«Энергия_к_Хе…м» именно так переводится на богатый русский язык откровенное и циничное название «Power2X». В широком смысле это комплекс грантоедский программ, предназначенных для распила зелёного бюджета на темах различных способов «сохранения энергии».

Почему эта тема столь популярна? Потому что сколько бы ни был альтернативно одарён последователь ублюдочной девочки, но рано или поздно приходит понимание, что прерывистая, зелёная энергетика даёт много энергии, когда она никому не нужна и мало энергии, когда она нужна. И чем больше доля поражения энергосистемы, тем чаще начинают происходить такие ситуации.

В какой момент очередной жертве ЕГЭ приходит в голову мысль, подкупающая своей новизной и оригинальностью – «Ах… весной и осенью солнце генерирует избыток энергии, и панели приходится отключать…. Ну так давайте же из «бесплатной» энергии производить водород.»

Очередная статья расписывающая как славно можно переводить энергию на дерьмо, то есть извиняюсь сохранять Power to X , вышла в дойче велле.

Power-to-X: The secret to a 100% renewable energy system?

Энергия к Хе..м: Секрет 100% возобновляемых энергосистем?

Во всём мире всё больше и больше электроэнергии вырабатывается с использованием  солнца и ветра. За последние десятилетия технология значительно продвинулась вперёд, и цена на возобновляемую энергию стремительно падает.

Но если мы посмотрим за пределы энергетического сектора на общее энергопотребление, то возобновляемые источники энергии всё ещё играют незначительную роль. В отопительных, транспортных и промышленных процессах все ещё преобладают ископаемые виды топлива, и многие из этих систем не могут работать на электричестве; им нужно топливо.

Вот где появляется  power-to-X (также называемый P2X или PtX). Общий термин, который охватывает различные процессы, превращающие электричество в тепло, водород или синтетическое топливо, что означает, что всё больше нашей энергетической системы может сказать прощай углю, нефти и природному газу.

остаточне «прощавай» - как любят говорить шумеры по аналогичному поводу.

Превращая энергию  в водород

Power-to-X также может решить ещё одно из самых больших препятствий для перехода на чистую энергию: хранение. В настоящий момент, например, ветротурбины в северной Германии иногда вырабатывают столько энергии, что их необходимо отключить от сети, чтобы предотвратить её перегрузку.

Трудности, связанные с хранением энергии от солнца и ветра, сдерживают их развёртывание.

Вместо этого эта избыточная мощность может быть использована для расщепления воды на кислород и водород посредством электролиза. Мало того, что водород может храниться для дефицитных дней, он может использоваться для отопления зданий, производства стали или использования в топливных элементах для грузовых автомобилей и судов.

... и водород в топливо

Когда у вас есть водород, на самом деле возможности расширяются. С помощью процесса, который добавляет углекислый газ, вы можете производить синтетический керосин, бензин или дизельное топливо. «Энергия в жидкость», как это известно, также может быть использована для производства различных химических веществ.

В самой технологии на самом деле ничего нового - во время Второй мировой войны Германия производила большое количество синтетического керосина для своих военно-воздушных сил. Сейчас, когда мы ищем способы обойтись без ископаемого топлива, технология переживает ренессанс, и было построено несколько демонстрационных заводов, в основном в Европе.

CO2, необходимый для производства этого топлива, может быть отфильтрован по выбросам энергетических, цементных или биогазовых установок, работающих на угле, или что ещё лучше для мира с нейтральным уровнем выбросов углерода, непосредственно из воздуха.

В 2017 году швейцарская компания Climeworks открыла коммерческий завод с огромными вентиляторами-абсорберами, которые ежегодно извлекают около 900 метрических тонн CO2 из воздуха. Компания заявляет, что в настоящее время это стоит около 550 евро за метрическую тонну CO2 - хотя эксперты говорят, что при более высоком спросе цены могут упасть до 50 евро за тонну к 2050 году. В настоящее время в Европе имеется 14 таких заводов, и в будущем их будет больше.

Снижение затрат

В настоящее время высокие затраты, вероятно, являются самым большим препятствием для широкого покрытия наших потребностей в энергии с помощью технологии «Энергия к Х». Большая часть водорода всё ещё производится из сырой нефти и природного газа, что намного дешевле, чем получение электролизом с помощью энергии ветра.

Тем не менее, Майкл Стернер, профессор экономики энергетики Регенсбургского университета прикладных наук, отмечает, что, если бы расходы связанные с разрушением климата были учтены, «водород быстро превратился бы в [приемлемую] альтернативу».

"если бы расходы связанные с разрушением климата были учтены" - вот эта фраза является ключевой для понимания всей статьи. В переводе на русский - "Да мы понимаем, что энергетически и экономически, разрабатываемые нами технологии являются запредельным бредом. Но если вас попугать "глобальным потеплением", "глобальным похолоданием", "глобальным изменением климата" или еще чем нибудь глобальным, то вы как миленькие будете башлять и радоваться.

Стернер является пионером в технологии и говорит, что мы достигли стадии, когда затраты могут начать падать. «Сейчас мы начинаем вводить промышленное производство», - сказал он DW.

Он отмечает, что 20 лет назад фотоэлектрическая (фотоэлектрическая) солнечная энергия всё ещё казалась непомерно дорогой, но благодаря государственной поддержке спрос вырос, технологии улучшились, а экономия за счёт масштаба позволила сократить расходы.

 «Массового производства не было, и лишь немногие увидели потенциал», - говорит Стернер о PV. «Теперь солнечная энергия невероятно дешева и становится самым важным источником энергии».

Эти влажные мечты просто поражают своей дебильностью, и игнорированием науки. Германия достигла текущей доли зелени в энергобалансе, только скидывая проблемы балансировки на соседей. Еще десять-пятнадцать процентов роста прерывистой генерации, и далее уже и энергосистемы соседей не смогут справляться с этой нагрузкой.А далее ввод каждого следующего мегаватта зеленой генерации, будет приводить к тому, что все большая и большая часть добавляемой генерации будет работать в пустоту. Без решения проблемы хранения энергии, существует математически просчитанные пределы по добавлению прерывистой генерации в систему. И не знание математики не освобождает от ответственности.

Теряя тепло

Высокие затраты - не единственное ограничение потенциала power-to-X. Есть также пределы его эффективности; когда один вид энергии превращается в другой, некоторые часть энергии всегда теряются в процессе.

Кристиан Брейер, профессор солнечной экономики (professor of solar economics) в Университете LUT в Финляндии, отмечает, что двигатель внутреннего сгорания в автомобиле фактически преобразует в движение только около 20% энергии топлива - остальное теряется в виде тепла - и электростанции в среднем только превращают около 40% энергии из угля в электричество.

Представьте себе профессия - "Профессор солнечной экономики". Да уж... это вам не инженер-проектировщик атомной станции. Мне кажется - это пять.

По словам Брейера, поскольку power-to-X также выделяет тепло, использование электричества через батарею/двигатель даёт вам больше километров на киловатт, чем преобразование его в водород для топливного элемента.

Если вы синтезируете водород в газ или дизельное топливо, будет потеряно ещё больше энергии, и это ещё до того, как по сути начнёт работать неэффективный двигатель внутреннего сгорания. Смысл в том, что заполнять машину синтетическим дизелем вообще не имеет особого смысла.

Обратите внимание, что тут сравнивается не относительная эффективность энергоавтомобилией и топливных автомобилей. Здесь показана дебильность идеи перегонять электричество (полученное из розетки) в синтетическое топливо, с последующим использованием этого топлива.

При этом разумеется авторы картинки, совершенно игнорируют вопросы энергозатрат на производство батареи, затрат на ее утилизацию, потери энергии на цикле/заряд/разряд, потери энергии на необходимость таскать тяжелую батарею по дороге, и необходимость полгода греть салон машины в большинстве приличных мест проживания людей.

Тем не менее, эти виды топлива полезны для сокращения выбросов углекислого газа на судах и самолётах, уже построенных для работы на ископаемых версиях этих видов топлива - транспортных средствах, которые ещё могут эксплуатироваться ещё 30 лет, и к этому времени, как мы надеемся, наша экономика будет углеродно-нейтральный.

Давай те теперь посмотрим, почему проекты Power2X обречены на провал в качестве средства балансировки сети и сохранения энергии.

Вариант 1.

Мы производим энергию из угля/газа 24ч*365 д. и вырабатываем с помощью этой энергии водород из воды. Водород сжигаем, вырабатываем энергию и энергию продаём.

Такой Бизнес по-русски – «Украсть ящик водки, водку продать, а деньги пропить»

Понятно, что это полный бред. Никакие способы аккумуляции энергии – энергию не производят. Они её только теряют. При этом потери в проектах «Power2X» запредельно огромны.

Вариант 2.

Мы ставим солнечную электростанцию, которая работает (с КИУМ далеко не 100%, очень очень далеко)  только на электролиз водорода, водород сжигаем, а электричество продаём.

На первый взгляд, звучит чуть менее бредово, но ….

Во-первых, электричество, вырабатываемое такой станцией, будет иметь космический ценник, во-вторых в период совпадение потребности в электричестве и его выработки на панелях, нужно его отдавать в сеть напрямую, а не гнать, с потерями,  через «Power2X».

Вариант 3.

И мы неизбежно приходим к третьему варианту, тому самому, который так нравится зелёным, и который активно пропагандируется.

Якобы есть «лишняя», «бесплатная» энергия и именно её мы направляем на производство водорода.

Мы ставим солнечную электростанцию, Излишки энергии от которой иногда направляются на электролиз водорода, водород сжигаем, а электричество на рынок.

Казалось бы - здорово. Энергия бесплатно, водород получается бесплатный. Живи и грейся…

Но так может рассуждать только девочка Гретта (А здорово все-таки что они её поставили свои вождём) и её не менее скорбные разумом последователи.

Давайте рассмотрим в общем виде процесс производства и преобразования какой-либо энергии. Такой процесс, как правило, называется работой.

В процессе у нас участвует две составляющие

Овеществлённая энергия (капитализированная) (оборудование, предметы, знания) и затраты текущей энергии (труд, топливо, э/энергия).

Понятно, что затраты и соотношение этих двух составляющих могут варьироваться в огромных пределах.

Крайними случаями можно рассмотреть «Лопата + Джамшут» и «Атомная электростанция»

«Лопата + Джамшут» потребляет (амортизирует) очень небольшую долю овеществлённой в виде лопаты энергии. И потребляет относительно огромную долю энергии (в виде зарплаты) на Джамшута.

Как следствие, мы можем использовать лопату, как оборудование,  всего несколько дней в году, и это будет экономически выгодно и разумно (разумеется, при условии, что работник в это время занимается чем-то другим)..

На другом полюсе «Атомная электростанция»

Чудовищно дорогой (особенно для наших западных друзей) проект, в котором стоимость текущих затрат энергии (уран, зарплата, вода) относительно невелика.

Поэтому атомная станция должна почти всё время работать, для того чтобы амортизация разносилась на большой объем выработанной продукции. Если станция будет работать с низким КИУМ она будет приносить колоссальные убытки.

Соотношение между овеществлённой энергией и затратами текущей энергией в каждом процессе регулируются рынком (ну типа рынком) в зависимости от стоимости энергии (в том числе и от величины зарплаты). Когда зарплаты высокая и стоимость энергии (электричество, топливо) высокая, то становится выгодным вкладывать больше денег (энергию) в основные средства (овеществлённую энергию). Но чем больше мы вкладываем в основные средства, тем больше должен быть КИУМ для рентабельной работы.

В среднем высокотехнологичное оборудование выгодно, если оно работает с загрузкой 60-70% от номинальной мощности (производительности)

К чему я это говорю?

Комплекс оборудования для электролиза водорода, хранения водорода, сжигания водорода – это высокотехнологичное оборудование, которое не может быть эффективным, если оно простаивает. Понятно, что человеку, который думает, что электричество берётся из розетки (а электропанели со склада), и ни разу в жизни не рассчитывал экономическую эффективность производства это не очевидно.

Рассмотрим гипотетическую ситуацию, чтобы лучше понимать математику/экономику процесса.

Предположим что в некой энергосети завелась зелёная зараза.

• Потребление макс. 5 Гигаватт.
• Потребление минимальное – 2 Гигаватта
• Солнечная генерация – 250 мегаватт

Вначале доля солнца крайне незначительна 5% установленной мощности от максимального потребления.

Весной и осенью начинают возникать ситуации, когда пики производства солнца выходят за требуемые объёмы потребления . Предположим несколько раз за год на величину 50 мегаватт.

Возникает гениальная идея, что нужно сделать комплекс оборудования для электролиза, хранения и сжигания водорода. Мощность потребления 50 мегаватт.

Звучит вполне наукообразно.

Вот только лишние 50 мегаватт в системе (это же пики)  будут образовываться скажем в течение 10-ти дней в году, по часу максимум. И ещё дней 50-60 в году, когда будет какой-то избыток энергии от мегаватта до 50 мегаватт в течение 4-6 часов. 

Грубо и округлено можно подсчитать

60*6*(50/2) = 9000 мегаватт*час

Вот только оборудование рассчитано на потребление более 430 000 мегаватт*час за год.

Коэффициент использования порядка 2% (мы ведь «спасаем» только верхушки пиков.)

Таким образом, мы «спасаем» 100% лишней энергии и оборудование по электролизу, хранению и сжиганию водорода, работает у нас с загрузкой 2%. Оборудование стоит почти все время, ожидая «бесплатную» энергию, а ведь как мы рассматривали ранее гонять это оборудование на платной энергии является бредом за гранью зелёной фантастики.

Но ведь можно многократно увеличить мощность солнечной генерации. Например, в три раза.

Можно - но в этом случае:

• Потребление макс. 5 Гигаватт.
• Потребление минимальное – 2 Гигаватта
• Солнечная генерация – 750 мегаватт

Возникают ситуации, когда пики производства солнца выходят за требуемые объёмы потребления на величину 550 мегаватт.

Всё становится намного веселее. Можно обоснованно предположить, что порядка 300 дней в году, в сети будет 50 и более мегаватт «лишней» энергии по 6 часов в день.

300*6*50 =90000 мегаватт*час

Коэффициент загрузки увеличится до 20%. И нужно сказать, что это уже практически предел.  Ну оставим за кадром экономическую эффективность работы оборудования с такой нагрузкой, а рассмотрим два таких вопроса.

1. Чем это отличается от выше рассмотренного варианта 2. Когда мы строим солнечные панели исключительно с целью перегонять энергию в водород. Да практически ничем, мы построили 500 мегаватт панелей, с таким расчётом, что у нас почти каждый день есть «лишняя энергия» и направляем её в водород. Но комплекс из панелей + «Power2X» экономически не эффективен по определению.
2. Пики у нас достигают 550 мегаватт, но происходит это также не чаще десяти дней в году. В остальные дни мы имеем 4-6 часов в день генерации лишней энергии от 0 до 550 мегаватт.

300*6*(550/2) =495 000 мегаватт*час – это примерный объём «лишней» энергии

А спасаем мы только 90 000 мегаватт*час, что-то около 20%. Остальное теряется.

То есть мы добавили в систему 500 мегаватт панелей, и значительная часть энергии этих панелей будет теряться. Наши 50 мегаватт дополнительного потребления (на электролиз) это капля.

Ну так давай построим ещё 500 мегаватт мощности электролиза для Power2X и будем спасать всю энергию.

Давайте…только тогда коэффициент использования этого оборудования опять падает до 2-3 %. (желающие могут подсчитать)

Конечно, для зелёных физика, химия, математика и экономика — это лженауки придуманные для обоснования невозможности построения «чистой» энергетики на прерывистой генерации.

Но серьёзно… не существует какого-то среднего оптимального соотношения между мощностью прерывистой генерацией (и, следовательно, объёмом лишней энергии) и мощностью оборудования Power2x.

Для лучшей визуализации этих расчётов , давайте в графическом виде посмотрим процесс «спасения» энергии на реальных данных.

За основу возьмём реальные данные испанского проекта на острове El Hierro.

Светло-зелёная область — это «лишняя» энергия, направляемая в ГАЭС. Понятно, что нет принципиальной разницы и данная энергия могла бы направляться на производство водорода.

Расстояние между нижний и верхней красными линиями, это Предполагаемая Установленная мощность оборудования, необходимая для полного спасения пиков «лишней энергии». Площадь между красными линиями, это объём энергии, который мог бы быть спасён этим оборудованием, при условии его непрерывной работы. (оставим пока за скобками потери).

На этом графике очень наглядно можно увидеть, как часто включается оборудование и на какой процент мощности оно работает. Видно, что за месяц есть всего один день с загрузкой, приближающейся к 100%, и ещё пару дней с загрузкой в районе 50%. На самом деле меньше, но давайте сделаем округление в сторону ублюдочной девочки. Таким образом, оборудование работает 2-3 дня за месяц. КИУМ будет от 5 до 10%.

Как я уже сказал ранее, не может дорогостоящее, высокотехнологичное оборудование быть энергетически рентабельным при загрузке в 10% от мощности. Конечно, с помощью финансовых манипуляций, икажения рыночных цен, субсидий, распила грантов и перекачки колониального налога это может быть крайне выгодным для отдельных людей или даже для крупных групп людей. Но это не имеет никакого отношения к обеспечению человечества дешёвой и стабильной энергетикой.

Ну и нужно рассмотреть ещё пару вопросов, раньше чем они будут подняты в комментариях.

Первый вопрос – Использование Гидроаккумулирующих энергостанций. Их ведь используют ? Они же выгодны? Чем они отличаются от проектов «Power2X»?

Отличие одно, и оно всё определяет.

Разумные проекты ГАЭС в обязательном порядке обязаны использовать подходящий природный рельеф. Два горных озёра с перепадом высот, впадина на горном плато над морем, горная долина, которую можно перекрыть дамбой и прочее. В результате затраты овеществлённой энергии на строительство ГАЭС относительно невелики, по сравнению с мощностью генерации и хранения энергии.

Если же мы пытаемся реализовать например вот такой дебильный немецкий проект, то мы попадаем под такое же ограничение, как и с проектом «Power2X».

Затраты энергии на создание данного «аккумулятора» настолько велики, что он нерентабелен даже при 100% загрузке, и колоссально не рентабельно при загрузке на 5-10%.

Ну и второй вопрос. Кто ни будь из последователей ублюдочной девочки обязательно вспомнит при Масковую чудо-батарейку в Австралии, которая якобы в прошлом году заработала бешеные деньги и тем самым доказывает свою выгодность.

• Чудо-батарейка не заработала денег. Нет… Пользуясь разрушением энергорынка в Австралии, при котором в летний период разница между ценой в период избытка и в период дефицита составляет порядка 13-14 тыс А$ (разница примерно в 200-300 раз), собственники батарейки обокрали потребителей и других производителей энергии на огромную сумму. Мы ведь понимаем, что батарея не производит энергию. Собственники купили очень незначительное количество энергии по цене 30-50$ и потом продали её в триста раз дороже. Примерно такую же «эффективность» может показать хлебный спекулянт, купивший амбар зерна по 30 баксов за мешок, и продавший во время голода и смерти людей этот хлеб по цене 13000 баксов за мешок. Во время голода, таких предприимчивых эффективных менеджеров частенько расстреливали власти или убивали сами жители.
• Нужно понимать, что на самом деле наличие или отсутствие данной чудо батарейки никакого эффекта на энергосеть не оказывает. И дикие колебания цен, именно об этом нам и говорят. Батарея слишком мала.
  Давайте теперь мысленно увеличим мощность батареи в 200-300  раз, то есть до того размера, когда она может оказывать реальное влияние на энергосистему и ценообразование. Добавление такой батареи (в масштабах штта Южная Австралия) , позволит сократить колебания  цен до величины 30-40$, как это обычно и происходит в здоровых энергосетях.

И пусть теперь последователи ублюдочной девочки попробую окупить батарею стоимостью 20-30 млрд долларов, при разнице цены в 30 долларов, и годовым КИУМ батареи в пределах 5-10%.

 

Вывод: С энергетической точки зрения, любые высокотехнологичные системы хранения энергии, за исключением немногочисленных «дешёвых» ГАЭС, всегда будут энергетически убыточны и бесполезны. Степень убыточности будет зависеть от степени дебилизма используемой технологии.

Учитывая, что по-настоящему удобных, «дешёвых» мест для строительства ГАЭС очень мало, они ни в коем случае не должны быть задействованы в «зелёных» проектах, а должны использоваться как парное оборудование для балансировки атомных электростанций. Просто исходя из того, что совокупный EROI  проекта атомная станция +ГАЭС, намного выше чем EROI (зелёная хрень + ГАЭС).

2020, Станислав Безгин

Twitter: StanislavBezgin

p.s. Не нужно думать, что я открываю какие-то сакральные истины, неизвестные западным специалистам. Если вы прочитаете вышеприведённую статью, и в особенности «между строк» и понимая степень редактированности и цензуры подобных статей, вы увидите, что специалисты все прекрасно знают и понимают. Почему же они продолжают заниматься «дурной» работой?

Прежде всего, существует огромное количество «эффективных» менеджеров и узких специалистов, которые вне рамок своей непосредственной профессиональной сферы, по уровню развития практически не отличаются от ублюдочной девочки. К сожалению, это особенность современного образования. Эти люди часто искренне верят, в необходимость «спасение планеты» от углекислого газа. Ещё чаще, они понимают, что на этом можно хорошо заработать в независимости нужно или нет такое «спасение».

Ну а непосредственно специалисты, зная бесполезность своей работы, будут ей заниматься, так как она позволяет им получать зарплату и гранты. Ведь это же всего-навсего люди, и большинству абсолютно наплевать на абстрактную правду, им нужно платить ипотеку, кредиты и бухать с партнёром №2. Большинство современных ученных ничем не отличаются от проституток, и готовы «исследовать» что угодно, ровно до тех пор, пока удаётся кого-либо раскручивать на гранты.

И конечно нельзя забывать о таких людях как профессор Зинн, которые пытаются достучаться до своих сограждан и объяснить им что ублюдочная девочка не права, так как она просто несчастный умственно отсталый ребенок.