От переводчика: Автор тут, конечно, увлекается и фантазирует (тем более, у него стартап по этой теме), но мне кажется, нам всем не помешает немного здорового технооптимизма.
Изначально опубликовано на Roots of Progress, основано на этом треде.
Все знают, что промышленная революция произошла где-то там пару столетий назад, и чего-то там с паровыми двигателями. Так вот, то были лишь цветочки. Мы сейчас находимся на пороге шестой, и последней, промышленной революции. Мы переживаем фундаментальную трансформацию нашего экономического промышленного энергетического метаболизма в масштабах цивилизации.
Хотя некоторые аспекты этой статьи по определению являются спекулятивными, её предсказания легко можно проверить, они основаны на простых аксиомах и общедоступной информации. То, что неизбежность этого исхода ещё недостаточно хорошо осознаётся, всего лишь побочный эффект когнитивных ошибок и многолетней промышленной стагнации.
Ключевым фактором для радикальной энергетической трансформации является дешевая солнечная энергия. Стоимость солнечной электроэнергии снижается уже пятое десятилетие подряд. С каждым удвоением объёмов производства затраты стабильно падали на 30-40% с начала коммерческой эксплуатации панелей в 1970-ых, но только в последние несколько лет эта цена стала конкурентоспособной с традиционной генерацией электроэнергии. Это явно видно на графике ниже, и там же видно, насколько небольшой прогресс необходим, чтобы солнечная энергия чисто экономическими методами вытеснила нефть и газ.
Ряд аналитиков с 1990 года регулярно предсказывали, что снижение стоимости солнечной энергии прекратится "в этом году", но покамест темпы развёртывания и снижения себестоимости от эффекта масштаба ("обучение") только улучшились. На графике ниже можно сравнить темпы "обучения", скорректированные по объему производства, тем самым уменьшив значимость не очень релевантных сегодня данных 1970-х и 1980-х годов, мы получим в среднем коэффициент обучения в 44% с 2009 года (удешевление на 44% при росте объёма вдвое).
Разумно ли ожидать, что эта тенденция продолжится так же, как закон Мура описывал прогресс в вычислениях на протяжении последних 60 лет? Да, и по той же причине.
Оговоримся: конечно, недостаточно просто провести линию через серию точек и экстраполировать на 10, 100 или 1000 лет в будущее. Необходимо прежде всего понять причинно-следственную связь.
Давайте сначала рассмотрим структуру спроса и рыночные условия. Развёртывание солнечной энергетики приводит к увеличению производства (и доходов производителей). Увеличение производства приводит к внедрению более совершенных техпроцессов и повышению производственной эффективности, снижая затраты. Снижение затрат приводит к повышению конкурентоспособности на существующих энергетических рынках, вызывая дополнительный спрос. Достаточен ли этот индуцированный спрос для продолжения расширения производства в том же темпе?
Ответ тут был бы неоднозначен, если бы рынок был близок к насыщению, но на практике рост солнечной энергетики вызывает более, чем линейное увеличение спроса, особенно в комплексе с прогрессом в области аккумуляторов для хранения электроэнергии в промышленном масштабе. Полное исследование этой увлекательной динамики выходит за рамки этой статьи, достаточно заметить, что общий доступный рынок (total addressable market, TAM) солнечной электроэнергии составляет примерно 30 ТВт*ч, синтетических топлив - 400 ТВт*ч, а текущее (на 2023 год) годовое производство энергии на солнечных электростанциях (СЭС) составляет ~450 ГВт*ч, и эта цифра растёт на 40-50% в год. Даже при таком стремительном росте рынок просто не может получить достаточно фотоэлектрических панелей, и существует как минимум 15-20 лет дополнительного необслуженного спроса.
Другими словами, капитализм ненасытно требует дешевой солнечной энергии. Получит ли капитализм то, чего капитализм хочет? Давайте посмотрим на структуру предложения.
Во-первых, благодаря эволюционному "ползучему прогрессу" в ближайшие 3-5 лет произойдет как минимум ещё одно двукратное снижение себестоимости, без какой-либо магии. До недавнего времени стоимость панелей была доминантой стоимости СЭС, и затраты на "всё остальное" не подвергались значительному давлению. Но это уже не так: когда ценовая конкуренция среди производителей панелей становится все более жесткой, конкурентное давление прилагается также к монтажным конструкциям, рабочей силе, ограждениям, разрешениям и затратам на землю, и у всего этого есть потенциал к снижению себестоимости в ближайшей перспективе. Я не единственный, кто говорит об этом – за последние полтора года эта отрасль привлекла более триллиона долларов инвестиций только в США, на основе тщательного анализа, подтверждающего эти наблюдения.
Во-вторых, давайте сделаем расчет затрат "снизу вверх", основанный на фундаментальных принципах. Что такое платоновский идеал солнечной батареи? Для полной непрозрачности (и максимальной эффективности) батарее нужен слой кремния толщиной 50 мкм и, возможно, 100 мкм обязательно гибкого пластикового "подложечного" материала для обеспечения механической поддержки. Добавим сюда силовую проводку и монтажные приспособления, и получаем, что полная себестоимость солнечных батарей с установкой упадет до 30 000 долларов/МВт в течение 15 лет, опять же без необходимости в новых чудесных технологиях. Это примерно в 10 раз дешевле, чем самые дешёвые источники энергии сегодня.
Если же мы готовы рассмотреть магические методы производства, расширяя пространство известных методов до произвольных конфигураций известных элементов, можно было бы создать солнечную батарею, которая ещё тоньше, легче и дешевле, или даже растёт сама. Но даже без такой фантастики существующая техника может дать нам как минимум ещё одно десятилетие заметно падающей себестоимости и соответствующего роста объёма производства солнечных панелей. Рынок этого хочет, и промышленность это сделает.
На фоне этого постоянного удешевления солнечной энергии интересно рассмотреть эволюцию способов получения нами энергии в прошлом, настоящем и ближайшем будущем.
До промышленной революции, если мы хотели получить энергию, нам нужно было либо съесть растения, либо животных, которые ели растения, либо сжигать древесину, производимую растениями. Растения "работают на" солнечной энергии, но, как мы увидим, примерно в 1000 раз менее эффективны в преобразовании этой энергии для нас, чем кремниевые солнечные панели. То есть, с точки зрения захвата углерода на единицу площади при одинаковой инсоляции, растения примерно в 1000 раз менее продуктивны, чем солнечные фотоэлектрические панели + химия.
С промышленной революцией мы обнаружили, что можем выкапывать из земли и сжигать "камни" (уголь, нефть, газ) для получения тепла. Эта энергия оказалась намного дешевле и полезнее, чем древесина. Для производства электричества мы кипятим воду и вращаем турбину. Позже мы научились получать тепло путем сжигания нефти и газа, или с помощью ядерной энергии деления, или, возможно, скоро даже с помощью термоядерного синтеза – но в конечном итоге все эти источники сводятся к мощному и дешевому источнику тепла.
В последнее время солнечная фотоэлектрическая (PV) энергия стала дешевле угля, и на рынках многих развитых стран уже дешевле построить и эксплуатировать новую солнечную электростанцию, чем продолжать эксплуатировать имеющуюся тепловую. Это кажется бредом, но это правда – эксплуатационные расходы даже совершенно новой угольной или газовой электростанции выше, чем затраты на строительство и эксплуатацию новой солнечной.
По мере того как солнечная энергия становится дешевле, рынки, где она пользуется сильным конкурентным преимуществом, продолжают расти. В качестве грубой прикидки, зона, где солнечная энергия оказывается дешевле всего, расширяется от экватора примерно на 1 милю (полтора км) в день, или почти 4000 миль (6 тыс км) за десятилетие. Если мы учтем, что большинство людей живет в местах со средней инсоляцией, ни слишком жарких, ни слишком холодных — для выращивания тех же сельскохозяйственных культур, которые, вероятно, выращивали их бабушки и дедушки, становится ясно, что это расширение рынка произойдет очень быстро по сравнению с масштабом человеческой жизни!
Аналогично, на развитых рынках, характеризующихся обильными солнечными ресурсами, самое дешевое тепло теперь получается не от сжигания "камней", а путём направления солнечной электроэнергии через резистивный электрический элемент. Таким образом, теперь мало того, что не выгодно сжигать "камни" для производства электричества, но и невыгодно сжигать "камни" даже для получения "горячих камней". Это кажется безумием, потому что здравый смысл говорит: электричество является более высокой формой энергии, чем тепло, но на практике сжигание "камней" не становится дешевле, а вот солнечная энергия — да. Этот переход следует за переходом электрической конкурентоспособности всего на несколько лет, происходя сначала в Калифорнии и подобных рынках, затем более широко по южным США, затем по большим участкам остального мира, затем в Европе, затем в Скандинавии.
Если дешевле производить тепло электрически, чем сжигать камни, какой будет следующий переход после этого? Миссия моей компании Terraform Industries заключается в производстве синтетического углеродно-нейтрального природного газа из солнечного света и воздуха. Мы верим, что скоро будет дешевле производить "камни" для сжигания напрямую из солнечной энергии, чем добывать их из земной коры.
Наконец, уже сегодня ведутся исследования способов электрохимического синтеза крахмалов, белков и жиров из воды и воздуха. К 2050 году вполне может оказаться, что солнечные панели и электрохимия дадут нам возможность производить большую часть нашей пищи на 0,1% поверхности суши, уменьшая огромное и катастрофическое воздействие на окружающую среду нашей цивилизации, которая сейчас использует около 40% суши для сельского хозяйства. Одновременно мы сможем и снизить затраты на продовольствие, и улучшить продовольственную безопасность.
Теперь, когда мы закончили с широким введением, давайте углубимся в конкретику: как человечество может продуктивно распоряжаться этим неминуемым изобилием дешевой, высококачественной энергии? Что изменится?
С 1973 года нефть была в дефиците. До этого времени года потребление энергии стабильно росло, и долгосрочные инвестиции в энергоёмкие отрасли было легко оценить. С 1973 года дефицит энергии привел к общей стагнации по многим ключевым векторам прогресса, в то время как наша цивилизация организовала рост в менее энергоемких отраслях — вычислений и услуг. В 2023 экспоненциальный рост солнечной энергетики возвращает нашу цивилизацию на путь повышения производительности, долголетия, процветания и счастья.
Безусловная доступность энергии меняет всё, не зря такой процесс называется промышленной революцией. Давайте конкретизируем, чего же мы можем ожидать.
Мы будем использовать больше электричества для большего количества вещей. Электричество и электрические машины будут как вытеснять существующие топливные машины (например, электромобили и бытовые тепловые насосы), так и создавать совершенно новые ниши.
Со стороны генерации мы ожидаем, что солнечная энергия, аккумуляторы и, на некоторых рынках, ветер продолжат агрессивно вытеснять существующие генерирующие мощности, увеличивая при этом общее предложение и снижая стоимость. Почему? Солнечные батареи и аккумуляторы могут распределять энергию на рынках в реальном времени, и без движущихся частей. Любая система генерации энергии, которая производит пар для турбин, уже обречена, ведь себестоимость солнечной энергии ниже примерно в 5 раз, и этот разрыв растёт всё быстрее. Логичным конечным состоянием этого вытеснения является не какая-то гибридная сеть, типа, 20% солнечной энергии плюс турбины для базовой генерации, а гораздо более динамичная, универсальная сеть с около 200% солнечной генерации и часами, днями или неделями аккумуляторных буферов, позволяющая полностью разделить время генерации и потребления.
Стоимость аккумуляторов падает по той же причине, что и солнечной энергии - экспоненциально растущий индуцированный спрос и много достаточно дешёвых способов оптимизации производства. Мы увидим, как аккумуляторы агрессивно вытесняют передачу и использование "здесь и сейчас" как наиболее экономически эффективный способ обеспечения непрерывности поставок электроэнергии, это приведет к упрощению электросетей и резкому сокращению среднего расстояния, которое энергия проходит между производством и потреблением, хотя среднее время хранения энергии увеличится.
Когда стоимость солнечной энергии оптом упадет ниже $10/МВтч (в ближайшие несколько лет), станет дешевле синтезировать углеводороды из CO2 и водяного пара, чем добывать их из-под земли, очищать и транспортировать. Синтетические топлива — это дешевые, локальные, углеродно-нейтральные и, главное, хорошо масштабируемые решения как для решения проблем дефицита топлива, так и для ограничения выбросов CO2. Развитие этой технологии является основным фокусом моих профессиональных усилий в моем стартапе Terraform Industries.
Очевидно, что неограниченное локальное производство любой желаемой углеводородной фракции (метан, пропан, октан, керосин и т.д.) меняет очень многое, но и это ещё не всё. Что насчёт эффектов второго порядка?
CO2 сам по себе нейтрален с точки зрения морали. Данные NASA о выбросах CO2 тесно связаны с показателями развития и благосостояния: вся наша цивилизация построена на колоссальных запасах угля, нефти и газа, которые находились под нашими ногами, легко доступные и бесплатные для использования. Проблема в том, что выбросы CO2 ведут к одностороннему переносу углерода из земной коры в атмосферу, без эквивалентного обратного процесса, что вызывает его накопление и приводит к негативным климатическим последствиям.
Но в то же время дешевое топливо приводит к сокращению бедности. Текущий климатический дискурс в последние годы был завязан на аксиому, что сокращение выбросов CO2 как бы то ни было потребует де-индустриализации и повторного обеднения большей части мира, что морально отвратительно и политически невозможно (кроме сценариев, связанных с применением ядерного оружия). Моя же неоднозначная позиция заключается в том, что мы не должны этого делать.
Вместо этого мы должны найти способ извлекать CO2 из атмосферы и превращать его обратно в топливо, замыкая углеродный цикл в атмосфере, самостоятельно финансируя масштабное развёртывание 50 ГТ/год мощностей прямого извлечения из воздуха (DAC), и гармонизируя быстрое сокращение бедности с быстрым промышленным ростом. Дешевая солнечная энергия — это чит, который переводит прогресс человечества и климатическую повестку из области "фундаментально несовместимы" в область "взаимодополняющи и неизбежны".
Дешевая энергия стимулирует экономический рост. В течение 50 лет мы довольствовались средним показателем 2-3% в год, которых едва хватало на компенсацию увеличения продолжительности жизни и снижения рождаемости. Дешевая солнечная энергия и безусловно доступная электрическая и химическая энергия будут развивать экономику со скоростью, с которой люди могут превращать земную кору в солнечные панели. Инвестиции в аккумуляторы в США уже росли на 250% год к году ещё до принятия Двухпартийного закона об инфраструктуре (BIL), Закона о снижении инфляции (IRA) и закона CHIPS. Инвестиции в солнечную энергетику и НИОКР в области производства стремительно растут рекордными темпами, причем возвращение производства в США и реиндустриализация превышают даже темпы перед Второй мировой войной.
Я считаю: есть немалая вероятность, что мы больше никогда встретимся с крупной рецессией. Мы поместим практически все физические потребности всех людей "под API" и направим наши коллективные когнитивные усилия (с помощью триллионов все более разумных ИИ и кибернетических гибридов человека и ИИ) на более крупные проекты - терраформирование и межзвездные путешествия.
Нефтегазовая промышленность в 2022 году имела оборот $6,4 трлн в год. Это примерно $1 млрд в час, но эта цифра в нашем будущем вполне может вырасти в несколько раз, поскольку будет свободна от ограничений геологии и дефицита. Следуя текущим тенденциям, к 2042 году, всего через 19 лет, >95% энергетических потребностей человечества будут обеспечиваться солнечными панелями, и наряду с огромным ростом использования электричества, потребление топлива вырастет до более чем $25 трлн в год в долларовом эквиваленте.
Половина населения мира в настоящее время сталкивается с дефицитом нефтепродуктов из-за сложности цепочек поставок, слабой покупательной способности и политической нестабильности. Солнечное синтетическое топливо относительно просто и может производиться везде, где светит солнце, обходя стороной этот гордиев узел и принося изобилие энергии в каждый уголок Земли.
Для большей части другой половины человечества использование энергии всё ещё ограничено её стоимостью. Снижение стоимости солнечной энергии снизит цены на топливо во всем мире до уровня $1 за галлон (25 центов за литр), вызывая рост потребления и ускоряя строительство и производство через положительную обратную связь.
Текущие крупные потребители энергии смогут свободно расти количественно и качественно, например, повторно создав сверхзвуковую гражданскую авиацию и распространяя её на массовый рынок.
Наконец, больше людей, потребляющих больше энергии, приведут к ускоренному экономическому росту во всех секторах, не только в энергетике. Мы думаем, что рост мировой экономики как минимум удвоится до 6% в год, что приведет к суммарному утроению мировой экономики к 2042 году. Это довольно консервативная оценка, в реальности легко может быть намного больше.
Конечные области применения топлива — как ископаемого, так и синтетического — будут продолжать изменяться. Поставки ископаемого топлива постепенно смещаются к более сернистой нефти, поскольку мы исчерпываем оставшиеся запасы, в то время как синтетическое топливо "начинается" с метана (CH4) и через синтез Фишера-Тропша может переходить к более тяжелым молекулам (C3, C8, C10 и т. д.). В итоге мы ожидаем, что относительная дешевизна природного газа будет способствовать смещению конечных применений в этом направлении (собственно, это уже происходит), что, в свою очередь, будет вести к преобладанию более легких углеводородных фракций в составе топлива.
Наземный транспорт и бытовое отопление будут смещаться в сторону электричества, хотя замена существующего парка займет не менее 20 лет для транспортных средств и, вероятно, более 50 лет для зданий.
Более дешевое топливо, которое будет синтетическим, а значит, и углеродно-нейтральным, также будет стимулировать рост производства теплоёмкой продукции: металлы, цемент, кремний, керамика.
Но более всего готов извлечь выгоду из более дешевых синтетических топлив сектор авиаперевозок. Я пишу эту статью на борту Боинга 737 над Мексиканским заливом и размышляю, что полеты на самолетах это огромная привилегия, которая экономит наш самый невосполнимый ресурс — время. Тем не менее сегодняшний modus operandi для авиации и климатической политики движим менталитетом дефицита, и это не гипотетическое утверждение. В ЕС рассматривается законодательство, которое потребовало бы обязательной компенсации выбросов углекислого газа в авиации, ещё больше увеличивая стоимость полетов и ограничивая их преимущества только для очень богатых (сейчас некоторые компании предлагают при покупке билета "компенсировать углерод" за смешные 5-10 долларов, но это greenwashing и очень далеко от реальных цифр — прим. пер). Опуская тот факт, что углеродные компенсации являются неэффективной тратой денег, является ли закрепление эксклюзивности авиаперелетов в законе положительным результатом для человечества? Нет, конечно.
Вместо этого рассмотрим авиацию, которая начинает использовать, чисто по экономическим причинам, более дешевое синтетическое авиационное топливо (SAF) или даже сжиженный природный газ для реактивных двигателей следующего поколения с высокими характеристиками (такие разрабатывает, например, AstroMechanica). SAF можно произвести так, чтобы оно имело более высокую плотность (для большей дальности полета), меньше выбросов и было естественно углеродно-нейтральным. Глобальное снижение себестоимости солнечной энергии будет стимулировать и устойчивую тенденцию к снижению стоимости SAF до тех пор, пока (очень скоро) оно не станет дешевле ископаемого авиационного топлива и в конечном итоге достаточно дешевым, чтобы самолетами могли пользоваться сотни миллионов людей, или даже миллиарды. Это в отличие от текущего сценария по умолчанию, где, возможно, только 10 миллионов человек могут позволить себе летать на самолетах достаточно часто. И кто тогда будет стимулировать развитие сверхзвукового транспорта, позволяющего экономить миллионы человеко-лет бесполезной траты времени в пути?
Стабильно дешевые углеродно-нейтральные углеводороды также являются сырьём для химической промышленности, используемым в производстве пластмасс, красок, лекарств, красителей, смол, удобрений, взрывчатых веществ и миллиона других вещей.
Давайте теперь рассмотрим другие формы материального изобилия, обеспечиваемые дешёвой солнечной энергией. Электричество можно легко преобразовать в тепло, радиоволны или механическое движение, которые могут использоваться в, например, горнодобывающей промышленности. До сих пор технология добычи полезных была едва ли более сложной, чем уровень "человек копает яму в земле" из каменного века. Но нет фундаментальной причины, чтобы наша добыча ценных минералов в коре обязательно начиналась с уничтожения больших участков почвы сверху, которые нам так нужны для жизни. Вместо этого мы увидим коммерциализацию интегрированных туннелепроходческих машин огромного размера, которые будут извлекать ценные минералы сразу на глубине, и выдавать готовую проволоку любого желаемого сплава через небольшую "скважину" на поверхности. Обычно эти машины будут заполнять свои туннели отходами своей работы, но они также могут создавать огромные подземные пещеры для любой цели, будь то туннели для высокоскоростных поездов, вертикальные фермы, ядерные реакторы, подземные реки или логово Бэтмена.
Другой важной областью роста потребления энергии являются вычисления. Если только мы не изобретём в ближайшие пару лет сверхпроводники при комнатной температуре, позволяющие осуществлять вычисления без производства тепла, мы сможем использовать много кремния в пустынях, чтобы запитать кремний в датацентрах, который сформирует первый со времен вымирания неандертальцев интеллект вне вида Homo Sapiens.
Вдобавок к снижению стоимости топлива для термической обработки металлов и цемента, а также прямого синтеза пластмасс, обильное дешевое электричество также позволяет прямое электрокаталитическое производство ряда материалов, включая легкие металлы, такие как алюминий и магний. Существуют даже электрокаталитические методы производства стали, но я пока не уверен, будут ли они конкурентоспособными.
Возьмем один пример: текущее соотношение производства стали к алюминию составляет 20:1. Гораздо более дешевое электричество приведет к смещению относительной стоимости в пользу алюминия, возможно, до уравнения уровня производства, достигнутого за счет 20-кратного роста производства алюминия. Алюминий сегодня в основном используется для критичных по весу применений, таких как самолеты, но в ближайшем будущем мы можем увидеть его используемым для конструкций мостов и арматуры!
Многие другие материалы также могут быть очищены электрическими способами. Титан, магний, пресная вода, медь, литий, калий, редкоземельные элементы, всё такое вкусное!
Кстати, о воде. Обратный осмос на солнечной энергии уже оказывается вполне конкурентоспособным по себестоимости с другими источниками воды для орошения пустыни под ценные культуры. Миллиарды людей во всем мире находятся в зависимости от рек, чьи русла сейчас находятся под угрозой из-за изменения климата. Их экономическое процветание в конечном итоге будет зависеть от способности защитить свои источники воды от нарушений — посредством опреснения и, возможно, посева облаков. Например, общий объем забора воды Калифорнией из реки Колорадо, 6 млрд кубометров в год, может быть обеспечен с помощью солнечного опреснения за 10 лет с капитальными затратами всего в 20 миллиардов долларов, менее половины стоимости Twitter (в 2023 году - прим. пер). Это вполне достижимо. Половина США по сути является пустыней, страдающей от острого дефицита воды, и эту проблему можно было бы решить с помощью относительно небольших инвестиций при продолжающегося снижения стоимости солнечной энергии.
Что ещё может сделать возможным дешёвая энергия? Вплоть до переработки отходов не сортировкой похожих материалов, таких как пластик, металл и бумага, и переработкой их во вторичные продукты, а путём превращения всех отходов в плазму и сортировки её атом за атомом с помощью гигантского масс-спектрометра. Это уровень работы с материей далеко за пределами нашего нынешнего, по крайней мере, в промышленном масштабе, но это не так уж отличается от того, как природа создала самосовершенствующихся самособирающихся органических роботов (растения, животные, мы), и это не противоречит никаким законам физики.
Что ещё произойдёт, когда стоимость электричества упадет ниже $10/МВтч?
Стоимость валют частично определяется затратами на энергию, поэтому когда солнечная энергия достигнет определенного порога мощности и станет доминирующим источником энергии в мире (около 10 ТВт к 2035 году), дальнейшее снижение ее стоимости отразится не столько в уменьшении долларовой цены $/МВтч, сколько в дефляции одних товаров и инфляции других.
Однако даже при практически неограниченном росте мощностей генерации и экономической эффективности, некоторые фундаментальные ресурсы останутся ограниченными, если не произойдут специфические инновации. К таким ресурсам относятся время, человеческая жизнь и молодость, внимание, доступ к большему капиталу, чем тот, что мы уже создали, некоторые запрещенные конфигурации материи и информации, научные и астрономические открытия, алгоритмы, организационные возможности, знания, дельта-V, полезная антиматерия и (хотя это искусственно созданный дефицит) жилье.
Давайте созидать!
Комментарии (70)
raamid
02.11.2024 21:32Я бы добавил еще один фактор, который будет способстовать прогрессу в энергетике - совершенствование высоковольтных линий электропередачи. Где-то видел информацию, что высоковольтные линии постоянного тока напряжением 1 млн. вольт имеют уровень потерь около 2-3% на 1 тысячу километров. При таком уровне потерь можно вообще обходиться без аккумуляторов - просто проложить межконтинентальные линии электропередач и передавать энергию с освещенной части планеты на затемненную.
ilvar Автор
02.11.2024 21:32Вероятно, такие линии выйдут сильно дороже аккумуляторов, по крайней мере, для ежедневных колебаний. Это был бы интересный способ сгладить сезонные колебания (передавать из южного полушария в северное и обратно), но тут сталкиваемся с грустными политическими вопросами. Кабель из Африки в Европу черт те сколько обсуждают, а воз и ныне там.
Vad344
02.11.2024 21:32Я считаю, что очень поможет открытие способа преобразования энергии в информацию. Сейчас мы наблюдаем взрывной процесс увеличения ёмкости носителей данных, такое открытие позволит использовать эти носители в качестве основы для аккумуляторов энергии. Кроме того, это открытие позволит использовать высокоскоростные информационные каналы передачи данных в качестве линий передачи энергии.
Нобелевку мне.
Stillgray
02.11.2024 21:32Уже было.
Питер Уоттс «Ложная слепота»
Wesha
02.11.2024 21:32способа преобразования энергии в информацию
Станислав Лем. "Профессор А. Донда"
Arxitektor
02.11.2024 21:32При таком уровне потерь можно вообще обходиться без аккумуляторов - просто проложить межконтинентальные линии электропередач и передавать энергию с освещенной части планеты на затемненную.
Ну в игрушках по типу dyson sphere program Да все именно так строим солнечные панени по всему экватору и все процесс 100% получения энергии пошел. Панелей надо много ).
Ну по накоплению энергии да это проблема. Но солнечные панели если подешевеют в 10 раз позволят во многих местах перейти на солнечную генерацию прямо на месте. В жилом хозяйстве. Ну или кормить дорогие по энергии кондеи ). Больше солнца жарче больше энергии нужно на охлаждение ). Больше энергии с панелей.
johnfound
02.11.2024 21:32Ну, у меня есть друг. Он строит дачу, где нет электричества. От электрораспределительной компании (это в Болгарии происходит) запросили очень большую сумму чтобы подвести электричество и он решил делать солнечное питание. Купил б/у панели за очень небольшие деньги – примерно 10 евро за 200W. То же самое с аккумуляторами. Китайские инверторы и электроника. И все нормально – практически бесплатно, питание есть круглосуточно. Отопление правда дровяное, но кондиционер тоже есть для лета, когда энергия на порядок больше. Теперь обдумывает купить еще и электрическую машину, чтобы утилизировать то что в аккумуляторах не помещается.
ZlobniyShurik
02.11.2024 21:32Прочитал - вдохновился. Даёшь солнечную энергию!
Потом вспомнил, где живу - Сибирь, вспомнил зимние морозы и продолжительность зимнего дня. Вспомнил, что зимой солнышка на прямой-то нагрев не особо хватает, молчу уж о двойном преобразовании свет->электричество->тепло.
В общем, как-то газовые/угольные/ядерные станции мне таки ближе. :)
ilvar Автор
02.11.2024 21:32В Сибири и тем более Заполярье нужно либо организовывать межсезонное хранение энергии в ультрадешёвых батареях типа железо-воздушных, либо хранить синтопливо и держать газовые станции, либо тянуть кабели из более солнечных регионов.
ZlobniyShurik
02.11.2024 21:32Город под два миллиона населения, тяжёлая помышленность, дата-центры, разные коллайдеры и токамаки в научных институтах...
Сдаётся мне, несколько классических ТЭЦ окажутся гораздо проще и дешевле, нежели огромное поле солнечных батарей и мегакурган из аккумуляторов.
Синт-топливо... Во-первых, нужна установка для его получения в промышленных масштабах. Во-вторых, это синт-топливо, запас на пол-года потребления огромного города, где-то надо хранить до зимы. В-третьих, это топливо надо как-то перерабатывать назад в электричество опять же на установках гигаваттной мощности.
ilvar Автор
02.11.2024 21:32Есть ещё смешная опция гнать синтопливо из экваториальных солнечных регионов и жечь в ТЭЦ круглый год.
Либо дополнять панели ветряками: солнце и ветер часто работают в противофазе.
Ilya_JOATMON
02.11.2024 21:32Дата центры, и научные институты не обязательно должны быть у глубинах сибири и заполярья. Это наследие проектирования - "чтобы не долетели бомбардировщики". Вахтовой добычи полезных будет достаточно.
saege5b
02.11.2024 21:32Ничего, уже подписан закон освобождающий солнечные эстанции от части налогов.
Так что, вполне возможно, солнечные эстанции станут и к тебе ближе :)
Furriest
02.11.2024 21:32на рынках многих развитых стран уже дешевле построить и эксплуатировать новую солнечную электростанцию, чем продолжать эксплуатировать имеющуюся тепловую. Это кажется бредом, но это правда – эксплуатационные расходы даже совершенно новой угольной или газовой электростанции выше, чем затраты на строительство и эксплуатацию новой солнечной.
И вот тут бы я очень, очень хотел увидеть цифры и понять, какую часть этих затрат составляют искусственные ограничения со стороны правительств в виде фантазийных платежей, доп.налогообложения и прочих сборов.
Если автор имеет в виду, что 0 - не поверю.
Легко гуглящаяся ССВ на миниТЭС (ссылку давать не буду, чтобы не посчитали рекламой) составляет 3,11 руб на 1 кВт*ч без утилизации побочного тепла и 2,20 руб на 1 кВт*ч с утилизацией. В эту стоимость входит всё, включая капремонт/замену ТЭС каждые 60 тысяч моточасов. Естественно, без каких-либо дотаций.
Автор дает очень мало числовых данных в статье, пишет про планируемое падение оптовой цены солнечной энергии до $10 за МВт*ч, т.е. приблизительно 1 рубль за 1 кВт*ч, что прекрасно. Точно ли это не дотируемая оптовая цена?
Про полную себестоимость солнечной батареи с установкой $30k долларов/МВт — это тоже прекрасно, потому что средняя себестоимость ТЭС существенно выше, около 60МР ($600k) на МВт. Точно ли автор имеет в виду полную стоимость объекта, включая его легализацию? Я вот что-то не очень представляю, где можно хотя бы внутри МКАД (ну или на Манхэттене) разместить 1 МВт солнечной батареи (а это по текущим технологиям — от 5 до 8 гектаров земли) за такие смешные деньги. И да, по текущим ценникам всё гораздо хуже, гуглится только само железо "без монтажа, доставки, системы крепления, проводов и дополнительных материалов" за $400k на МВт. Автор прямо очень оптимистично прогнозирует уменьшение стоимости солнечных электростанций более чем в десять раз.
И такие вот вопросы приблизительно к каждому абзацу.saege5b
02.11.2024 21:32В России эстанции будут освобождать от налогов :)
Скоро увидим расцвет солнечной эгенерации, правда про эффективность кроме рекламных буклетов, врядли кто-то, что-то будет рассказывать.
ilvar Автор
02.11.2024 21:32Конкретные цифры, например, для США есть в ежегодном обзоре Lazard. Особо удобно, что они считают себестоимость отдельно с господдержкой (с которой в некоторых случаях она падает до нуля) и без. Собственно, без субсидий выходит чуть меньше 30 долларов за МВт*ч в подходящем климате.
До $10 надо эти цифры как-то уменьшить втрое, и это, вроде бы, немало, но динамика среднемировых цен на панели показывает, что за 10 лет между 2013 и 2023 цена упала в 2.5 раза, и останавливаться этот процесс пока не собирается.
Внутри МКАД полно места для панелей на крышах различных зданий и сооружений. Если их вертикально ставить, то и снег счищать не придётся.
У нас в Ирландии я нашёл панели по 160 тыс евро за мегаватт; крупным оптом должно быть ещё дешевле. Т.е. уже получается разница "всего" в 5 раз, а если брать в Китае, то и того меньше. Немало, но не невозможно.
johnfound
02.11.2024 21:32Будущее энергетики, это децентрализация и удовлетворение собственных потребностей. Потому что корпорации вконец обнаглели и хотят закрывать мощности, при этом получать все те же деньги за счет высоких цен. Которые и оправдываются борьбой с глобальным потеплением, уменьшением углеродных эмиссии и всякие это-политические аргументы.
Так что – сделай сам, это наше все. Если я произвожу нужную мне энергию – то никакие деньги им платить не надо.
Лучше конечно, чтобы в подвале был компактный ядерный/термоядерный реактор, но пока из-за разных причин такое невозможно. А вот солярные панели могу навесить сколько влезет. Никто мне помешать не может. :P
И кстати, это не только про энергию – роботизация и автоматизация уже позволяет производить нужные вещи домой. Что в итоге уничтожит централизованные производства.
ilvar Автор
02.11.2024 21:32Согласен. И кстати, именно поэтому популярная страшилка, что после повсеместного перехода на электромобили злобное государство задерёт тарифы на электричество - не имеет смысла.
VanishingPoint
У солнечной энергии (к которой следует отнести также ветровую, потому что ветер тоже порождается солнцем), есть одно важное преимущество перед всеми другими - она не приводит к увеличению количества энергии на Земле. Она просто используется, но она бы и так поступила.
Таким образом, даже термояд - не нужен и вреден. Он ускоряет тепловую смерть. Но наиболее вредны конечно способы получения энергии, которые приводят к парниковому эффекту.
Также я считаю, что не надо переживать о цене энергии. Для потребителя и бизнеса конечно это ключевой фактор, но рост экономики вообще - не сказать что благо для планеты, частью экосистемы которой является человечество.
Цена должна быть сдерживающим фактором для неограниченного потребления. Иначе произойдет экономический взрыв, который приведет к гипер-потреблению, а ресурсы планеты не бесконечны. Вымирание диких видов не волнует обывателей, но в этом нет ничего хорошего.
ilvar Автор
Вымирание диких видов происходит в основном за счёт "терраформирования" - уничтожения привычных для этого вида экосистем, в первую очередь для нужд сельского хозяйства. Если мы хотя бы половину современного с/х переведём на энергоёмкие интенсивные и суперинтенсивные методы, а ещё лучше — прецизионную ферментацию и "мясо из пробирки", это уже очень поможет природе. Плюс, отвязав производство еды от климата, мы автоматом снижаем потери её при сборе и транспортировке, что тоже для планеты неплохо.
VanishingPoint
А можно просто меньше жрать и перестать беспокоиться о том что население человечества начинает сокращаться. Оно же не может расти бесконечно, мы уже давно превысили оптимальную численность.
Фундаментальные законы никто не отменял, энергия приводит к росту энтропии.
ilvar Автор
Сокращение населения само по себе не плохо, но оно при прочих равных означает переворот демографической пирамиды, нежизнеспособность существующей схемы "молодые кормят пожилых", и социальный взрыв.
VanishingPoint
Но это сокращение неизбежно, поделать с этим ничего нельзя.
ilvar Автор
Именно поэтому business as usual - не вариант. Нужно что-то менять, и скоро.
Sun-ami
Вообще-то установка солнечных панелей приводит к увеличению количества энергии на Земле, потому что их альбедо ниже, чем альбедо естественных ландшафтов на суше. Например, альбедо песка 40%, альбедо травы - 25%, альбедо лиственного леса 15-18%, а альбедо солнечных панелей - 5%. Но главный негативный эффект солнечных панелей - перекрытие света для растений, если говорить не о пустынях. Поэтому если сравнивать с термоядерной энергией, то лучше неё солнечные панели, вынесенные на орбиту, там они и растениям не будут мешать, и света больше, и предела для развития почти что нет. А чтобы это было не дороже земных панелей - их и производить нужно там же, из материалов добытых в космосе.
johnfound
И совсем лучше, если и потребляют энергию на орбите, и если можно на солнечной.
ilvar Автор
Дайсон, перелогиньтесь!
VanishingPoint
Мне кажется это какая-то надуманная проблема. Ок, если так, то достаточно всего лишь 5см кайма зеркальной поверхности вокруг каждого метра панели. И альбедо придет в норму.
Но эти цифры альбедо ничего не говорят о влиянии в глобальном смысле. Неизвестно к тому же, насколько оно компенсируется ночным временем суток, ведь очевидно, что песок пустыни, отражая часть света наружу обратно днем, ночью наоборот будет хуже излучать тепло.
Вокруг солнечной энергетики огромное количество мифов, раздутых нефтяным лобби.
Sun-ami
Если добавить 5см кайму зеркальной поверхности вокруг каждого метра панели, то её альбедо составит 17%, что всё ещё существенно меньше, чем альбедо песка. И такая панель будет ночью излучать тепло хуже, чем лиственный лес, потому что в области теплового ИК-излучения металлическое зеркальное покрытие излучает очень мало, а диэлектрики в основном излучают много. Теплоизлучающая способность песка не меньше, чем у панелей, разница только в скорости передачи тепла на излучающую поверхность - она может быть и больше и меньше, в зависимости от того, что в основном отдаёт тепло - воздух или почва.
Tiriet
А мы будем переворачивать ночью зеркальную кайму обратной стороной вверх, и эту обратную сторону покрасим в черный цвет- и тогда ночью она будет излучать ИК даже лучше!
ilvar Автор
Это надуманная проблема по другой причине: для покрытия всех текущих потребностей человечества в электроэнергии потребуется около 125 тыс кв. км панелей, это около 0.025% поверхности планеты, или 0.1% суши. А в дальнейшем - суперинтенсивная вертикальная плантация с питанием от панелей будет занимать (вместе с панелями) меньше места, чем традиционное поле, не говоря уж о ферментационном реакторе.
VanishingPoint
Я и сказал что непонятно влияние альбедо панелей в глобальном смысле.
Sun-ami
А почему обязательно в глобальном смысле? Если покрыть солнечными панелями пустыню Сахара в странах Северной Африки, например в Египте и Ливии в 100 км от побережья, скажем полосой в 100 км, то количество тепла, поглощаемого этой местностью, увеличится на 58%. Думаю, это не может не сказаться на климате побережья (и тем более на температуре самих панелей), и вряд ли изменения будут в лучшую сторону. Хотя если использовать существенную часть этой энергии для опреснения и полива, тогда это влияние может быть скомпенсировано. Это применимо и к Испании, и к пустыням на юге США, и другим местам со слишком жарким летом.
Sun-ami
Однако электроэнергия не покрывает все текущие потребности человечества в энергии, они во много раз больше. А Вы пишете в этой статье, что солнечная генерация может покрыть и ту часть потребностей, которую сейчас покрывают углеводороды. А далее, с экспоненциальным снижением стоимости энергии можно ожидать и экспоненциального роста потребности в ней. Например, использование алюминия и магния сейчас ограничивается стоимостью электроэнергии, и может вырасти в десятки раз при её снижении. Солнечные панели, установленные под оптимальными углами, поглощают свет на существенно большей площади суши, чем площадь самих панелей. Например, зимой при низком солнце солнечная панель площадью 1м2 обеспечивает эквивалентное альбедо 95% для 3-4м2 поверхности, которая без этого имела бы альбедо около 80%, поскольку покрыта снегом. В результате при вполне реальном росте потребления энергии в 10 раз, и полном переходе на получение энергии от солнечных панелей, площадь затенения суши этими панелями может составить более 5%, а если не учитывать Антарктиду, Гренландию, Тибет, и высокогорье то еще больше.На таком фоне термоядерные электростанции - это гораздо более привлекательная перспектива.
Как суперинтенсивная вертикальная плантация с питанием от панелей может занимать вместе с панелями меньше места, чем традиционное поле? Эффективность фототосинтеза принципиально ограничена несколькими процентами, любая суперинтенсивная технология не способна поднять её более чем в 4 раза, а преобразование солнечный свет - электричество - искусственный свет снижает эффективность использования солнечного света в 9 раз для обычных кремниевых панелей и оптимального светодиодного освещения.
VanishingPoint
Какой именно вид энергии нельзя заменить электрической или тепловой энергией?
Sun-ami
Я не писал, что есть какой-то вид энергии, который нельзя заменить электрической или тепловой. Вы что-то неправильно поняли. Я писал, что приведенная в комментарии ilvar площадь 0,1% суши относится только к нынешней электрической составляющей, а всё потребление человечества при замене солнечной генерацией газа, нефти, угля и АЭС, потребует в несколько раз большей площади.
VanishingPoint
0,3% суши потребуется?
Sun-ami
Намного больше. В 2021 году суммарная мировая выработка энергии составила 172 ПВт·ч, из них на электроэнергию приходилось всего 28,4 ПВт·ч, или 16,5%. То есть если бы можно было без потерь заменить всю энергию на электроэнергию, то, исходя из данных ilvar, потребовалось бы покрыть солнечными панелями 0,6% суши. Но всю используемую энергию нельзя заменить электроэнегрией без потерь - синтез углеводородов, который предлагает ilvar, это очень энергоёмкий процесс, КПД такого синтеза с последующим сжиганием углеводородов далеко от 100%. Также далеко от 100% КПД производства водорода электролизом для его использования на транспорте. Так что можно оценить необходимость в площадях для солнечных панелей под текущие энергопотребности человечества в 0,8..1% всей суши, а если стоимость электроэнергии будет уменьшаться экспоненциально, то вполне реален и 10-кратный её рост до 8..10% за те несколько десятилетий, за которые можно было бы построить термоядерную генерацию. А это очень много, особенно с учётом того, что энергия нужна в густонаселённой местности, а значит в густонаселённой местности доля территорий, занятой или затенённой солнечными панелями может достигать 20%, что сопоставимо с процентом пахотных земель, и потребует дальнейшего массового уничтожения оставшихся природных экосистем.
ilvar Автор
Согласно данным тут, больше трети мирового потребления "ископаемой" энергии — дорожный транспорт (нефть) и отопление (газ), и мы точно знаем, что электромобили и тепловые насосы тут в несколько раз эффективнее горючего, и перевод этих отраслей на электричество позволит уменьшить её потребление.
С другой стороны, металлургические и химические производства совсем не обязательно располагать в густонаселённой местности, даже наоборот.
С третьей — не обязательно ограничиваться сушей, панели вполне можно располагать на воде или в космосе. Сфера Дайсона сама себя не построит...
Sun-ami
Тепловые насосы эффективнее горючего, но значительно дороже, чем системы отопления на горючем. Поэтому если стоимость электроэнергии снизится, и её выработка не будет приводить к парниковому эффекту, то смысла вкладывать деньги в строительство тепловых насосов станет меньше, а они и так строятся в основном в богатых странах. Кроме дорожного транспорта есть ещё морской и воздушный, и их перевод на электричество возможен только на очень коротких маршрутах, что составляет малую часть потребления энергии таким транспортом.
Солнечные электростанции в открытом океане будут намного дороже, чем на суше, потому что их нужно защищать от больших волн. А биопродуктивность внутренних водоёмов и прибрежных вод тоже важна.
А вот солнечные электростанции в космосе - это действительно хорошая альтернатива термоядерной энергии. В ближней перспективе такие электростанции могут хорошо дополнить наземные солнечные и ветряные электростанции за счёт мобильности энергопотоков с высоких орбит на Землю, и компенсации провалов генерации. А в отдалённой перспективе они могут снять проблему перегрева Земли при увеличении потребления энергии на порядки.
adeshere
Вообще-то солнечная электростанция в космосе - это не панацея, так как в конечном счете она будет давать дополнительный нагрев Земли. Де-факто мы просто увеличим таким способом поток поступающей на Землю солнечной энергии (суммарная площадь поглощающей поверхности вырастет за счет этих батарей). При прочих равных, точка равновесной температуры поверхности сместится вправо (раз мы получили больше тепла, для баланса надо и излучать больше, а это в нашем случае проще всего делается путем увеличения температуры излучателя).
Хотя...
/s mode ON
... интуиция подсказывает, что от дополнительного тепла можно избавиться не только путем нагрева поверхности Земли! Чтобы излучать больше, не нагревая биосферу, всего-то-навсего нужно вынести излучатели в космос! Дальше уже дело техники: разворачиваем на орбите абсолютно черный космический парус, передаем туда излишки тепловой энергии, он ее переизлучает в космос, поверхность Земли охлаждается, profit!
Собственно, даже орбитальные паруса не нужны: если излучение сразу же напрямую уйдет в космическое пространство, цель будет достигнута.
Ура!!!
Итак, проблема перегрева Земли орбитальными солнечными электростанциями (ОСЭС) решена! Достаточно лишь одновременно с каждой такой ОСЭС создавать на Земле точно такой же канал передачи энергии, с помощью которого ОСЭС запитывает человечество дармовым электричеством, и сбрасывать с его помощью излишки избыточного тепла в космический вакуум! Он ведь все стерпит, правда?
Кстати, а зачем нам тогда два канала передачи энергии "туда" и "обратно", можно ведь передавать только разность этих потоков?! Гениальное решение, правда? Единственная загвоздка: если мы хотим, чтобы нагрев Земли от работы ОСЭС был в точности равен нулю, то в космос придется передавать ровно столько же, сколько мы получаем (технологии у нас прорывные, поэтому поглощением в атмосфере пренебрегаем). Итого, все в точности по АРИЗ: задача решила себя сама, излучатели вообще не нужны! Ни на поверхности, ни на ОСЭС!
А впрочем....
Черт побери! Что-то мне кажется, что где-то я просчитался.
Но где????
/s mode off
;-))))))))))))
ilvar Автор
Это если энергию передавать на Землю. Но это необязательно.
VanishingPoint
Если она будет потребляться на земле, то ее в любом случае придется передавать на землю.
VanishingPoint
Солнечные электростанции в космосе имеет смысл делать только если потребляться эта энергия будет тоже в космосе.
Земле и всем ее обитателям, by design, обязано хватать той солнечной энергии, которая попадает непосредственно на неё. Если не умеем правильно ей распоряжаться - надо учиться, а не заливать проблему энтропией.
Sun-ami
Только вот люди почему-то хотят летать на самолётах по всему миру. И обеспечить такую возможность для всего человечества принципиально невозможно без того, чтобы увеличить производство энергии на порядок. А если это делать так, как это предлагает ilvar, то это означает отобрать у всех остальных живых существ на Земле те остатки солнечной энергии, которые у них ещё не отобрали, уничтожая леса и степи под поля и другие используемые человечеством территории.
VanishingPoint
Какое-то голословное заявление. С чего вдруг для того чтобы летать на самолетах используя солнечную энергию, требуется непременно забрать у всех живых существ солнечный свет, вырубить леса и тд?
Sun-ami
Не только летать на самолётах, но это показательная сфера. В 2019 году в США пассажирская авиация перевезла 1,1 миллиарда пассажиров, а во всём мире - 4,5 миллиарда.
Для того, чтобы всё население мира (8,17 миллиарда человек) могло летать сейчас так, как летало население США (331 млн человек) в 2019 году, пассажирская авиация должна перевозить 27 миллиардов человек в год, то есть в 6 раз больше, чем в 2019 году. А это значит, что нужно в 6 раз больше авиатоплива и самолётов, а значит и алюминия для их производства. А к 2075 году численность населения Земли согласно прогнозам ООН, составит примерно 9,4 миллиарда человек, и понадобится уже в 7 раз больше.
И это только одна из множества причин роста потребления энергии при снижении её стоимости. Если сейчас для обеспечения человечества энергией только за счёт солнечных панелей нужен 1% суши, то к 2075 году понадобится во много раз больше. А взять дополнительную территорию можно в основном только из природных экосистем, как минимум затеняя их, а соответственно текущей практике строительства СЭС просто уничтожая.
ilvar Автор
Это не я предлагаю, а Кейси, но согласно данным IEA, авиация потребляет около 5% мировой энергии, и судоходство ещё столько же. Если эти две части увеличить на порядок (хотя емнип реальное соотношение затрат энергии там повыгоднее), то общее потребление вырастет всего вдвое, а с учётом "экономии" на электрификации дорожного транспорта - менее, чем вдвое.
Sun-ami
Прошу прощения, не обратил внимания на указание, что это перевод.
VanishingPoint
КПД тепловых машин известен? Он тоже, мягко говоря, ОЧЕНЬ далек от 100%, даже теоретический КПД, недостижимый на практике.
По большинству претензий, которые адресуют к солнечной и ветроэнергетике, можно спросить - а как с этим у ТЭС? Окажется что не лучше.
КПД ДВС составляет в лучшем случае 35% (реальный), на практике - меньше. Остальное уходит в тепло.
КПД электродвигателей 90%.
Sun-ami
В случае производства синтетического углеводородного топлива с последующим его сжиганием с тех самых тепловых машинах, как это предлагает делать ilvar, этот низкий КПД тепловых машин умножается на довольно низкий КПД производства синтетического топлива, и в результате КПД такого использования электроэнергии оказывается на порядок ниже, чем при её использовании в электродвигателях. А значит, солнечных панелей потребуется на порядок больше. А совсем без тепловых машин пока обходиться не получается, судно, перевозящее товары из Китая в Европу, от аккумуляторов не запитаешь.
VanishingPoint
Совсем обходиться без жидкого топлива и не планируют. Задача звучит совсем иначе: достижение углеродной нейтральности. Жидкое топливо использовать можно, в случае если оно не приводит к повышению CO2 в атмосфере (биодизель, например), или если дополнительно закаичвать CO2 под землю.
Но вообще, зеленая энергетика вероятно будет тесно связана с водородом. Он будет основным аккумулятором.
BugM
Водород ужасен просто во всем. На нем что-то построить это целый подвиг. Все эти водородные планы дальше бумаги вероятнее всего никуда не выйдут. Для их реализации нужны прорывы в материалах, с которыми очень плохо.
Биодизель ок. Он работает и с ним проблем нет.
ilvar Автор
Расклад по водороду отлично изображён у Майкла Лайбрайха. Единственная новая ниша, которую он теоретически может занять - сезонное хранение энергии, без транспортировки. Да и там, похоже, всякие экзотические аккумуляторы типа железо-воздушных его вытеснят.
У биотоплива, активно используемого в Бразилии, есть одна большая проблема: требуются площади под рапс и кукурузу, и фермеры для этого вырубают леса Амазонии. Упс.
BugM
Для длительного хранения лучше метан делать. Он хранится вообще бесплатно. Не знаю зачем оно вам, с учетом что газа на Земле примерно бесконечность и рамках нескольких поколений, но метан в любом случае удобнее просто на порядки.
Люди всегда очищали и окультуривали дикие площади для своей деятельности. И это всегда считалось хорошим и правильным путем прогресса. Была дикость, стало все цивилизованное. Что-то изменилось? Не знаю где вы живете, но вы бы хотели закопать все свое сельское хозяйство, уволить всех работающих там и покупать еду? Как это было давно.
VanishingPoint
А где предлагаешь жить, например, орангутанам? В результате окультуривания земель и вырубки лесов, они исчезают.
BugM
В зоопарках и заповедниках с прочими природными парками. Где они будут охраняться, защищаться и все как полагается.
Эти структуры деньги нормально зарабатывают на туристах. Примерно на самообеспечении могут жить.
ilvar Автор
С точки зрения поглощения со2 и производства кислорода культурные растения сильно уступают джунглям. Плюс, эти поля намного более стерильные, даже без учёта эффектов пестицидов и гербицидов.
В целом, современная точка зрения такова, что более эффективная одинаковость в дальней перспективе хуже, чем чуть менее эффективное разнообразие. Потому что когда по всей Земле растёт один вид кукурузы с одинаковым набором пестицидов, то достаточно возбудителю какой-нибудь болезни научиться заражать этот вид и бороться с этим пестицидом - и всё человечество быстро окажется без кукурузы. Примерно как в 90-ых вирус за год выкосил всю папайю на Гавайских островах.
BugM
Вы серьезно? Все современные сорта направлены на увеличение скорости роста и ускорение нарастания массы. Это как раз поглощение СО2. Дикие растения даже рядом не стоят.
Но это даже не важно. Вы уже подписали какую-нибудь петицию чтобы в вашей стране закрыли все (или хотя бы резко сократили) сельское хозяйство? Публично выступить у себя дома за сокращение возделанных земель и сокращение сельского хозяйства это маленькое, но реальное, дело которое вы можете сделать. Ради биоразнообразия и все такое. Или это другое?
Бороться с вредителями и болезнями растений люди умеют. Спасем, не переживайте.
ilvar Автор
Восстанавливать утерянные виды пока не умеют, да и с восстановлением экосистем всё непросто.
Петицию, кстати, подписал, да. Фермерам тут слишком много поддержки.
BugM
Не переживайте сохранять умеем. Все заметное сохраняется и защищается.
Ну хоть что-то. Но из страны где платят сельскому хозяйству дотации призывать чтобы другие его у себя не развивали все равно такое себе. Как у вас начнут его именно сокращать, а не платить дотации, тогда приходите. Сократить довольно просто, если что. Можно за год-два справиться. Обложить налогами, замучать проверками. Они сами и закроются.
ilvar Автор
Не зазнавайтесь. Мир гораздо сложнее, чем иногда кажется.
BugM
Вы хотите денег вон тех людей. Мол вам нельзя заниматься сельским хозяйством потому что. Для такого желания нужно объяснение получше. Да и финансово поучаствовать неплохо бы. Например, оплатить хотя бы половину от возможной прибыли. Или как альтернатива хотя бы себя ограничить. Вот мол мы сократили в два раза от возможного, пожалуйста не засеивайте больше половины тоже.
Вы же просто хотите их денег. Не давая и не делая ничего взамен. Ограничение субсидий своему сельскому хозяйству это не то. Это уже не работает.
ilvar Автор
Как раз-таки наоборот. Фермеры получают господдержку из моих налогов, и я в полном праве требовать от них делать свою работу максимально эффективно, а не затыкать субсидиями свои просчёты.
BugM
С дотациями все сложно. Платит фермер 5 денег налогов и получает 3 деньги дотациями. Дотации? Дотации! Но в конечном итоге прибыльно. Не забывайте про разнообразные налоги которые фермер платит и экономику которую он двигает. Даже если финальное сальдо фермера кажется нулевым или отрицательным стоит подумать про налоги с зарплат рабочих, например.
ilvar Автор
Даже если сальдо положительное, если ты берёшь из общего котла, то те, кто туда кладут, имеют моральное и юридическое право с тебя за эти деньги спрашивать.
ilvar Автор
Да, совсем забыл: недавно видел исследование, там вышло, что при установке вертикально двусторонние панели выдают больший КИУМ, чем при традиционной, под углом. И в этом случае пространство между панелями можно использовать для культивации с/х культур.
З.Ы. Эксперименты с растениями под панелями тоже есть, но там обслуживание всего этого добра слишком усложняется.
rotabor
Нужно учитывать все аспекты. Будущее массовое (а пока оно не такое) применение солнечных панелей окажет серьёзное влияние на всю экосистему. А если начнём синтезировать углеводороды из CO2 и H2O - отравим всё кислородом. Но, безусловно, закрыть панелями все искусственные сооружения мы можем.
ilvar Автор
Если эти углеводороды сжигать — кислород обратно "уйдёт". Если в нефтехим — можно смело сжигать по окончанию срока службы.