Технологический мост: развилка

Аватар пользователя Tuktarov

В продолжение тем:

Перспективы замены генерирующих мощностей на атомные в РФ в период с 2020 по 2050 годы.

Технологический мост: Энергомост «Сибирь-Урал-Центр»


Мы на развилке.

Мы имеем возможность построить генерирующие мощности на сотни лет вперед.

Мы можем создать  инфраструктуру для передачи энергии и регулирования сети.

Что дальше?

А дальше - развилка. Принятие принципиального решения продолжения пути.

Сообществу, доля обсуждения,  предлагается привести привлекательные и негативные стороны обоих путей развития.

 

Путь первый. Получив электроэнергию заливать ее в аккумуляторы и дальше использовать по назначению.

Итак. Сколько, в наших условиях, в дохлых енотах, стоит новый электро-мобиль?

К примеру, новый  iMiev в России получилась издевательской — 1,8 млн рублей:

Это, к сведению, аналог Daewoo Matiz (надеюсь фотку представлять не нужно).

И еще один момент, замена аккумуляторов обойдется в скромные 8−10 тысяч евро.

Опять же, для сведения, замена аккумуляторов предполагается производителем раз в 5 лет.

Вот выдержка:

Если не принимать этот аспект во внимание и посчитать исключительно разницу расходов на топливо и электричество, картина получается следующей - чтобы оправдать переплату за i-MiEV, нужно проехать на нем более 550 000 км. Вряд ли какой-нибудь из современных автомобилей сможет преодолеть такое расстояния без капитальных ремонтов, а электромобиль - и подавно. За это время придется дважды поменять аккумуляторные батареи, гарантийный срок службы которых, в случае с i-MiEV, составляет 160 000 (примерно 1000 циклов заряд-разряд), и каждая такая замена обойдется в сумму, равную покупке нового Peugeot 107

Итак, получается, что раз в пять лет дешевле покупать новый карбюраторный автомобиль, чем менять аккумуляторы.

 

Второй путь. Синтезировать углеводородное топливо для применения в существующих девайсах, которые уже отработаны под "самое нимагу".

В моем понимании есть две развилки. Первая - пресловутый из твердого-в жидкое, комментировать который, на данном ресурсе смысла нет совершенно никакого. Этот путь имеет смысл при условии достатка того самого "твердого", т.е. - угля. А что-то мне подсказывает, что с этим нам корячится весьма не хилая, такая, проблемка.

Другой вопрос, что при достаточном количестве энергии, мы можем проводить прямой синтез (пропуская над мелко раздробленным никелем смесь окиси углерода и водорода при 250° С,  получим метан):

02-45.gif

Собственно, на этом базировались исследования Фишера и Тропша.

Осталось подсчитать энергетику процессов и прикинуть дополнительные энергетические мощности, потребные для синтеза метана.

Кстати, благодаря наличию тройной связи молекула CO весьма прочна (энергия диссоциации 1069 кДж/моль, или 256 ккал/моль, что больше, чем у любых других двухатомных молекул). Тройная связь, ё-моё.

 


Кстати, разница в количестве энергии, получаемой нами в настоящее время из нефти и газа, и количество энергии, которое мы сможем получать из синтезированных углеводородов (с применением замкнутого ядерного цикла) и определит, в конечном итоге, ту предельную планку  величины добычи углеводородов EROI.

Вот этими подсчетами мы и займемся чуть позже. Если кто не понял, то будем считать лишнее количество личных жоповозок.

Удачи вам в приобретение новых шайтан-орба))))


1. Предложения и конструктивные предложения приветствуются. Словоблудие - в фтопку.

2. Говорим о существующих девайсах. Внедренных и работающих. Все мега проекты - фтопку.

3. Неуважительное, пренебрежительное отношение к собеседникам ( и т.д. и т.п.) карается баном.

Комментарии

Аватар пользователя СВВ
СВВ(9 лет 3 месяца)

эти маховики относительно легкие, по конструкции выглядят как велосипедное колесо, но если их рвет, жестяной кожух вряд-ли поможет...

а вакуумный гироподвес - это в космос.на земле слишком много факторов, что мешают их использованию.

Аватар пользователя alex2ssc
alex2ssc(9 лет 3 месяца)

Что, например? (Ну кроме нефтяного лобби)

Аватар пользователя alex2ssc
alex2ssc(9 лет 3 месяца)

маховик с обвесом, в том исполнении, которое реализовано еще 10 лет назад имел обьем пропанового баллона и весил 50-70 кг при запасе хода втрое против бензинового бака.

масса маховика рекуперации на болидах формулы 1 около 3кг, но позволяет газануть с поворота ух как!

Аватар пользователя alex2ssc
alex2ssc(9 лет 3 месяца)

При реализации маховичного движителя автоматически реализуется системе рекуперации. Поэтому запасенная энергия тратится только на преодолении сопротивления среды

Аватар пользователя Aleks177
Aleks177(9 лет 9 месяцев)

Если маховик запасает больше энергии, чем надо для его расплавления, то при аварии вместо осколков будут расплавленные брызги... Со скоростями в половину окружной скорости маховика... Гироскопический эффект не нейтрализуем, так что ездить не по прямой будет непросто.

Аватар пользователя alex2ssc
alex2ssc(9 лет 3 месяца)

Гироскопический эффект нейтрализуется просто. И не очень дорого. Система с тремя перпендикулярными осями

Аватар пользователя alex2ssc
Аватар пользователя Poet-14
Poet-14(9 лет 8 месяцев)

Электромобили, гм, не нужно ставить мега-аккумуляторы, достаточно снабдить дороги способом питать автомобиль, как троллейбусы. Все равно ведь ЛЭП стоят. КАК - понятия не имею. Но если создать автоматизированную автодорогу с управлением ИИ, то это довольно очевидно. Для города, там, основных магистралей - сойдёт. Можно через сцепление с дорогой колесами, можно периодически (какой-нить хвост под авто запитаться от дороги на один импульс, которого движку хватит для инерционного движения - на высоких скоростях почему бы нет) можно комбинировать аккумулятор+периодическая подпитка и т д - что только не придёт в нетрезвую голову вечером в  воскресенье....Да, я нуб, зато воображение работает, вопреки прочим функциям головного мозга.

 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

>>>достаточно снабдить дороги способом питать автомобиль, как троллейбусы..... Для города, там, основных магистралей - сойдёт.

Согласен. Вполне возможно создать сеть для грузоперевозок.

Но это сильно напоминает электропоезда. Зачем придумывать и создавать то, что уже придумано и создано? На автотяге это будет дороже.

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Корейцы тестируют беспроводную зарядку троллейбусов, через дорожное полотно. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Переоборудовать десятки тысяч километров дорог по нашей стране, на данном этапе - прожект. Не, не так - предлагать такое - преступление)))

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Имеются ввиду трамваи внутри городов, зарядка на конечной, может несколько промежуточных. Переоборудовать не сильно много путей. Тут вопрос в самом трамвае. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Вот скажите мне, зачем заморачиваться с аккумуляторами, имеющими конечное небольшое время работы , если есть проводная система передачи энергии (практически вечная, в отличии от)?

Аватар пользователя Ayatola
Ayatola(11 лет 2 дня)

Такое впечатление, что никто статей Алексворда про кризис энергоресурсов не читал и все живут в Валиноре.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Конкретно что вас не устраивает?

Аватар пользователя kokunov
kokunov(12 лет 1 месяц)

По мне так не в вопросе производства энергии, а в ее более эффективной трате. Например Сибэлектромотор занялся темой электродвигателей на высокотемпературных сверхпроводниках http://www.elec.ru/news/2011/05/26/sibelektromotor-provel-ispytaniya-nov... Этим может решится проблема нехватки редкоземов. Правда что то с 2011 года они притихли, или не взлетело, или засекретили.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

На самом деле нет белого и черного. Любое решение есть компромисс и синергия многих подходов.

Надо больше добывать, более эффективно тратить, искать новые методы добычи энергии.

Аватар пользователя kokunov
kokunov(12 лет 1 месяц)

Согласен. Решение этой проблемы должно быть комплексным. Иначе будут дикие перекосы. 

Аватар пользователя багор
багор(9 лет 4 месяца)

А чего напрягаться то? Придумать бактерию какую-нибудь, и пущай она, греясь на солнышке во влажном месте, делает нам АИ-95. Так что пусть все эти генные инженеры и биохимики шевелят извилинами, а то только ГМО лепят. 

Аватар пользователя renatych
renatych(8 лет 5 месяцев)

Не только, выведены штаммы производящие, например, целлюлозу.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Биоинженерия - весьма привлекательное и перспективное направление. К сожалению, мы находимся в самом начале пути.

Аватар пользователя jamaze
jamaze(12 лет 3 месяца)

Для синтеза топлива нужно много CO2. Фильтровать из воздуха - не вариант, слишком низкая концентрация. В Исландии используют гейзеры - там почти 100% газа - оксид углерода. У нас можно на Камчатке пытаться так делать.

Но затраты на сию добычу пока непонятны. В советском проекте Пенжинской ПЭС рассматривался вариант синтеза углеводородов из угля Якутии, там его много. Но от моря далеко, и инфраструктура на вечной мерзлоты - золотая.

Так что я бы забыл о массовом синтезе углеводородов - думаю, переход на общественный электрический транспорт неизбежен. И слава Богу.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

То, что грядет масштабное развитие городского (да и междугороднего) электротранспорта - без вариантов.

Но народному хозяйству углеводороды требуются отнюдь не исключительно в виде топлива. Кстати, хороший вопрос: а сколько удельно и в натуральном выражении идет углеводородов не на топливо?

Аватар пользователя sapphir1970
sapphir1970(12 лет 2 месяца)

 

Комментарий администрации:  
*** Отключен (систематические манипуляции и набросы) ***
Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Интересно.

Аватар пользователя nhfvdfq71
nhfvdfq71(11 лет 10 месяцев)

Контактно-аккумуляторный грузовой безрельсовый транспорт и аккумуляторный легковой. А также увеличение доли рельсового транспорта.

Аватар пользователя Aijy01
Aijy01(11 лет 7 месяцев)

Предлагаю... 

1. Троллейбусы.

2. Гироскопы.

3. Водород.

От УВ топлива влюбом виде ИМХО надо плавненько отползать.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Полностью уйти от УВ, как топлива, все равно не получится.

Водород в чистом виде - прожект. Хранить крайне сложно и опасно. Энергетическая плотность - низкая.

Гироскопы - не знаю, буду читать.

Аватар пользователя Aijy01
Aijy01(11 лет 7 месяцев)

читал, водород можно хранить в углеводородных катриджах (амеры тестили из кукурузных початков), давление будет намного ниже.

Аватар пользователя Maximus
Maximus(11 лет 6 месяцев)

А почему собственно развилка? Можно же сразу двумя путями пойти.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Для того, чтобы пойти первым путем, требуется создать полноценную инфраструктуру производства и содержания электротранспорта. не привязанного к электропроводам.

Я считаю, что это, в нашей ситуации, просто немыслимо.

Мне видится путь развития общественного и промышленного электро транспорта со стационарными трассами передвижения. Плюс к этому синтез углеводородов для химической промышленности и для остального вида транспорта.

Аватар пользователя Tov.Vlad
Tov.Vlad(10 лет 1 месяц)

Уважаемый Tuktarov, хотел написать в прошлой теме про энергомост - почему вы рассматриваете проблему с одной стороны? Со стороны генерации и подстройке ее под суточные ритмы? Почему бы не рассмотреть вопрос организации жизни общества под оптимальное использование имеющихся возможностей? Работа на предприятиях в три смены как одна из мер, организация потребления в соответствии с суточным планом? (Ну то есть условно помыться я могу не всегда, а к примеру в определенное время)

Недавно был в местном РосАрхиве, там сотрудники подготовили хорошую экспозицию про наш город в годы войны. Советским людям приходилось полагаться на то что есть, и рациональное планирование позволяло использовать мощности (которых не хватало) полностью. Думаю если в будущем вопрос будет стоять о куске хлеба, то будет возможно потерпеть бытовые неудобства связанные с этими мерами.

По поводу аккумуляции энергии, думаю идеи связанные с синтезом топлив неоптимальны из-за больших потерь энергии на операции преобразования. Каждая операция "съедает" десятки процентов КПД. Пример немцев в войну - пример отчаянной безысходности. В штатном режиме так снабжаться бензином из угля вряд ли бы смогли десятилетия, просто другого топлива для техники не было.

Добыча "тяжелых" нефтей (ну и прочего проблемного барахла) ИМХО гораздо лучше синтеза, строим АЭС. И условно при ЕРОИ 1:1, получаем выхлоп работы не электроэнергией, а нефтью. Тут важно понимать, что нефть играет роль уже не топлива, а аккумулятора (и распределяется только для грузового транспорта и экстренных служб по жестким лимитам).

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

>>>почему вы рассматриваете проблему с одной стороны? Со стороны генерации и подстройке ее под суточные ритмы? Почему бы не рассмотреть вопрос организации жизни общества под оптимальное использование имеющихся возможностей?

>>>наш город в годы войны.

Ваш вопрос и ваш же ответ.

Я все же предполагаю, что нам удастся пройти без мобилизационных мероприятий. Рассматриваю такие средства, как резерв партии, который можно достаточно быстро заставить работать чисто административными методами.

>>>По поводу аккумуляции энергии, думаю идеи связанные с синтезом топлив неоптимальны из-за больших потерь энергии на операции преобразования. Каждая операция "съедает" десятки процентов КПД.

При наличии знАчимого избытка электроэнергии, получаемой от АЭС, в условиях дифицита углеводородов такое вполне допустимо.

Ведь УВ это не только ценный мех топливо, но и один из краеугольных камней всех промышленности.

Я считаю, что если бы была возможность рассматривать одну нашу страну. то такого геморроя не предвиделось. Однако не стоит забывать, что при снижении плотности энергопотока по миру, нам придется прилагать весьма серьезные усилия для сохранения стабильности в близ лежащих странах. А это, в первую очередь та же самая энергия и УВ. Создавать инфраструктуру, типа энергомост в третьи страны - бессмысленно, т.к. уже существует трубопроводная система.

Кстати, часть издержек по потерям при синтезе УВ вполне так себе будут нести покупатели. И это справедливо.

Тезис о том, что не будем ничего продавать за границу не выдерживает критики.

 

>>>Добыча "тяжелых" нефтей (ну и прочего проблемного барахла) ИМХО гораздо лучше синтеза, строим АЭС. И условно при ЕРОИ 1:1, получаем выхлоп работы не электроэнергией, а нефтью. Тут важно понимать, что нефть играет роль уже не топлива, а аккумулятора (и распределяется только для грузового транспорта и экстренных служб по жестким лимитам).

Согласен полностью. Именно рассматриваю синтез УВ как своеобразный аккумулятор энергии, под которую уже созданы и весьма хорошо отшлифованы технические решения. Разбрасываться таким багажом - преступно. По крайней мере до тех пор, пока не будет создана сопоставимая по качеству и количеству альтернатива. Но это прожект, ибо ресурсов на это уже нет.

Я вижу, что вам интересна эта тема. Предлагаю копать и описывать технологии, применимые в предложенной мной канве. Думаю, что за некоторое время мы вполне можем описать логическую четкую систему.

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Есть 2 интересные технологии. Серно натриевые аккумуляторы. И синтез метангидратов из воды и метана. В продолжении вашей идеи синтеза метана. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Серно натриевые аккумуляторы - опасная штучка.

Основной недостаток использования такой батареи заключается в высокой рабочей температуре (свыше 300 градусов по Цельсию) и связанной с ней опасностью воспламенения натрия.

Не совсем понял, что вы имеете ввиду под  синтезом метангидратов из воды и метана.

Вот структура метангидрата:

Может вы имели ввиду получение метана из гидратов?

 

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

все верно 300 градусов можно применять для промышленных накопителей, для транспорта пока может размером в трамвай или тягач. 

Метангидрат имеется ввиду промежуточное хранение. Ибо в сжатом виде нужно много емкостей, очень много. А сжижение метана очень накладно по энергозатратам.

Аватар пользователя Maximus
Maximus(11 лет 6 месяцев)

Метан в ПХГ вполне себе хранят.

Ещё бывает АПГ - адсорбированный природный газ.

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Есть много всякого, мы же идеи формулируем. Метангидрат по технологии очень похож на абсорбированый природный газ. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Для сохранения метангидрата требуется высокое давление и низкая температура. Т.е. создать условия, в которых он находится на дне морском.

И не проще ли, в таком случае, работать с чистым газом, а не с гидратом???

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Для образования метангидрата нужно не очень высокое давление и низкая температура. А для хранения вообще давление не нужно, а температура хранения чуть ниже нуля. 

Как по вашему хранить большие объемы газа? Если график выработки на атомных станциях не совпадает с графиком потребления. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Прежде чем писать, не плохо было бы почитать. Чтоб не допускать откровенных ляпсусов.

Итак, фазовая диаграмма для метана, воды и непосредствено метангидратов:

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Что то я не пойму, на какой ляпус вы намекаете. По вашему для промышленной технологии 20 атм и -10 градусов, что то сверхъестественное? Опять же у вас диаграмма по соленой воде, в пресной картинка чуть другая.

Если же поглубже копнуть тему всяких катализаторов можно еще снизить энергозатраты и температуру. К сожалению сейчас очень мало исследований на эту тему, в основном в обратную сторону как препятствовать образованию метангидрата в  газовых скважинах. 

Если рассматривать это как технологию хранения газа то может получиться очень интересно. В одном объеме метангидрата можно хранить до 160 объемов газа. Конечно сжиженый круче до 700 объемов, но и энергозатраты до 25% от энергии газа. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

>>>Для образования метангидрата нужно не очень высокое давление и низкая температура. А для хранения вообще давление не нужно, а температура хранения чуть ниже нуля. 

>>>По вашему для промышленной технологии 20 атм и -10 градусов, что то сверхъестественное?

Нет, это не сверхестественное. Но, если мы говорим техническим языком, то там нет терминов "не очень высокое" давление. И, поверьте, 20 атмосфер - совсем не мало. При увеличении размеров резервуара значительно растет толщина стенки. Если интересно, то могу расчеты привести (РИК еще не совсем забыл). Собственно там одна простейшая формула:

Зависимость линейна: чем выше давление, тем выше толщина стенки.

 

>>>Если же поглубже копнуть тему всяких катализаторов можно еще снизить энергозатраты и температуру.

Вот тут поподробнее. Каким боком катализаторы влияют на фазовое состояние? о_О Может быть вы имеете ввиду введение в структуру гидрата дополнительного компонента для изменения фазового состояния? Я про такое, в отношении метангидратов не слышал.

И не забывайте, что работать (для сохранения) с метангидратом надо на дне морском, пока он в твердом состоянии.

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Что то вы меня совсем не верно поняли, я не предлагаю работать на дне морском. А предлагаю систему хранения для вашей идеи синтеза метана на атомных станциях. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

Я вас прекрасно понял.

Давайте по порядку. Гидраты лежат на дне морском на глубине 200-500 метров.

Их надо оттуда взять. Т.е. снять верхний придонный слой ила и раздолбить гидрат.

Раздолбили. Что дальше делаем? Надо поднять наверх. Но при попытке поднятия в нормальных условиях, даже если допустить, что температура - константа, происходит понижение давления. Далее начинается неуправляемых процесс распада гидрата с высвобождением газообразного метана.

Причем, этот процесс для нас может быть полезен, т.к. в замкнутой трубе от дна до поверхности создастся т.н. эрлифтный насос. Т.е. при выделении газообразного метана резко понижается общая плотность смеси жидкая вода-газообразный метан, появляется движущая сила вверх.

И получается, что вверху, на платформе, нам надо провести сепарирование от жидкой влаги и осушку метана и далее вперед, на сжижение или на турбины.

В предлагаемой вами схеме появляются серьезные проблемы с доставкой стабильного метангидрата со дна морского на поверхность. Вариант имеет право на существование, но надо считать.

Однако, кмк, ваш вариант будет более затратным и в стадии добычи, и в стадии хранения и транспортировки.

Синтез мептана на АЭС - совершенно другая история. Там гидраты не нужны.

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Не помню что бы предлагал систему доставки метнагидрата с морского дна. Если уж предлагать я бы рассмотрел вариант плавучей атомной станции и использование охлаждающего контура станции для нагрева того самого метангидрата. Еще есть интересная технология с жидким азотом, когда в скважину заливают сжиженный азот потом нагревают, расширяясь в 1000 раз он создает кучу пор в породе, да еще и приличное давление, которое вытесняет газ или нефть на поверхность. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

>>>А предлагаю систему хранения

Для того, что бы было что хранить, это сначала надо добыть.

>>>я бы рассмотрел вариант плавучей атомной станции и использование охлаждающего контура станции для нагрева того самого метангидрата.

Собственно это я и имею ввиду. Ставить АЭС на берегу Северного океана - чревато и дорого.

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Японцы вон чего уже строят https://www.ngk.co.jp/nas/

 

 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(11 лет 8 месяцев)

подробнее, пожалуйста.

Публикация ссылок, без конкретики - плохой тон.

Аватар пользователя Чебуран
Чебуран(9 лет 2 месяца)

Промышленные серно-натриевые аккумуляторы, которые уже строят в Японии.

https://www.ngk.co.jp/nas/

 

Страницы