте, водоросли как топливо нас никогда не спасут.
Ну да, переводить потенциальную жратву в топливо жуткий бред. Именно по этому мы тут и обсуждаем атомную генерацию. )))
А по поводу батарей, то да, с ними засада. Остается надеятся что придумают все таки относительно дешевый способ аккумуляции энергии.
Личный электротранспорт - чушь, потому, что редкозёмов не хватит.
А на что там в основном нужны редкоземы?
Магниты, транзисторы....
Есть огромная разница между магнитом и транзистором.
Нужное количество редкоземов для магнита измеряется килограммами, а для транзисторов - микрограммами.
+
Магниты и не нужны по большому счету, просто масса двигателя несколько возрастает.
Магниты в бесколекторных двигателях
Он имеет в виду мощьные постоянные магниты...
Хотя можно сделать двигатель только из меди, стали и полимеров, вполне приличный, кстати.
Но ещё нужны АКБ - а вот тут всё плохо...
И ещё нужны полупроводники, силовые и микросхемы - но с этим проще...
В рамках предлагаемой концепции - только так. Основная проблема человечества на сегодняшний момент это отсутствие приемлемого аккумулятора. Конечно обычные химические аккумуляторы ушли далеко вперед, но этого не достаточно для для количественного рывка. Дороговизна, малый срок службы, не экологичность не позволяют пока сделать скачок. Есть конечно подвижки. Ферари эксперементирует с маховиками, Рено балуется сжатым воздухом. Даже у нас (не к ночи помянут) один товарищь пытался эксперементировать с конденсатором. Но общее направление пока не сформировано.
Но в случае рывка произойдет изменение всего общества. Умрут некоторые профессиональные специальности и отрасли производства. Да и сам автомобиль станет другим, поскольку предсказываемый переход на электричество смыкается по времени с массовым промышленным производством систем автоматического управления автомобилем.
Честно говоря даже не представляю, что будет если не хватит электрических мощностей и сопутствующих технологий. По уровню комфортности проживания, это будут даже не семидесятые...
>>>Основная проблема человечества на сегодняшний момент это отсутствие приемлемого аккумулятора.
Не согласен. Это проблема №2. А первая - уменьшение, по факту, плотности энергопотока на душу населения.
>>>Но общее направление пока не сформировано.
Это даже неплохо. Чем дальше пройдут по каждой дороге, тем лучше и качественне будут перспективные разработки.
>>>Честно говоря даже не представляю, что будет если не хватит электрических мощностей и сопутствующих технологий. По уровню комфортности проживания, это будут даже не семидесятые...
Вот я и хочу понять, а сможем ли мы, в свете реактора БН, решить проблему принципиальной достаточности энергии. Думаю, что через месяц все основные части паззла встанут на свои места.
Тогда понятно. По мере дорожания энергии будет происходить снижение потребления. Точка пересечения графиков потребления, стоимости и цены будет постоянно меняться. Я думаю не очень динамично, поскольку газа больше нефти. Вы пытаетесь рассмотреть эту точку в экстремуме, думаю что это очень отдаленное будущее.
На мой взгляд, основная проблема человечества - лживая наука. Нам начиная со школы вдалбливают общепринятую картину мира. А на практике, все, что выходит за ее пределы, называется эффектом и описывается некоей математической моделью. А почему оно так работает, никто не знает. Уже сейчас есть множество научных теорий, описывающих физическую картину мира в совершенно другом виде. И, надо учесть, общепринятая картина мира основана тоже на теориях. А есть-ли на самом деле электричество, или это проявление потоков эфира? Для интересующихся, просто почитайте описание различных опытов в Журнале формирующихся направлений науки. Там хорошо видно, что классическая наука стоит на догмах и результаты опытов совершенно противоречат нашим физическим представлениям. Здание науки не зря называется "Храмом науки". Это по сути разновидность церкви, в которой все уверенны, что Мир устроен так, как общепринято. Простейшие доказательство того, что это не так: 1) постоянно совершаются открытия, что было-бы не возможно, если-бы мир был познан; 2) Не укладывающиеся в существующую картину Мира явления называются эффектами; 3) Любая техника после изготовления проходит испытания. Это свидетельствует, что проектировщики не знают, как поведет себя изделие в процессе эксплуатации. Туннельный эффект, спутанные частицы, эффект близнецов, эффект Джанибекова, Лингвистико-волновая генетика. Начать-бы с перестройки науки, а дальше уже рассуждать, откуда брать энергию.
Инерциоид Толчина движется без приложения внешних сил, а мы рассуждаем, где взять энергию для транспорта.
Мотор-колесо Шкондина позволяет ездить на одном крошечном аккумуляторе. Кстати, к концу этого года на одном уральском заводе обещают запустить в серию эти колеса. Первое применение - для полицейских скутеров Москвы и Питера. Месяц назад разработчик принимал поздравления по поводу заключения контракта. Пока планируется выпуск на мощность до 1Квт.
Большой труд. Респект.
Страницы