Автор: Kris De Decker (edited by Jenna Collett), перевод: Станислав Безгин.
Оригинал статьи : How (Not) to Run a Modern Society on Solar and Wind Power Alone
/*прим. перевод. Статья очень интересная, и я готов согласится почти с каждым предложением, кроме последних абзацев. В конце статьи я добавил свои возражения, добавления и комментарии.
Хотя потенциал энергии ветра и солнечной энергии более чем достаточен для обеспечения потребностей в электроэнергии современного индустриального общества, эти ресурсы доступны только время от времени. Для обеспечения того, чтобы производство энергии всегда соответствовало бы потреблению, возобновляемая электросетевая система нуждается в превышении установленной мощности и пропускной способности, в десять раз превышающей максимальный спрос. Также требуется резервные балансирующие мощностей электростанций на ископаемом топливе или их эквивалента в системах хранения энергии.
Следовательно, бесперебойное, постоянное соответствие объемов производства и потребления энергии, делает производство возобновляемой энергии сложным, неэффективным, дорогостоящим и неустойчивым. Тем не менее, если бы мы могли регулировать спрос на энергию в соответствии с прерывистым характером производства солнечной энергии и энергии ветра, возобновляемая энергосистема могла бы быть намного более выгодной. Использование энергии ветра и солнечной энергии только тогда, когда они доступны, являлось ранее традиционной концепцией, которую современные технологии могут значительно улучшить.
100% возобновляемая энергия
Широко распространено мнение, что в будущем производство возобновляемой энергии позволит человечеству стать независимыми от ископаемых видов топлива, причем наибольший потенциал имеет энергия ветра и солнечной энергии. Несомненным фактом является то, что имеется достаточно энергии ветра и солнечной энергии для многократного удовлетворения энергетических потребностей современной цивилизации.
Например, в Европе практический потенциал ветровой энергии для производства электроэнергии в море и на суше оценивается как минимум 30 000 ТВт в год или в десять раз больше годового потребления электроэнергии. [1] В США технический потенциал солнечной энергии оценивается в 400 000 ТВт-ч, что в 100 раз превышает годовое потребление электроэнергии. [2]
Такие заявления, хотя теоретически правильные, но практически бессмыслены. Это связано с тем, что они основаны на ежегодных средних показателях производства возобновляемой энергии и не учитывают прерывистость, то есть сильно изменяющийся и неопределенный характер ветровой и солнечной энергии.
Производство и потребление электроэнергии должно совпадать в любой момент времени, чего относительно легко достичь с помощью электростанций, которые можно включать и выключать по желанию. Однако выработка ветровых турбин и солнечных панелей полностью зависит от прихотей погоды.
Поэтому, чтобы выяснить, может ли и как может функционировать современное общество только на солнечной и ветровой энергии, нам нужно сравнить синхронизированный по времени спрос на электроэнергию с синхронизированной по времени солнечной или ветровой генерацией. [3] [4] [5] При этом становиться ясно, что потребление плохо коррелирует с производством.
Выше: визуализация 30-дневных данных с наложением графика потребления (красный), графика генерации энергии ветра (синий) и данных солнечной генерации (желтый). Средние значения отображаются в выделенных цветом черных линиях. Данные, полученные от Администрации энергетики Бонневилля, апрель 2010 г. Источник: [21]
Прерывистость солнечной энергии
Солнечная энергия характеризуется как предсказуемыми, так и непредсказуемыми вариациями. Существует предсказуемая суточная и сезонная картина, где пиковый выход происходит в середине дня и летом, в зависимости от видимого движения солнца в небе. [6] [7]
Когда солнце ниже в небе, его лучи должны проходить через большую воздушную массу, что снижает их силу, потому что они поглощаются частицами в атмосфере. Также, лучи солнца распределяясь по большей горизонтальной поверхности, уменьшают передачу энергии на единицу горизонтальной поверхности.
Когда солнце находится на 60 ° выше горизонта, эффективность генерации по-прежнему составляет 87% от максимума. Однако при меньших углах эффективность быстро уменьшается. При солнечном угле 15 ° излучение, ударяющееся по горизонтальной поверхности, составляет всего 25% от его максимума.
В сезонных масштабах угол вертикали Солнца также коррелирует с количеством дневных часов, что уменьшает количество солнечной энергии, получаемой в течение дня в разное время года, когда солнце уже ниже в небе. И последнее, но не менее важное: солнечной энергии нет ночью.
Карта облаков
Изображение: Средний облачный покров 2002 - 2015 гг. Источник: НАСА.
Точно так же присутствие облаков добавляет непредсказуемые изменения в генерацию солнечной энергии. Облака рассеивают и поглощают солнечную радиацию, уменьшая количество энергии, которая достигает земли. Генерация солнечной энергии составляет примерно 80% от его максимального значения при легкой облачности, и 15% от максимума в сильно пасмурный день. [8] [9] [10]
Из-за отсутствия тепловой или механической инерции в солнечных фотоэлектрических (PV) системах, изменения, вызванные облаками, могут быть значительными. Например, при изменении облачного покрова, в генерации мегаваттных фотоэлектрических электростанций на юго-западе США были изменения примерно на 50% в 30-90 секундных периодах и около 70% в период от 5 до 10 минут. [6]
Сочетание этих предсказуемых и непредсказуемых колебаний в солнечной генерации дает понять, что производительность солнечной электростанции может сильно различаться в течение всего времени. В Фениксе, Аризона, самое солнечное место в Америке, солнечная панель производит в среднем в 2,7 раза меньше энергии в декабре, чем в июне. Сравнивая солнечный день в полдень в июне с пасмурным днем в 10 утра в декабре, разница в солнечной энергии почти в двадцать раз. [11]
В Лондоне, Великобритании, который является умеренно подходящим местом для солнечной энергетики, солнечная панель производит в среднем в 10 раз меньше энергии в декабре, чем в июне. Сравнивая солнечный день в июне в полдень с пасмурным днем в декабре в 10 часов утра, производство энергии отличается в 65 раз. [8] [9]
Прерывистость энергии ветра
По сравнению с солнечной энергией изменчивость ветра еще более велика. С одной стороны, энергия ветра может использоваться как днем, так и ночью, а с другой стороны, она менее предсказуема и менее надежна, чем солнечная энергия. В дневное время всегда имеется минимальное количество солнечной энергии, но это не относится к ветру, который может отсутствовать или быть слишком слабым в течение нескольких дней или даже недель. Также может быть и слишком много ветра, и ветровые турбины должны быть остановлены, чтобы избежать повреждений.
В среднем в течение года и в зависимости от местоположения, современные ветровые электростанции производят 10-45% от номинальной максимальной мощности, что примерно вдвое превышает годовой коэффициент использования установленной мощности средней солнечной станции (5-30%). [6] [12] [13] [14] На практике, однако, ветровые турбины могут работать от 0 до 100% от их максимальной мощности в любой момент.
Почасовая ветровая генерация за 29 дней в апреле 2005 года на ветроэлектростанции в Калифорнии
Приведенная выше диаграмма показывает ежедневную и почасовую ветрогенерацию за 29 дней на электростанции в Калифорнии. В любой конкретный час дня и в любой день месяца производство энергии ветра может варьироваться от нуля до 600 мегаватт, что является максимальной производительностью данной ветровой электростанции. [6]
Даже относительно небольшие изменения скорости ветра оказывают большое влияние на генерацию энергии: если скорость ветра уменьшается наполовину, производство электроэнергии уменьшается в восемь раз. [15] Ресурсы ветра также меняются на протяжении лет. В Германии, Нидерландах и Дании наблюдается межгодовая изменчивость скорости ветра до 30%. [1] Годовые различия в солнечной энергии также могут быть значительными. [16] [17]
Как сбалансировать производство и потребление?
В некоторой степени энергия ветра и солнца может компенсировать друг друга. Например, ветер обычно вдвое сильнее в зимние месяцы, когда меньше солнца. [18] Однако, это снова относится к средним значениям. В любой конкретный день года ветер и солнечная энергия могут быть слабыми или отсутствовать одновременно, оставляя нас практически без электричества.
Потребность в электроэнергии также меняется в течение дня и времен года, но эти изменения более предсказуемы и гораздо менее экстремальны. Пик потребления происходит утром и вечером, и находится на самом низком уровне в течение ночи. Однако даже ночью потребление электроэнергии по-прежнему близко к 60% от максимальной.
Следовательно, если мощность возобновляемой энергии рассчитывается на основе среднегодовых показателей производства солнечной и ветровой энергии и в соответствии со средним спросом на электроэнергию, то в большинстве случаев будет большой дефицит электроэнергии. Чтобы электроснабжение всегда соответствовало потребностям в электроэнергии, необходимо принять дополнительные меры.
Во-первых, мы могли бы рассчитывать на резервную инфраструктуру регулируемых (традиционных) электростанций на ископаемом топливе для обеспечения электроэнергией, когда нет достаточной возобновляемой энергии. Во-вторых, мы могли бы увеличить установленную мощность возобновляемых источников энергии, определив, требуемый объем, по наихудшему сценарию. В-третьих, мы могли бы подключить географически распределенные источники возобновляемой энергии, чтобы сгладить колебания в производстве электроэнергии. В-четвертых, мы можем хранить избыточное электричество для использования в те времена, когда солнечная и / или ветровая генерация является низкой или отсутствует.
Как мы увидим, все эти стратегии самоуничтожающиеся (self-defeating), если применяются в достаточно больших масштабах, даже если они используются комбинированно. Если энергия, используемая для строительства и поддержания дополнительной инфраструктуры, учитывается при анализе полного жизненного цикла возобновляемой энергосистемы, то окажется, что в целом возобновляемая энергосистема столь же вредна для экологии, как и нынешняя энергосистема.
Стратегия 1: Резервные традиционные электростанции
До сих пор, относительно небольшая доля возобновляемых источников энергии, добавленных в сеть, обычно балансируется традиционным генерирующими станциями в основном гибкими, быстро запускаемыми газовыми электростанциями. Хотя этот подход полностью «решает» проблему прерывистости, это приводит к парадоксу, поскольку весь смысл перехода на возобновляемые источники энергии, был в обеспечении независимости от ископаемого топлива, включая газ. [19]
Большинство научных исследований сосредоточено на Европе, которая имеет самые амбициозные планы по возобновляемым источникам энергии. Для энергосистемы, основанной на 100% солнечной и ветровой энергии, без хранения энергии и предполагая взаимосвязь только на национальном европейском уровне, балансирующая мощность электростанций на ископаемом топливе должна быть такой же большой, как пик спроса на электроэнергию. [12] Другими словами, будет столько же невозобновляемых электростанций, сколько существует сегодня. (прим. перевод. : Первый ключевой момент статьи. Это приводит нас к тому, что при добавлении альтернативной станции в систему, общие расходы системы возрастают на весь объем инвестиций и расходов альтернативной энергетики, а снижаются только на незначительный объем экономии газа ).
Все электростанция в США. Визуализация The Washington Post.
Такая гибридная инфраструктура снизит использование углеродного топлива для производства электроэнергии, поскольку возобновляемая энергия может заменить его, когда имеется достаточное количество солнца или ветра. Однако нужно вкладывать много энергии и материалов в создание и поддержание удвоенной, в сущности, инфраструктуры. Энергия, которая экономится на топливе, расходуется на производство, установку и подключение миллионов солнечных батарей и ветровых турбин. (прим. перевод.: Второй ключевой момент статьи. Включение альтернативной энергетики в общую систему, приводит к увеличению расхода ресурсов и энергии общества, в объемах, превышающих, объем сэкономленного топлива. Тем самым в целях борьбы с исчерпанием ископаемых ресурсов планеты, данная стратегия является контрпродуктивной. )
Хотя балансирование возобновляемых источников энергии с традиционной энергетикой, широко рассматривается как временное решение, которое не подходит для систем со значительной долей возобновляемой генерации, большинство других технологических стратегий (описанных ниже) могут лишь частично уменьшить необходимость в балансировании мощностей. (прим. перевод.: Третий ключевой момент статьи. Не существует альтернативы, которая позволит отказаться от дублирования возобновляемой энергетики, равными объемами (простаивающих) мощностей традиционной энергетики.)
Стратегия 2: Перепроизводство возобновляемой энергии
Другой способ избежать нехватки энергии - установить больше солнечных батарей и ветряных турбин. Если максимальная мощность солнечной энергии определена для удовлетворения спроса даже в самые короткие и темные зимние дни, а мощность ветровой генерации установлена с учетом самых низких скоростей ветра, риск нехватки электроэнергии может быть значительно снижен. Однако очевидным недостатком такого подхода является избыток возобновляемой энергии в течение большей части года.
В периоды избыточного производства, генерация солнечных батарей и ветровых турбин частично сокращается, чтобы избежать перегрузки сети. Но это, в свою очередь, сокращает эффективность работы альтернативной энергетики. Уменьшается объем электричества, которое производит солнечная панель или ветровая турбина в течение всего срока службы, в то время как энергия, необходимая для производства, установки, подключения и обслуживания, остается неизменной. Следовательно, коэффициенты использования мощности и «энергия, получаемая на энергию, вложенную» (EROEI), ветровых турбин и солнечных батарей, уменьшаются. [20]
Темпы сокращения эффективности, увеличиваются по мере увеличения доли возобновляемой энергии в общем объеме производства энергии, поскольку необходимость в перепроизводстве энергии экспоненциально зависит от доли возобновляемых источников энергии. Ученые подсчитали, что европейская сеть, состоящая из 60% солнечной и ветровой энергии, потребует генерирующей мощности, которая вдвое превышает максимальную нагрузку, что приводит к потерям 300 ТВт-ч избыточной электроэнергии каждый год (примерно 10% от текущего годового потребления электроэнергии в Европе).
В случае сетки с 80% возобновляемыми источниками энергии, генерирующая мощность должна быть в шесть раз больше максимальной нагрузки, при этом потери избыточного электричества будут равны 60% текущего годового потребления электроэнергии ЕС. Наконец, в сети со 100% возобновляемой энергией, генерирующая мощность должна быть в десять раз больше максимальной нагрузки, а теряемая избыточная электроэнергия превысит годовое потребление электроэнергии в ЕС. [21] [22] [23]
Это означает, что необходимо производить до десяти раз больше солнечных батарей и ветряных турбин. Излишние затраты энергии, необходимые для создания этой инфраструктуры, приводят к невозможности перехода на возобновляемые источники энергии, поскольку время окупаемости энергии солнечных батарей и ветровых турбин увеличится в шесть-десять раз. (прим. перевод.:Четвертый ключевой момент. Опять же, попытка спасти экологию, приводит к нанесению ей гораздо большего вреда за счет излишнего и бессмысленного многократного перерасхода ресурсов. )
Для солнечных панелей окупаемость произойдет только через 12-24 года в энергосистеме с 80% возобновляемыми источниками энергии и через 20-40 лет в энергосистеме со 100% возобновляемыми источниками энергии. Поскольку ожидаемая продолжительность жизни солнечной панели составляет примерно 30 лет, солнечная панель никогда не сможет произвести энергию, необходимую для ееизготовления. Ветровые турбины способны произвести энергии больше, чем потрачено на изготовление, поскольку они имеют более короткие сроки окупаемости, но их преимущество по сравнению с ископаемыми видами топлива будет уменьшаться. [24]
Стратегия 3: Суперсеть
Прерывистость солнечной и ветровой энергии также может быть уменьшена путем объединения возобновляемых электростанций в более широком географическом регионе. Например, при перепроизводстве энергии в регионе где сегодня дует ветер, энергия может передаваться в регионы, испытывающие текущий недостаток в энергии [19]
Объединение в сеть, также позволяет сочетать технологии, которые используют различные переменные энергетические ресурсы, такие как ветровая, солнечная, волновая и приливная энергия. [3] Кроме того, объединение электрических сетей в больших географических районах позволяет более широко использовать резервные электростанции на ископаемом топливе.
Карта ветров Европы, 2 сентября 2017 года, 23 ч. 48 м. Источник: Windy
Хотя сегодняшние энергетические системы в Европе и США простираются на достаточно большой площади, эти сети недостаточно сильны, чтобы обеспечить объединение возобновляемых источников энергии. Это может быть решено с помощью создания новой мощной магистральной сети передачи постоянного тока высокого напряжения. Такие «суперсети» составляют основу многих амбициозных планов по производству 100% возобновляемой энергии, особенно в Европе. [25] Проблема с этой стратегией заключается в том, что пропускная способность сетей должна быть построена с превышением потребности в очень больших объемах. [19]
Для европейской сети с долей возобновляемой энергии в 60% (при оптимальном сочетании ветра и солнца) необходимо увеличить пропускную способность сети, по крайней мере, в семь раз. Если отдельные европейские страны будут игнорировать национальные проблемы безопасности поставок, а резервные балансирующие мощности будет оптимально распределены по всему континенту, необходимые расширения пропускной способности сети могут быть ограничены примерно тройной существующей европейской высоковольтной сетью. Для европейской энергосистемы с долей 100% возобновляемых источников энергии пропускная способность сети должна быть в двенадцать раз больше, чем сегодня. [21] [26] [27]
Есть три основные проблемы в стратегии с расширением магистральных сетей.
Во-первых, строительство инфраструктуры, такой как передающие башни и их фундаменты, линии электропередачи, подстанции и т. д., требует значительного количества энергии и других ресурсов. Это необходимо учитывать при анализе полного жизненного цикла возобновляемой электросети. Как и при увеличении производства возобновляемой энергии, большая часть излишней инфраструктуры передачи не будет использоваться в течение большей части времени, существенно снижая коэффициент использования пропускной способности. (прим. перевод. Пятый ключевой момент. Очередное создание системы, позволяющей решать проблемы, приводит к колоссальному нерациональному расходованию ресурсов, и, следовательно также контрпродуктивно в борьбе за экологию.)
Во-вторых, магистральная суперсеть имеет потери при передаче, а это означает, что для компенсации этой потери потребуется установить еще больше ветровых турбин и солнечных батарей.
В-третьих, согласование и строительство новых линий электропередачи может занять до десяти лет. [20] [25] Это непросто бюрократические хлопоты: магистральные линии электропередачи оказывают большое влияние на окружающую территорию и часто сталкиваются с местной оппозицией, что делает их одним из основных препятствий для роста производства возобновляемой энергии.
Даже при создании новой магистральной сети, остается возможность полного отсутствия возобновляемой энергии в регионе по площади, столь же большом, как Европа. При доле 100% возобновляемых источников энергии и в 12 раз большей текущей пропускной способности сети, балансирующая способность электростанций на ископаемом топливе может быть уменьшена только до 15% от общего годового потребления электроэнергии. [28]
Даже в Великобритании, которая имеет одни из лучших в мире условий для возобновляемой генерации, обеспечение объединения различных типов генерации (ветро, солнце, волны и приливы) все равно приведет к нехватке электроэнергии в 18% случаев (примерно 65 дней в году). [29] [30] [31]
Стратегия 4: хранение энергии
Последняя стратегия балансировки производства и потребления энергии, заключается в том, чтобы сохранять избыток электроэнергии для использования, когда нет достаточного количества возобновляемой энергии. Энергоаккумуляторы позволяют избежать потерь избыточной энергии и сокращения генерации, и это единственная стратегия, которая может сделать балансирование традиционной энергетикой ненужной, по крайней мере, теоретически. На практике хранение возобновляемой энергии сталкивается с несколькими проблемами.
Прежде всего, хотя нет необходимости создавать и поддерживать резервную инфраструктуру электростанций на ископаемом топливе, это преимущество уничтожается необходимостью создания и поддержания инфраструктуры хранения энергии.
Во-вторых, все технологии хранения имеют потери на зарядку и разрядку, что приводит к необходимости добавления дополнительных солнечных панелей и ветровых турбин для компенсации этих потерь.
Энергоаккумулирование также предполагает создание избыточных установленных мощностей возобновляемой энергии, иначе никогда не будет избытка электричества, которое может быть сохранено для последующего использования.
Карта ветров США.
Энергия, необходимая для создания и поддержания инфраструктуры хранения и дополнительных возобновляемых электростанций, должна учитываться при проведении анализа полного жизненного цикла возобновляемой электрической сети. Фактически, исследования показали, что потеря избыточной энергии, за счет сокращения объема выработки ветровых турбин, может быть более энергоэффективным, чем ее хранение, поскольку энергия, необходимая для производства систем аккумулирования и их эксплуатации (которая включает потери заряда-разряда), превосходит энергию, которая теряется из-за избыточности. [23]
Было подсчитано, что для европейской энергосистемы со 100% возобновляемыми электростанциями (мощностью ветровой энергии 670 ГВт и мощностью солнечной энергии 810 ГВт) и без балансировки традиционной энергетикой, мощность хранения энергии должна быть в 1,5 раза больше средней среднемесячной нагрузки и равна 400 ТВт-ч, не считая потерь заряда и разряда. [32] [33] [34]
Чтобы дать представление о том, что это означает: самая оптимистичная оценка общего потенциала Европы по использованию гидроэнергетических аккумуляторов, составляет 80 ТВтч [35], в то время как замена всех 250 миллионов легковых автомобилей в Европе на электроприводы с 30 кВт-ч батареей приведет к возможности общего хранения энергии 7,5 ТВт-ч. Другими словами, если мы рассчитываем на электромобили для хранения излишка возобновляемой электроэнергии, их батареи должны быть в 60 раз больше, чем сегодня (и это не учитывая тот факт, что электромобили сами значительно увеличат потребление энергии).
Принимая во внимание эффективность цикла зарядки / разрядки в 85%, для производства 460 ТВт-ч литий-ионных батарей потребуется 644 млн. Тераджоулей первичной энергии, что в 15 раз превышает годовое потребление первичной энергии в Европе. [36] (прим. Перевод.: Шестой ключевой момент. Ну вы поняли, что я здесь могу сказать о причинении зелеными «экологами» добра нашей планете.) Эти инвестиции в системы хранения энергии потребуются минимум каждые двадцать лет, что является наиболее оптимистичной ожидаемой продолжительностью жизни литий-ионных батарей. Существует много других технологий для хранения избыточной электроэнергии от возобновляемых электростанций, но все они имеют уникальные недостатки, которые делают непривлекательным их использование в больших масштабах. [37] [38] (прим. перевод.: Седьмой ключевой момент. Не существует (и вероятно никогда не будет существовать) технологий, позволяющих дешево хранить энергию в требуемых масштабах. Без этого, включение в систему альтернативной энергетики приводит только к росту расходов и увеличению потребления природных ресурсов.)
Балансировка производства и потребления = строительство огромной излишней инфраструктуры
В заключение, расчет только времени окупаемости отдельных солнечных панелей или ветровых турбин значительно переоценивает эффективность возобновляемой энергосистемы. Если мы хотим всегда балансировать производство и потребление, нам также необходимо учитывать использование энергии для создания излишних мощностей генерации (overbuilding, oversizing) и излишней пропускной способности сети передачи электроэнергии, а также использования энергии для создания резервных генерирующих мощностей и / или хранения энергии. Необходимость завышения мощностей системы, также увеличивает затраты и время, необходимое для перехода на возобновляемые источники энергии.
Сочетание различных стратегий является более синергетическим подходом, который улучшает эффективность возобновляемой энергосистемы, но эти преимущества недостаточны для фундаментального решения проблемы. [33] [39] [40]
Строительство солнечных панелей, ветровых турбин, линий электропередачи, систем балансировки и хранения энергии с использованием возобновляемых источников энергии вместо ископаемого топлива, также не решает проблему, поскольку предполагает циклическую необходимость создания огромной дополнительной излишний инфраструктуры возобновляемой энергетики, чтобы строить новую излишнюю инфраструктуру.
Выравнивание потребления энергии по объемам производства энергии
Однако это не означает, что устойчивая сеть возобновляемых источников энергии невозможна. Существует пятая стратегия, которая не пытается балансировать потребление и производство, а направлена на выравнивание потребления под производимый, объем энергии. В этом случае возобновляемая энергия в идеале будет использоваться только тогда, когда она будет доступна.
Если бы нам удалось настроить все потребление энергии в соответствии с прерывистым характером солнечной и ветровой генерации, не было бы необходимости в расширении сети, балансировке традиционной энергетикой или излишнего превышения установленных мощностей возобновляемых электростанций. При этом будет использована вся энергия, производимая солнечными батареями и ветровыми турбинами, без потерь на передачу и без необходимости хранения энергии или необходимости терять излишнюю энергию.
Moulbaix Бельгия. Ветряная мельница de la Marquise XVII XVIII вв.
Конечно, постоянное выравнивание потребления к доступному объему производимой энергии невозможно, поскольку не все мероприятия, связанные с использованием энергии, могут быть отложены. Однако выравнивание потребления к доступному объему производимой энергии должно иметь приоритет, в то время как другие стратегии должны играть вспомогательную роль. Если мы откажемся от обеспечения удовлетворения спроса на энергию в течение 24 часов в день и 365 дней в году, возобновляемая энергосистема может быть построена намного быстрее и с меньшими затратами, что сделает ее более эффективной в целом.
В этом случае, даже небольшие компромиссы дают очень полезные результаты. Например, если Великобритания будет согласна иметь дефицит электроэнергии в течение 65 дней в году, она можетна 100% обеспечиваться возобновляемой электрической сетью (солнечная, ветровая, волновая и приливная мощность) без необходимости хранения энергии, резервной мощности традиционных электростанций или большого объема избыточной установленной мощности альтернативной генерации. [29]
Обсуждение приспособления потребления к прерывистости альтернативной энергетики, обычно ограничивается так называемыми «умными» бытовыми устройствами, такими как стиральные машины или посудомоечные машины, которые автоматически включаются при наличии возобновляемой энергии. Однако эти идеи только царапают поверхность того, что возможно.
До промышленной революции промышленность и транспорт в значительной степени зависели от прерывистых возобновляемых источников энергии. Прерывистость в производстве была практически полностью решена путем корректировки объемов потребления энергии. Например, ветряные мельницы и парусные лодки работали только при наличии ветра. В следующей статье я расскажу, как этот исторический подход может быть успешно применен для современной промышленности и транспортировки грузов.
Мои комментарии к этой статье.
Статья очень интересная и, безусловно, подробно и убедительно объясняет, почему современное индустриальное общество не может существовать на прерывистой возобновляемой энергии. Основные тезисы статьи совпадают с моими статьями, размещенными на сайте в последние дни.
Есть несколько дополнений, которые стоит сделать к этой статье.
1) Все расчеты и анализ стратегий, сделаны из предположений о необходимости создания сети с надежностью близкой к 100%. Действительно, несложно сделать сеть на полностью возобновляемой генерации, которая будет работать двести-триста дней в году, а остальное время лежать/отдыхать. Я уверен, что современное общество не способно и не захочет существовать в таких условиях. Возможность изменить общество, я чуть ниже обсужу.
2) Когда зеленым бесам доказываешь дороговизну и неэффективность альтернативной генерации, они отступают на заранее подготовленные позиции - «Технологии улучшаются, панели и турбины дешевеют, вы стоите на пути у прогресса».
Я в своих статьях, и многие другие, и автор этой статьи, в очередной раз рассказал, о том, что нельзя рассчитывать энергоэффективность одной панели или турбины. Нужно смотреть изменение энергоэффективности всей системы, при условии обеспечения бесперебойной работы системы.
Так как расходы на альтернативную энергетику добавляются в систему дополнительно к существующей традиционной генерации и никаких стратегий, изменяющих это, не существует, то любые расходы будут лишними. Экономится в системе только некоторый объем газа, он не сравним с тем объемом вложений в инфраструктуру, который необходимо произвести. Поэтому почти при любых ценах на оборудование, то есть при любых практических возможных, все равно будет происходить увеличение совокупных расходов системы.
Данные убытки покрываются за счет прямого и косвенного субсидирования альтернативной генерации, за счет государства, традиционной энергетики и в конце концов за счетнаселения страны и/или колониальных налогов.
3) Когда зеленым бесам удается доказать убыточность добавления прерывистой энергетики в систему, они отступают на следующие запасные позиции: «Да… говорят они… это дорого и убыточно… на это плата за сокращение потребления невосполнимых природных ресурсов.» Эта статья полезна как раз тем, что показывает необходимость многократно увеличивать расходы на строительство совершенно не нужной, и крайне неэффективно используемой инфраструктуры. Такой совершенно бессмысленный и неэффективный перевод ресурсов, приводит к тому, что при добавлении в систему «бесплатной» зеленой энергетики, совокупный расход ресурсов (в том числе ископаемого топлива) в системе (в масштабах планеты) увеличивается. Классический пример, того как «зеленые экологи» нашей планете добро причиняют и пользу наносят. Что называется, упаси боже, от таких спасителей.
4) Когда удается доказать убыточность работы альтернативной генерации и резкое повышение убыточности системы при добавлении в нее альтернативной генерации. Бесы не сдаются и отступают на следующие позиции: «В любой системе есть изменчивость (потребления) и, следовательно, любая система должна иметь планово-убыточные мощности для балансировки потребления и производства».
Конечно же, это обман и манипуляции, потому, что в любой системе существует резервные мощности которые покрывают суточные колебания. Эти колебания еще довольно предсказуемые, поддаются планированию и не требуют держать большой объем мощности в горячем резерве.
Добавление в систему альтернативной энергетики никак не уменьшая проблему с необходимостью балансировать суточные колебания, заставляет, дополнительно держать мощности для покрытия внезапных колебаний, которые могут быть от 0 до 100% установленных альтернативных мощностей. И этот резерв должен быть круглосуточно готов спасать систему.
5) Автор, сделав вывод о невозможности функционирования современного общества на альтернативно одаренной энергетике, логично переходит к обсуждению возможности изменить мир. То есть если прерывистая генерация непригодна для мира, давайте мир так изуродуем, чтобы он стал пригоден для прерывистой генерации.
Какие с этим связаны проблемы:
- Переделать всю инфраструктуру человечества под «смарт» потребление, потребует колоссальных затрат денег средств, энергии. в конечном счёте это приведет к тому, что мы опять же увеличим расход природных ресурсов, в дебильной попытке их спасти.
- В большинстве случаев, затраты на «экономию» энергии будут превышать объем сэкономленной энергии. В качестве примера можно указать, упомянутые в статье попытки «спасать» излишнее электричество ветрогенерации путем его аккумуляции, при этом затраты на спасение больше, чем объем «спасенной» энергии.
- Заставить людей активно жить только тогда, когда есть энергия, это, конечно, забавно, но учитывая, что все это не дает почти никакого эффекта в плане экономии, может лучше все-таки подходить к решению этой проблемы с других сторон.
- И последние, но самое важное, мы не можем заставить промышленность перейти на работу в режим, подстроенный под прерывистую генерацию. Это банально будет обозначать, что значительную часть времени промышленность будет простаивать. И это, в свою очередь, опять нас приводит к проблеме необходимости излишних мощностей. Скажем, чтобы за одну (солнечную) смену сделать тот же объем продукции как за две обычные смены, нужно ровно в два раза больше производственных мощностей. И это будет касаться всей промышленности и инфраструктуры. В этом английском тексте, в каждом втором абзаце, встречаются слова oversizing и overbuilding, это ключевые понятия, с которым мы сталкиваемся, как только пытаемся баловаться с альтернативной энергетикой. То есть необходимость неэффективно затрачивать ресурсы на излишнее увеличение мощностей генерации, транспортировки, хранения, и производственные мощности. Это проблема, которая на корню убивает весь смысл и выгоду от этой кажущейся бесплатной энергии.
Будет интересно посмотреть новую статью автора, но, думаю, она будет написана в стиле «и космические корабли будут бороздить просторы вселенной». Я уверен, что любые стратегии, пытающиеся приспособить промышленность под нужды прерывистой энергетики, приведут к критически сильному падению совокупной производительности труда общества, и могут спровоцировать обрушение обществено-политической системы.
Боюсь, что скоро мы столкнемся с новой зеленой шизой "Да, зелень убыточна и неэффективна. Но это не зелень виновата, это общество такое плохое. Дайте нам еще много много бабла и мы будем улучшать мир."
6) Есть еще одно английское слово, которое не имеет красивого перевода на русский язык - self-defeating , то есть «сам себя побеждающий». Именно это слово много раз использует автор, описывая прерывистую генерацию и разные стратегии ее развития. Действительно, альтернативная энергетика, бурно развиваясь, тем самым создает условия для своей не менее быстрой гибели. До тех пор, пока зеленые бесы «тырили мелочь по карманам потребителей», то есть их доля в системе не превышала нескольких процентов, вред от их паразитирования на системе был незначителен и мог игнорироваться.
Но когда совокупный размер зелени в энергобалансе превышает 15-20%, то затраты начинают возрастать многократно либо столь же многократно падает надежность системы.
В этом отношении крайне полезен и характерен эксперимент, который был масштабно произведен в замкнутой энергосистеме Австралии. Бурный рост альтернативно одаренной энергетики привел к еще более бурному росту тарифов, колоссальному росту субсидий и дотаций на энергетику из бюджета и катастрофическому падению надежности системы. Все это стало крайне наглядно благодаря тому, что Австралия, в отличие от Америки и Европы, не имеет колониальных налогов, и, следовательно, не имеет возможности маскировать проблемы за счет внешнего покрытия убытков.
Я подробно рассматривал это в статье «Великий альтернативно одаренный подвиг австралийцев.» (https://aftershock.news/?q=node/562692).
Я думаю, есть серьезные шансы, что уже через полгода, по окончании очередного летнего сезона блэкаутов в энергосистеме Австралии, возмущенные активисты будут линчевать австралийский зеленых бесов, развешивая их, на предварительно сломанных, ветрогенераторах.
Источники:
[1] Swart, R. J., et al. Europe's onshore and offshore wind energy potential, an assessment of environmental and economic constraints. No. 6/2009. European Environment Agency, 2009.
[2] Lopez, Anthony, et al. US renewable energy technical potentials: a GIS-based analysis. NREL, 2012. See also Here's how much of the world would need to be covered in solar panels to power Earth, Business Insider, October 2015.
[3] Hart, Elaine K., Eric D. Stoutenburg, and Mark Z. Jacobson. "The potential of intermittent renewables to meet electric power demand: current methods and emerging analytical techniques." Proceedings of the IEEE 100.2 (2012): 322-334.
[4] Ambec, Stefan, and Claude Crampes. Electricity production with intermittent sources of energy. No. 10.07. 313. LERNA, University of Toulouse, 2010.
[5] Mulder, F. M. "Implications of diurnal and seasonal variations in renewable energy generation for large scale energy storage." Journal of Renewable and Sustainable Energy 6.3 (2014): 033105.
[6] INITIATIVE, MIT ENERGY. "Managing large-scale penetration of intermittent renewables." (2012).
[7] Richard Perez, Mathieu David, Thomas E. Hoff, Mohammad Jamaly, Sergey Kivalov, Jan Kleissl, Philippe Lauret and Marc Perez (2016), "Spatial and temporal variability of solar energy", Foundations and Trends in Renewable Energy: Vol. 1: No. 1, pp 1-44. http://dx.doi.org/10.1561/2700000006
[8] Sun Angle and Insolation. FTExploring.
[9] Sun position calculator, Sun Earth Tools.
[10] Burgess, Paul. " Variation in light intensity at different latitudes and seasons effects of cloud cover, and the amounts of direct and diffused light." Forres, UK: Continuous Cover Forestry Group. Available online at http://www. ccfg. org. uk/conferences/downloads/P_Burgess. pdf. 2009.
[11] Solar output can be increased, especially in winter, by tilting solar panels so that they make a 90 degree angle with the sun's rays. However, this only addresses the spreading out of solar irradiation and has no effect on the energy lost because of the greater air mass, nor on the amount of daylight hours. Furthermore, tilting the panels is always a compromise. A panel that's ideally tilted for the winter sun will be less efficient in the summer sun, and the other way around.
[12] Schaber, Katrin, Florian Steinke, and Thomas Hamacher. "Transmission grid extensions for the integration of variable renewable energies in europe: who benefits where?." Energy Policy 43 (2012): 123-135.
[13] German offshore wind capacity factors, Energy Numbers, July 2017
[14] What are the capacity factors of America's wind farms? Carbon Counter, 24 July 2015.
[15] Sorensen, Bent. Renewable Energy: physics, engineering, environmental impacts, economics & planning; Fourth Edition. Elsevier Ltd, 2010.
[16] Jerez, S., et al. "The Impact of the North Atlantic Oscillation on Renewable Energy Resources in Southwestern Europe." Journal of applied meteorology and climatology 52.10 (2013): 2204-2225.
[17] Eerme, Kalju. "Interannual and intraseasonal variations of the available solar radiation." Solar Radiation. InTech, 2012.
[18] Archer, Cristina L., and Mark Z. Jacobson. "Geographical and seasonal variability of the global practical wind resources." Applied Geography 45 (2013): 119-130.
[19] Rugolo, Jason, and Michael J. Aziz. "Electricity storage for intermittent renewable sources." Energy & Environmental Science 5.5 (2012): 7151-7160.
[20] Even at today's relatively low shares of renewables, curtailment is already happening, caused by either transmission congestion, insufficient transmission availability, or minimal operating levels on thermal generators (coal and atomic power plants are designed to operate continuously). See: “Wind and solar curtailment”, Debra Lew et al., National Renewable Energy Laboratory, 2013. For example, in China, now the world's top wind power producer, nearly one-fifth of total wind power is curtailed. See: Chinese wind earnings under pressure with fifth of farms idle, Sue-Lin Wong & Charlie Zhu, Reuters, May 17, 2015.
[21] Barnhart, Charles J., et al. "The energetic implications of curtailing versus storing solar- and wind-generated electricity." Energy & Environmental Science 6.10 (2013): 2804-2810.
[22] Schaber, Katrin, et al. "Parametric study of variable renewable energy integration in europe: advantages and costs of transmission grid extensions." Energy Policy 42 (2012): 498-508.
[23] Schaber, Katrin, Florian Steinke, and Thomas Hamacher. "Managing temporary oversupply from renewables efficiently: electricity storage versus energy sector coupling in Germany." International Energy Workshop, Paris. 2013.
[24] Underground cables can partly overcome this problem, but they are about 6 times more expensive than overhead lines.
[25] Szarka, Joseph, et al., eds. Learning from wind power: governance, societal and policy perspectives on sustainable energy. Palgrave Macmillan, 2012.
[26] Rodriguez, Rolando A., et al. "Transmission needs across a fully renewable european storage system." Renewable Energy 63 (2014): 467-476.
[27] Furthermore, new transmission capacity is often required to connect renewable power plants to the rest of the grid in the first place -- solar and wind farms must be co-located with the resource itself, and often these locations are far from the place where the power will be used.
[28] Becker, Sarah, et al. "Transmission grid extensions during the build-up of a fully renewable pan-European electricity supply." Energy 64 (2014): 404-418.
[29] Zero Carbon britain: Rethinking the Future, Paul Allen et al., Centre for Alternative Technology, 2013
[30] Wave energy often correlates with wind power: if there's no wind, there's usually no waves.
[31] Building even larger supergrids to take advantage of even wider geographical regions, or even the whole planet, could make the need for balancing capacity largely redundant. However, this could only be done at very high costs and increased transmission losses. The transmission costs increase faster than linear with distance traveled since also the amount of peak power to be transported will grow with the surface area that is connected. [5] Practical obstacles also abound. For example, supergrids assume peace and good understanding between and within countries, as well as equal interests, while in reality some benefit much more from interconnection than others. [22]
[32] Heide, Dominik, et al. "Seasonal optimal mix of wind and solar power in a future, highly renewable Europe." Renewable Energy 35.11 (2010): 2483-2489.
[33] Rasmussen, Morten Grud, Gorm Bruun Andresen, and Martin Greiner. "Storage and balancing synergies in a fully or highly renewable pan-european system." Energy Policy 51 (2012): 642-651.
[34] Weitemeyer, Stefan, et al. "Integration of renewable energy sources in future power systems: the role of storage." Renewable Energy 75 (2015): 14-20.
[35] Assessment of the European potential for pumped hydropower energy storage, Marcos Gimeno-Gutiérrez et al., European Commission, 2013
[36] The calculation is based on the data in this article: How sustainable is stored sunlight? Kris De Decker, Low-tech Magazine, 2015.
[37] Evans, Annette, Vladimir Strezov, and Tim J. Evans. "Assessment of utility energy storage options for increased renewable energy penetration." Renewable and Sustainable Energy Reviews 16.6 (2012): 4141-4147.
[38] Zakeri, Behnam, and Sanna Syri. "Electrical energy storage systems: A comparative life cycle cost analysis." Renewable and Sustainable Energy Reviews 42 (2015): 569-596.
[39] Steinke, Florian, Philipp Wolfrum, and Clemens Hoffmann. "Grid vs. storage in a 100% renewable Europe." Renewable Energy 50 (2013): 826-832.
[40] Heide, Dominik, et al. "Reduced storage and balancing needs in a fully renewable European power system with excess wind and solar power generation." Renewable Energy 36.9 (2011): 2515-2523.
Подробнее на https://khazin.ru/articles/140-energetika/54968-kak-ne-mozhet-funktsioni...
Комментарии
"Нельзя устойчиво обеспечить НЕУСТОЙЧИВЫЙ процесс, который ещё и взрывообразно расширяется."
Поддержу. Но, создатели возобновляемой энергетики не ставят цели снабжать ей всех. Снабжать хотят золотой миллиард в Граде на Холме,
Вы ошибаетесь.Именно ВИЭ позволяют обеспечить ВСЕХ электроэнергией.Сейчас 700 миллионов человек на планете не имеют доступа к электроэнергии и постройка АЭС им в ближайшие 100 лет не светит.А вот купить солнечную панель или поставить один ветряк на всю деревню - вполне по силам,Да,прерывисто,но зарядить ноут или мобильник они смогут.Или светодиодный светильник на аккуме.
Панелька и ветряк дадут урезанную версию электричества. И по стабильности мощности и по самой мощности. Утюг, стиральная машина с подогревом воды, хлебопечка, микроволновка, холодильник/кондиционер - всё это радостно пролетает мимо темы.
Обеспеченность в киловатт мощности на семью в 3-4 человека - вот минимум именно обеспеченности.
А ноутбук на 50 ватт - это не электричество, это для побаловаться. Да и то сказать. Светло - 4-8 часов. И ноутбуков на деревне может быть (условно)два десятка. Киловатт - отдай! И всего то на зарядку на два часа. Зарядили, попользовались до заката солнца, дальше - продолжай размножение. И всего один утюг на деревню посадит сеть на ноль. Или стиральная машина/кондиционер. ОДИН кондиционер.
Как то ТАК получается. Для электронной книги или смартфона - хватит и батареи на рюкзаке туриста. А вот для жизни деревни - нужно и больше энергии, чем по киловатту на семью. Скорее по киловатту на человека.
А почему именно в России был создан гимн "зелёных энергетиков"?
_ Мы не сеем и не пашем а валяем дурака
С колокольни **** машем разгоняем облака_
согласен со статьей на 99,5% . не пойму только почему классическая генерация считается непрерывной? у меня дома отключали ээ три раза за 17 год, из них 1 раз с утра до вечера. и я вынужден был покупать электроэнергию по цене 3700 рублей за квтч (батарейки АА). правильно было бы её называть почти непрерывной. Есть надежда что фотогальванические тонкопленочные панели очень скоро доберутся до массового КПД 20% и будут по цене как туалетная бумага. а на сегодняшнем этапе конечно очень не везде эта зеленая генерация уместна.
И что это изменит ночью? Или зимой в облаках?
Ничего! Электричества как не было, так и не будет. Пусть панели да же совсем бесплатны будут.
Годный срач. Ахтунг - пахнет трольчатиной! Автор, нет ли в обсуждении упырей? Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за день.
Статья- чушь и бред недоучившегося блохера,возомнившего себя стратегом и действующего по принципу :слышал звон,да не знаю,где он.Таких в Интернете - мильоны.
А Вы уже доучились? Какие оценки в четверти Вам поставили?
О коричнево -зеленый подтянулся.
Привет...
Фактами можешь жечь углебесов ? Так, что им стыдно стало...
Давай.... я там вот ниже вопросы задал ,... вперед....
О то понимаешь ли теоретически звиздеть это не трудно
Я тебе русским языком объяснил:подтяни матчасть хотя бы до крепкой тройки,тогда и поговорим.А ликбезом мне заниматься времени нет.
Так и запишем....
один слился...
Что то вы господа гнилые зеленые теоретики опять от рук отбились.
Пора, пора вас опять потыркать фейсом об Австралию.
Что бы вы отвлеклись от своих антинаучных зеленых фантазий и вернулись бы на грешную практическую землю.
Итак мы имеем:
- Австралия (1 шт) - сильно больную зеленой либерастией;
- Южная Австралия (1 шт) - где к власти в 2001 г. году дорвался зеленый фанатик. (отвлечение мысли: А скажите слова "зеленый фанатик" и "безмозглый фанатик " - это синонимы ? )
- Победа зеленой революции (0,5 шт) - то есть 50% энергии вырабатывается за счет бесплатной генерации. (к 100% вы же не стремитесь, как сегодня уверяли)
- Зеленая сказка - почти полное счастье
Результат:
Австралия - одни из самых высоких тарифов для населения в мире, почти двухкратный рост (индексированный) тарифов за 10 лет. Думаю в мире такого достижения больше ни у кого нет.
Южная Австралия - самый высокий тариф для населения.
Энергосистема - одна из самых (или самая) ненадежная среди "развитых"стран мира.
Вопросы :
Как же так ?
Почему вдруг "Зеленая сказка" так сильно похожа на старую комедию "Кошмары на улице Вязов" ?
Почему Перемога превратилась в Зраду ?
Как туда проникли хохлы ?Давайте рассказывайте как это произошло...
Расскажите про "рукожопие потомков насильников и убийц" ( (С) чудака на букву "М")
Давайте по виляйте задницей, по съезжайте с темы , сделайте вид, что вы опять не заметили вопрос....
давайте выставьте себя в очередной раз на посмешище
Зачет. История с Южной Автралией еще долго будет аукаться зеленым бесам.
В сильно-сильно идеале я вижу ВИЭ как вспомогач на случай провала ОСНОВНОЙ энергетики. В совсем-совсем идеале когда то создадут аккумулятор с ресурсом на 10 000 циклов и с умеренной, разумной ценой хранения ОДНОГО киловатт часа. Этого хватит, что бы относительно комфортно пережить отключение электричества на 12 часов. Не потечёт холодильник, будет чем осветить одну комнату. Или несколько раз вскипятить стакан чая.
Вот только очередность должна быть такая
Сначала изобретение аккумулятора , а потом прерывистая энергетика. Без аккумулятора, ВИЭ неэффективный перевод ресурсов на дерьмо.
Согласен. Аккумулятор на 1 кВт*час с ресурсом на 20 лет и стоимостью в четверть месячной зарплаты. ТУПО купить один раз с преобразователями, заткнуть дыру "а вдруг что то не так". И запитать от основной сети.Если она ЕСТЬ.
Если же от солнечных батарей, то им КПД надо поднимать до 50%. И сохранять стоимость. Повесил на стену два квадратных метра, зарядил основной аккум, подпитывай внешнюю сеть. Потихонечку. Отключили внешнюю сеть - ты не отключился от жизни хотя бы 12 часов. Хотя - 80 ватт потребления это или два ноутбука, или распределённая нагрузка одного холодильника. Сварить кашу - уже не получится. Если же и на следующий день не включат - тогда караул. Хорошо, если накачается 200-400 ватт час за световой день. Только комнату осветить. Если "домик в деревне" - то как раз таскать воду насосом по системе отопления. Дешевле сразу сделать её в схеме 19 века. Насос только для разгона циркуляции. А потом - по трубе в 50 мм пускай по дому циркулирует от дровяной печи. В таком разрезе - вернее будет поставить на аварийное питание Пельтье элементы. В Новосибирске делают печку Тунгуска. Туда сразу ставят два блока по 50 ватт. Купи их сами по себе, ставь на свою печку, пили окружающие осины вручную. В общем - что то вроде выживания в Ленинградской блокаде. Умрут с таким питанием не все ин сразу. Но жить с таким питанием - как то некомфортно. Комнаты освещать светодиодами, пока те не умрут через 10 лет.
Спасибо за материал и внятные комментарии к нему.
Да... я когда статью прочитал, так прям сам удивился насколько формулировки схожи с моими.
Ну и видно, что человек этим занимается профессионально.
Довольно широкий охват и проработка проблем.
Понятно, что это публицистика, с некоторыми загонами и некоторой поверхностностью... но в целом.
Упомянутые четыре стратегии это действительно закрытый список возможного решения проблем с ВИЭ. И все они экономически (энергетически) убыточны для системы.
Всем братский салам!
Читаю я некоторые комментарии - и диву даюсь (ВИЭ - наше всё!). У меня вопрос к адептам ВИЭ: вот покажите/постройте завод с полным циклом производства солнечных панелей работающий от этих самых панелей; или завод по производству ветряков, который бы работал от этих самых ветряков. Необязательно в одном месте, возможно и рассредоточенное производство. Тогда и поговорим...
Ээээээ.......А как же жить радостно на продукции этого завода хотя бы для 10 000 счастливых зеленобесов?
В разделе про перепроизводство энергии у есть такая фраза:
Ее, видимо, следует понимать, как "одна солнечная панель, работающая все время с полной нагрузкой, не может произвести 10 и более панелей, необходимых для резервирования производства энергии в пасмурные зимних дни"
И там же:
Никакого противоречия не видите? Почему нельзя пустить избыточную энергию на производство избыточных солнечных панелей. Требует ли производство СП круглогодичного непрерывного рабочего цикла? Или можно, например, летом сделать некоторый запас панелей, который будет использоваться зимой?
ЗЫ. Я ни разу не "зеленый" адепт и искренне считаю, что атом это наше все. Но логику и математику люблю
Потому что, чтобы пустить избыточную энергию на производство избыточных солнечных панелей, нужно в момент наличия избыточной энергии иметь избыточные мощности по производству этих избыточных солнечных панелей.
Кстати, избыточные производственные мощности для производства избыточных производственных мощностей для производства панелей тоже нужно создать)) В пределе выходит - нужно всего построить в N раз больше. Какая замечательная экономия ресурсов!
А ничего, что первый уголек ломали кайлом изготовленным в дровяной домне? А первую нефтяную скважину бурили угольной паровой машиной?
Потратить некоторое количество энергии с атомной, например, станции на производство 10 солнечных панелей мы вполне можем себе позволить. А далее процесс вполне может быть самоподдерживающимся.
Про избыточность производственных мощностей не надо. Их точно также можно заложить в расчет "избыточности" энергии.
И ресурсы мы экономим не сами по себе, а одни (нефть, которая условно кончается) за счет других (бетон, сталь, стекло, которые еще есть)
"Потратить некоторое количество энергии с атомной, например, станции на производство 10 солнечных панелей мы вполне можем себе позволить "
Имея возможность взять дополнительное количество энергии с атомной станции я бы про солнечный панели даже и не думал бы)).
" Про избыточность производственных мощностей не надо. Их точно также можно заложить в расчет "избыточности" энергии. "
И какова же будет стоимость этой энергии если в нее столько всего заложить? Заметьте, в текущую ВЭС/СЭС не то что этого, а даже затрат на банальную стабильность сети не закладывают(и еще много чего не закладывают). И во сколько она уже обходится жителям Дании и Автсралии?
" А ничего, что первый уголек ломали кайлом изготовленным в дровяной домне? А первую нефтяную скважину бурили угольной паровой машиной?"
Замечательно, вот вы и обрисовываете контуры мира победивших ВЭС/СЭС. Богатые потребляют дорогую энергию, а бедные в шахте с кайлом). Прогрессивно, однако.
Стоимость энергии ВИЭ вы меряете в каких единицах? Если в австралийских фантиках, то я с вами полностью согласен. Но в условиях уже прошедшего пика нефти, приближающегося пика газа и ограниченных запасах урана-235 полностью отказываться от солнца и ветра на мой взгляд не правильно. Если в каких-то отраслях есть возможность использования нерегулярно поступающую энергию, то давайте использовать и ее тоже. Я оговаривал, что не являюсь адептом зеленой энергии и всецело за развитие атома и в перспективе термояда. Но и полностью отказываться от альтернативных источников не считаю правильным. Если ветряки и СЭС всех типов способны выдать энергии больше, чем было затрачено на их производство, то пусть будут.
Я не понял про богатых и остальных в шахте с кайлом... я немного про другое писал: при смене основных источников энергии стартовые инвестиции делались за счет предыдущих источников - уголь добывался за счет энергии дров, нефть за счет энергии угля. Точно также первый десяток солнечных панелей допустимо изготовить за счет газа/атома - а дальше естественно "все сами".
Применять ветер и солнце нужно там, где они экономически выгодны. В качестве источников для неких изолированных оазисов - очень даже может быть. В качестве системной генерации - слишком дорого (хоть в долларах , хоть в кВт). Если затраты на использование дармовой энергии превышают выгоду от использования этой энергии, то зачем вообще мучаться с такой энергией.
Конечно, полностю отказываться не нужно, нужно дальше ислледовать, изучать, строить опытные установки. Но внедрять только экономически выгодные проекты.
Уголь и нефть начали добываться в промышленных масштабах, когда им нашли экономичски выгодное применение, то бишь это было прибыльно(хоть в долларах , хоть в кВт). Солнечных батарей уже далеко не первое поколение произведеноь уже. А выхлоп пока на "все сами" явно не тянет.
А как в нынешних условиях организовать исследования в области возобновляемой энергии? Экономическую эффективность при капитализме определяет массовость. И реклама. Неэффективно? Не буду спорить. А кому сейчас легко?
Все правильно сказали.
Представьте себе производительность и эффективность завода, который работает например три месяца в году , и то через день.. То есть только тогда когда есть избыточная солнечная генерация.
Причем неизвестно в какой день он будет работать, а когда нет. А иногда и в полдень может наступить внезапный выходной
Постойте, постойте!!! Какие такие три месяца в году и через день? Вы заявили, что для нормальной работы в пасмурный зимний день вам требуется 10 солнечных панелей вместо одной. Повторю - для нормальной работы. Вот и работайте - 365 дней в год (конечно за вычетом выходных и праздников - все то ТК). Или вы про какие заводы? Про заводы производящие "избыточные" солнечные панели? А вот их эффективность меня интересует уже не очень сильно. Тем более летом даже в пасмурный полдень уже имеющаяся избыточность (запасенная для пасмурного зимнего дня) позволит нам не останавливать работу и этого завода тоже.
перечитайте статью еще раз... если , я что то напутал в переводе и вам не понятно... то прочитайте в оригинале
Перечитал. Вижу такие слова:
И опять не понял ваши ограничения на работу 3 месяца в год через день.
Краткое резюме - чтобы существовать в рамках прерывистого энергоснабжения надо перестроить промышленность с непрерывного производства на столь же произвольно прерывистое . Вот вам и планетарная суперзадача столетия :)))
За исключением производств непрерывного цикла, задача решается как бы просто...
Включай и выключай рубильник.... но вот только оказывается, что выключенный завод ничего не производит. А уж как приятно его выключить посреди рабочей смены.
Задача не решаемая, при сохранении существующей производительности общества.
Понижение производительности обрушит систему так как не существует запаса прочности
Непрерывных производств не так уж и много. Для их обеспечения можно построить/сохранить непрерывную генерацию. Выключение роботизированного завода посреди "рабочей смены" систему не обрушит. А роботизация - вопрос самого ближайшего будущего. Она фактически уже идет хорошими такими темпами.
Включение выключение роботизированных заводов может дать существенную экономию в уже существующих системах, за счет уменьшения разницу внутрисуточных колебаний. За счет этого можно уменьшить на 10-20% установленные мощности, что даст реальных экономически эффект и экономию ресурсов.
А прерывистая энергетика, все равно при этом будет оставаться системно убыточной. Потому, что роботизация заводов не избавит нас от необходимости дублировать нормальной генерацией.
Ну и опять же остается вопрос о том, сколько будут простаивать заводы.
Давайте отделим цыплят от скорлупы - обсуждающуюся прерывистость генерации и ее системную убыточности от необходимости дублирования.
Убыточность мы как понимаем? Косвенные убытки как недополучение некоторого количества единиц продукции за единицу времени (сутки или месяц). Или прямые убытки - получили меньше, чем вложили за весь цикл производства единицы товара (не в рублях конечно меньше, а в материальных и трудовых затратах)?
Это можно обсуждать только после ответа на предыдущий вопрос.
Ну давайте пофантазируем ... гипотетически :))) то что вы описываете - это натягивание существующей совы производства на глобус прерывистого электроснабжения :))) Но ведь можно подойти к вопросу радикально :) Например - рабочие часы завода это не с 8 до 18, а все часы в сутки когда есть энергия :) да - завод будет иным. Люди на конвеере уже моветон - тут уж роботы. Или же люди - но в 3-4 смены круглосуточно. Тупо дежурство около оборудования - сколько удалось застать ток в сети столько и поработал :))) Производительность ниже? ДА! Но занятость тоже выше и вообще - кто обещал что будет легко, темная эра все таки. А так - лучше меньше чем нисколько :)) Опять же - малосерийное производство на местах вместо гигафабрик :)
Вы не могли бы дать совет, скажем, европейцам ? Чем надо им, глупеньким, заниматься ? Есть варианты кроме "ползти на кладбище" ?
Если исходить из задачи опираться на собственные ресурсы, то очевидно, что нужно выполнить следующие задачи
1) Переработать на биогаз, "британских ученных" предсказывающих глобальное потепление из-за сжигания ископаемого топлива. Туда же пустить и зеленых бесов. Это уже даст определенный запас собственного топлива.
2) Естественно сразу отменить все дотации и субсидии, прямые и косвенные на зелень.
3) Запретить ввоз, производство и продажу "домашних" систем ВИЭ, солнечных батарей и малых ветряков. Для домов имеющих установленные системы, устанавливать повышенный тариф продажи электричества, учитывающий необходимость резервирование простаивающей инфраструктуры, необходимой для их периодического спасения.
4) Полностью прекратить строительство новых прерывистых электростанций. Установить для существующих пониженный тариф закупки, учитывающий необходимость их постоянного спасения со стороны нормальной энергетики. Станции, которые при адекватном тарифе не способны работать, сначала банкротить (кидая "инвесторов), а если они не способны оплачивать даже текущие издержки то закрывать к чертям собачьим.
5) Вложить крупные средства в систему улучшения фильтрации угольных выбросов электростанций. Что бы сократить вред для близлежащих территорий.
6) Восстановить атомную отрасль, возобновить строительство и модернизацию атомных станций.
7) Увеличить объемы добычи собственного угля. Это собственно должно быть основой стратегии. Тут уже не до жиру. С выбросами придется или мирится или бороться.
8) Закончить начатые проекты магистральных сетей. вреда от них скорее всего не будет.
9) Посмотреть, что там можно еще найти в северном море.
10) Построить дополнительные нормальные газовые трубопроводы в Европу и что бы монополисты были в тонусе, иметь некоторое количество терминалов под сжиженный газ..
Кстати с учетом местной специфики, все тоже самое относится и к Австралии
Ну, с 1 по 3 комментировать не буду. Эмоции это. А вот дальше:
4. Для сегодняшней атомной отрасли надо много урана. В Европе его нет.
5. Немцы уголь добывают по максимуму. Он у них дерьмовый - очень низкокалорийный бурый. Поляки тоже копают. А другого угля в Европе уже почти и нет...
6. Делается.
7. В Северном море "смотрят" и "стимулируют смотрение" как только могут.
8. Скажем так, сейчас немного есть серьёзных поставщиков которых "не пускают" :)
Всё-таки. Своего топлива в ЕС практически нет. Есть подозрение что будут проблемы с импортом - им тупо не будут продавать (самим не хватает). А если и продадут, то по конским ценам.
Что им делать ?
Понимаете, вы меня подводите к мысли, что они будут вынуждены заниматься альтернативщиной. Но это не так....
Либо они решат свои проблемы с топливом, либо им действительно ползти на кладбище.
Уран пока можно покупать, у Европы есть Африка, там есть уран. Уран есть в Австралии, надо держать подконтролем этот остров.
Уголь есть в Англии, но его там прекратили копать, в том числе из за зелени и климатической истерии.
В Польше угля довольно много. Да и в Германии он есть,
уж наверно его даже в Европе на дольше хватит, чем запасов газа в мире.
Угля до черта в России и В Америке.
Думаю, что современными судами доставку получается не слишком дорогая.
Другого выхода у них все равно не будет.
Альтернативщиной они ускоряют свое движение на кладбище.
Я собственно не против развития альтернативщины в Европе , в Австралии. А про Америку так я даже написал, что им это необходимо ( в развлекательных целях). Чем быстрее они на кладбище, тем объективно лучше.
Лишь бы эту хрень в Россию, сторонники карго-культа не пихали.
p.s.извините. я там добавил. пункты. у вас могла нумерация поплыть. поправьте пожалуйста.
Одобряете "путь хохла"? Они уже возят из Америки. Кораблями, ага.
Не совсем....
"Путь хохла" - это "разрушить свою страну" - > "просрать собственную угледобычу" -> " выпрашивать по миру кредиты" -> "за кредиты, покупать у хозяев дорогой, кошерный уголь". (попутно часть денег разворовывая естественно)
А здесь речь идет о том, что в Европе угля не так много как хотелось. (У этих нищебродов, собственно вообще мало, что есть кроме таланта к воровству (хотя немцы, конечно, еще и руками работать умеют))
Поэтому можно возить или тоталитарный мордорский уголь из России или если от его сжигания начинаются корчи, то дорогой, но светлый эльфийский уголь из Америки.
Причем, при выполнении пунктов 1 и 5 не будет каких либо препятствий к широкому развитию угольной генерации ,
И нужно понимать, что даже сжигание дорого американского угля (а его там на 800 лет) будет для Европы дешевле, чем строительство и содержание двойной генерирующий инфраструктуры.
Большое спасибо за перевод статьи. Собрать в кучу вышеперечисленные стратегии и их критику в одном месте с обилием первоисточников = это большая работа. Такой труд позволяет более полно систематизировать представления о проблемах "решений проблем" ВЭС/СЭС.
В первоисточники, однако, заглянуть все же следует. "Доверяй, но проверяй".
Возможно.... но большинство приведенных данных проверяются на основе банальной логики.
Например, данные о десятикратной разнице между летней и зимней выработкой. Как бы да.... можно поверить, что это примерно так и есть...
Ок!
Надеюсь статья многим показалась полезной и интересной.
Я ушел, почитать перед сном и спать...
надеюсь вы еще попинаете, без меня, распоясовшуюся зелень.
Естественно, что адекватного ответа про Австралию я не получил, так как его не существует....
Завтра посмотрю, отвечу еще на часть комментариев.
Естественно, что адекватный ответ по Австралии Вы понять так и не смогли. Как и не осилили почитать отчеты IEA.
Ваша избирательная слепота и постоянные передергивания - залог Вашего спокойного сна.
Вы вот это называете адекватным ответом:
Ну , извините. Нет это я понять никак не способен.
Simurg попытался дать ответ, адекватным его конечно не назовешь, но по крайней мере развернутый.
Проблема в том, что сову на глобус не натянешь. Все его предложения сводятся к тому, что нужно вложить еще больше бабла, чтобы увеличить надежность системы. Но эта задача энергетически убыточна в рамках закрытой системы. Надежность системы просто не нужно было разрешать. Восстановить ее, без роста тарифов, можно теперь только за счет внешних дармовых вливаний (Америка) , но ни как не в Австралии.
А Австралийцы будут платить повышенные тарифы.
Австралийцы в альтернативной энергетики, это как хохлы в майданных революциях. Они показывают как не надо делать.
Или вы говорите про какие то другие ответы, которые я пропустил ? Или вы сами дадите свой вариант ответа ?
Отчеты IEA я действительно читать не собираюсь, так как они противоречат фактическим данным . Я о том, что практически доказано, что резервирование со стороны традиционный энергетики должно производится в объеме 100% максимальной производительности прерывистой энергетики.
Если игнорировать этот факт, то действительно можно говорить, что вред от альтернативщины не значителен. Но вот только не учитывать его невозможно.
исправление уже закрыто:
*/Надежность системы просто не нужно было разрушать.
Страницы