Atsinaujinantys vėjo ir saulės energijos šaltiniai nepakeis naftos

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Siūlome ASh skaitytojams Gail „The Old Ladies“Tverberg (OurFiniteWorld), žinomo dėl savo sisteminio požiūrio, finansinio pagrindo ir pagarbos fizinei ekonomikai, straipsnio vertimą. Geras autorius, trumpai tariant:-)

Kodėl AEI naudojimo modeliai gali meluoti?

Atrodo, kad pasaulio ekonomikos energijos poreikius nesunku sumodeliuoti. Paskaičiuokime sąnaudas: net kilovatvalandėmis, net naftos ekvivalento bareliais, net britiškais šiluminiais vienetais, kilokalorijomis ar džauliais. Dvi energijos rūšys yra lygiavertės, jei jos pagamina tiek pat naudingo darbo, ar ne?

Pavyzdžiui, ekonomistas Randallas Munroe savo vaizdo viršelyje paaiškina atsinaujinančios energijos naudą. Pagal jo modelį saulės baterijos (jei pastatytos pagal jūsų skonį) gali aprūpinti pakankamai elektros energijos sau ir pusei tuzino kaimynų. Vėjo generatoriai (taip pat pastatyti iki absurdo lygio, bet žinoma) suteiks energijos jums ir dar keliolikai kaimynų.

Tačiau šioje analizėje yra logiška skylė. Vėjo ir saulės baterijų gaminama energija nėra būtent tai, ko reikia ekonomikai (bent jau kol kas). Vėjas ir saulė generuoja su pertrūkiais elektros energiją, kuri dažnai gaunama netinkamu laiku ir netinkamoje vietoje. Pasaulio ekonomikai reikia įvairių energijos rūšių, šios rūšys turi atitikti pačių įvairiausių šiuolaikinio pasaulio sistemų inžinerines specifikacijas. Energija turi būti tiekiama į reikiamą vietą ir tiekiama vartotojams tinkamu paros metu arba tinkamu metų laiku. Iš saulės ir vėjo gaunamą energiją gali tekti kaupti net kelerius metus (pavyzdžiui, naudojate hidroakumuliacinę elektrinę, o regione tvyro sausra).

Manau, kad situacija panaši į hipotetinius mokslininkus, kurie, siekdami padidinti ūkio efektyvumą, nusprendė per 20 metų 100% gyventojų nuo tradicinio maisto pereiti prie žolės ir siloso. Karvės, ožkos, avys valgo, ar ne? Kodėl žmonės negali? Be jokios abejonės, žolė turi daug naudingos energijos. Dauguma žolės rūšių atrodo netoksiškos žmonėms – bent jau nedideliais kiekiais. Atrodo, kad žolė auga gana gerai. Žolę galima laikyti, kad būtų galima naudoti ateityje. Atrodo, kad maisto gamybai pereiti prie žolės naudojimo verta CO2 išmetimo požiūriu. Deja, žolė ir silosas nėra ta energija, kurią paprastai vartoja žmonės. Tai, kad didžiosios beždžionės kažkaip neišaugo kaip žolėdžiai gyvūnai, panašu į tai, kad šiuolaikinėje ekonomikoje medžiagų gamyba ir transportavimas kažkaip netinkamas su pertrūkiais vėjo ir saulės energijai.

Žolės įtraukimas į žmogaus mitybą gali „paveikti“, bet tam reikia kitokio organizmo

Apsidairę aplinkui, nesunkiai rasite žolėdžių rūšių. Gyvūnai su keturių kamerų skrandžiais klesti laikydamiesi žolelių dietos. Šie organizmai dažnai turi nuolat augančius dantis, nes žolėje esantis silicio dioksidas linkęs nusidėvėti dantis. Galbūt, pasitelkę genų inžineriją, žmonės gali užsiauginti papildomų skrandžių ir pridėti nuolat atnaujinamus dantis. Gali prireikti ir kitų naudingų, bet ne itin patrauklių mūsų kūno koregavimų, pavyzdžiui, kad smegenys būtų mažesnės (o žandikaulis – didesnis). Norint išlaikyti aukštą smegenų veiklą, reikia per daug kalorijų, negalima sukramtyti tiek siloso.

Beveik visų dabartinių RES modelių problema yra ta, kad sistema laikoma „siaurame rėme“. Atsižvelgiama tik į mažą problemos dalį – dažniausiai tik krentančias plokščių ir vėjo turbinų kainų etiketes (arba „energijos sąnaudas“) – ir daroma prielaida, kad tai vienintelės išlaidos, susijusios su viso vartojimo modelio pasikeitimu. Tiesą sakant, ekonomistai turi pripažinti, kad norint pereiti ekonomiką prie 100% atsinaujinančios energijos, visuomenėje reikės dramatiškų pokyčių, panašių į kelių kamerų skrandžius ir nuolat augančius dantis, kad būtų galima pereiti prie 100% vaistažolių dietos. Jūsų analizei reikia „platesnės apimties“.

Jei Randall Munroe atsižvelgtų į netiesiogines sistemos energijos sąnaudas, įskaitant energiją, reikalingą esamoms elektros sistemoms atstatyti, jo analizė greičiausiai pasikeistų. Tikėtina, kad vėjo ir saulės energijos galimybės aprūpinti maitinimą jūsų namuose ir keliolikos kaimynų namuose greičiausiai išnyks. Bus sunaudota per daug energijos, kad sistema veiktų kaip kelių kamerų skrandžiai ir nuolat auga dantys. Pasaulio energetikos sektorius dirbs su atsinaujinančiais energijos šaltiniais, bet ne taip, kaip anksčiau. Grubiai tariant, mažesnės smegenys mąsto labai įvairias mintis.

Ar „daugelio jūsų kaimynų sunaudota energija“yra teisingas rodiklis?

Prieš pradėdamas kalbėti apie tai, kas nutiko Munroe modeliui, turiu trumpai panagrinėti jo skaičiavimo metodą. Munroe kalba apie „namų ūkio ir keliolikos kaimynų sunaudotą energiją“. Dažnai girdime naujienas apie tai, kiek namų ūkių gali aptarnauti nauja elektrinė arba kiek namų ūkių buvo laikinai sustabdyta dėl audros. Munroe naudojama metrika yra labai panaši. Bet ar jis į viską atsižvelgė?

Be namų ūkių, ekonomikai reikia įvairių energijos šaltinių daug kur daugiau, įskaitant: vyriausybėje gynybai ir teisėsaugai, kelių ar mokyklų statybai, ūkiuose skaniam maistui auginti ir fabrikuose sveikiems gėrybėms gaminti.. Nėra prasmės apriboti apskaičiavimą tik vartojimu piliečių namuose. (Tiesą sakant, Munroe skaičiavimai yra tokie supaprastinti, kad neįmanoma išsiaiškinti, kas tiksliai įtraukta į jo analizę. Atrodo, kad jis skaičiuoja tik tą energiją, kuri yra elektros lizduose.) Mano nepriklausoma analizė rodo, kad tiesiogiai namų ūkiuose JAV suvartojama tik apie trečdalis viso visų rūšių energijos kiekio. Likusią dalį sunaudoja privatus verslas ir valdžios institucijos …

G. Tverbergo pastaba:

Mano įvertinimas „apie trečdalį“yra pagrįstas PAV ir BP duomenimis. Kalbant apie elektros energiją, PAV duomenys rodo, kad JAV namų ūkiai sunaudoja apie 38% visos pagaminamos elektros energijos. Kalbant apie kurą, kuris nenaudojamas transportui ir elektros gamybai, tai apie 19 proc. Sujungus šias dvi kategorijas, matome, kad Amerikos namų ūkiai naudoja apie 31 % ne transporto priemonių degalų. Geriausi turimi transporto kuro duomenys yra BP naftos produktų statistika. BP duomenimis, 26% naftos visame pasaulyje sudeginama kaip variklinis benzinas. Jungtinėse Amerikos Valstijose apie 46 proc. Žinoma, dalis šio benzino nenaudojama buitinėms reikmėms: pavyzdžiui, policijos automobiliai dažniausiai yra benzininiai, kaip ir verslo naudojami maži sunkvežimiai. Be to, JAV yra pagrindinė pramonės prekių importuotoja iš Kinijos ir kitų šalių. Šiame importe esanti naudinga iškastinio kuro energija niekada nepatenka į JAV energetikos statistiką.

Tereikia pakoreguoti „Munro“skaičiavimus, kad į juos būtų įtraukta įmonių ir įstaigų sunaudota energija, o nurodytą keliolika gyvenamųjų namų turėsime iš karto padalinti į maždaug tris. Taigi, vietoj „energijos užtenka tau ir tuzinui kaimynų“, turite pasakyti: „energijos tau ir trims ar keturiems kaimynams“. Keliolika („viena eilė“, kaip pasakytų inžinieriai) kažkur išgaruos. Be to, socialinės energijos įtraukimas į skaičiavimus yra tik kelio pradžia. Kaip bus parodyta žemiau, norint visiškai sureguliuoti, reikia padalyti ne iš trijų, o iš daug didesnės vertės.

Kokios yra netiesioginės vėjo ir saulės atsinaujinančios energijos sąnaudos?

Yra keletas netiesioginių išlaidų:

(1) Energijos tiekimo iš atsinaujinančių energijos šaltinių sąnaudos yra daug didesnės nei kitų elektros energijos rūšių sąnaudos, tačiau daugelyje tyrimų jos laikomos lygiomis arba visos ekonomikos vidurkiu.

2014 m. Tarptautinės energetikos agentūros (IEA) atliktas tyrimas rodo, kad vėjo turbinų energijos perdavimo kaina yra maždaug tris kartus didesnė nei energijos iš anglies ar branduolinės energijos kaina. Didėjant vėjo ir saulės energijos gamybos pajėgumų daliai bendroje įrengtoje galioje, perteklinės sąnaudos rodo didėjimo tendenciją. Štai tik keletas priežasčių:

a) Poreikis nutiesti daugiau perdavimo linijų vien todėl, kad linijos turi būti suprojektuotos taip, kad atlaikytų žymiai didesnes didžiausias apkrovas. Energija iš vėjo paprastai pasiekiama (žr. nuorodą apie žaidimus su CFR) nuo 25% iki 35% laiko; saulė būna 10–25 % laiko. {M. Ya.: BP duomenimis, 2018 metais deklaruota instaliuota vėjo galia buvo panaudota 25,7%, saulės - 13,7%. Stebuklų nebūna.}. Vadinasi, šiems atsinaujinantiems energijos šaltiniams veikiant visa apkrova – pavyzdžiui, saulėtą ir vėjuotą dieną jie kaupia energiją hidroakumuliacinėje elektrinėje – reikia 3-4 kartus daugiau perdavimo linijų perdavimo pajėgumų, palyginti su nuolat generuojamomis galiomis.

b) AEŠ vidutiniškai turi didesnį atstumą tarp energijos gamybos taško ir vartotojo. Pavyzdžiui, palyginkite jūros vėjo turbinas, esančias 20–30 mylių atstumu nuo artimiausios bendruomenės, su tipine miesto šilumine elektrine.

(c) Palyginti su iškastinio kuro pajėgumais, vėjo ir saulės elektrinių energijos gamybą daug sunkiau prognozuoti – prisiminkite patarles apie neįtikėtiną šiuolaikinių orų prognozių tikslumą. Vadinasi, energijos dispečerinės išlaidos didėja.

(2) Padidėjus bendram elektros perdavimo linijų ilgiui, didėja darbo sąnaudos, reikalingos šioms linijoms išlaikyti tinkamos ir saugios būklės. Tai ypač gaila sausringuose ir vėjuotuose regionuose, kur delsiant prižiūrėti tokias linijas gali kilti gaisras.

Kalifornijoje dėl netinkamos elektros linijų priežiūros bankrutavo PG&E elektros sistema. Apsvarstykite, kaip PG&E inicijavo du „prevencinius“elektros energijos tiekimo nutraukimus, iš kurių vienas paveikė apie du milijonus žmonių. Teksaso energetikos pareigūnai praneša: „Mūsų valstijos elektros linijos per pastaruosius trejus su puse metų sukėlė daugiau nei 4000 gaisrų“. Verslas neapsiriboja vėjo turbinomis. Venesueloje gaisrai 600 kilometrų perdavimo linijoje tarp Guri hidroelektrinės ir Karakaso sukėlė vieną didžiulį elektros energijos tiekimo nutraukimą.

Žinoma, yra techninių galimybių. Patikimiausias būdas – požeminės elektros linijos. Netgi naudojant izoliuotą laidą (hidroliną), o ne pliką laidą, galima pagerinti saugumą. Tačiau bet koks techninis sprendimas turi savo kainą. Į šias išlaidas būtina atsižvelgti modeliuojant atsinaujinančių energijos šaltinių plėtrą iki „geidžiamiausio“.

(3) Norint pakeisti sausumos transportą į atsinaujinančią energiją, reikės didelių investicijų į infrastruktūrą. Žinoma, jei tik aukščiausias „aukštesnės viduriniosios klasės“sluoksnis naudosis elektromobiliais, tai nėra jokių problemų. Suprantama, kad turtingieji gali sau leisti ir elektromobilius, ir (šildomus) garažus/parkavimo aikšteles su tam skirtomis elektros jungtimis. Akivaizdu, kad turtingieji visada ras kokį nors būdą, kaip pakrauti savo akumuliatoriumi varomą automobilį be gausybės hemorojaus, o daugelis šių patogumų jau yra sandėlyje.

Bėda ta, kad mažiau turtingi neturi tokių pat galimybių. Beje, šie „ne patys vargingiausi“žmonės taip pat yra labai užsiėmę, be to, jie negali sau leisti valandų valandas laukti, kol pasikraus automobilis. Šiam vartotojų pogrupiui labai reikia nebrangių greito įkrovimo stotelių daugelyje vietų. Į greitojo įkrovimo infrastruktūros kainą greičiausiai reikės įtraukti kelių priežiūros mokesčius, nes tai yra viena iš išlaidų, kurios šiandien yra įtrauktos į variklių degalų kainas JAV ir daugelyje kitų šalių.

{Mes net nekalbame apie vargšus ir skurdžiausius visuomenės sluoksnius. Jų elektromobilis geriausiu atveju yra baterijomis varomas motoroleris. - M. Ya.}

(4) Trūkstant rezervinių pajėgumų, pertraukiamas elektros tiekimas padidina medžiagų gamybos sąnaudas. Plačiai manoma, kad su pertrūkiais generavimu galima gana nesunkiai susidoroti naudojant paprastas organizacines priemones, tokias kaip „plaukiojantys“dienos / savaitės / sezoniniai tarifai, „išmanieji tinklai“su buitinių šaldytuvų ir vandens šildytuvų išjungimu piko metu ir kt. Šie modeliai yra daugiau ar mažiau pagrįsti, jei sistemą daugiausia sudaro šiluminės elektrinės ir atominės elektrinės, o atsinaujinančių energijos išteklių dalis gamyboje matuojama pirmuoju procentu.

Situacija kardinaliai pasikeičia, jei atsinaujinančių energijos šaltinių dalis pradeda viršyti šiuos pirmuosius procentus. Mums reikia cheminių baterijų, kurios išlygintų kasdienes didžiausias apkrovas, ypač vakare, kai žmonės grįžta iš darbo ir nori pavakarieniauti, o saulė – ah-bėda – jau nusileido. Su vėjo jėgainėmis situacija dar prastesnė: ten energijos gamyba gali nuskęsti bet kada, ir ne tik dėl ramybės, bet ir dėl audros.

Akumuliatoriai gali padėti susidoroti su dienos ciklo trukme ir trumpalaikiais gedimais, tačiau atsinaujinantys energijos šaltiniai taip pat nutrūksta ilgiau. Pavyzdžiui, smarki audra su krituliais gali vienu metu bet kuriuo metų laiku kelioms dienoms sutrikdyti saulės ir vėjo energiją. Todėl, jei sistema veiks tik iš atsinaujinančių energijos šaltinių, pageidautina turėti energijos rezervą bent trims dienoms. Žemiau esančiame trumpame vaizdo įraše Billas Gatesas pesimistiškai vertina tokios „baterijos“dydį tokiam didmiesčiui kaip Tokijas.

Net ir dabar, kai atsinaujinančių energijos šaltinių dalis gamyboje yra palyginti nedidelė, neturime įrenginių, galinčių užtikrinti visą trijų dienų atsarginę kopiją. Jeigu pasaulio ekonomika pereis tik prie atsinaujinančių energijos šaltinių, o elektros suvartojimas vienam gyventojui, lyginant su dabartimi, vis tiek augs (elektromobiliai ir pan.), kodėl manote, kad sukurti trijų dienų nepertraukiamo maitinimo šaltinius taps lengviau?

Tačiau trijų dienų energijos kaupimas yra mažas, palyginti su sezoniniu ciklu. 1 paveiksle parodytas sezoninis energijos vartojimo modelis JAV.

1 pav. JAV energijos suvartojimas pagal metų mėnesį, remiantis JAV Energetikos departamento duomenimis. „Poilsis“yra bendra energija, atėmus elektros energiją ir transporto energiją. Apima: gamtines dujas šildymui, naftos produktus žemės ūkiui ir visų rūšių iškastinį kurą, naudojamą pramoninėje gamyboje (naftos chemijos produktai, polimerai ir kt.)

Saulės energijos gamyba Jungtinėse Amerikos Valstijose pasiekia aukščiausią lygį birželį, o žemiausia – nuo gruodžio iki vasario. Hidroelektrinės didžiausią galią pagamina per pavasario potvynį, tačiau kiekvienais metais jų galia skiriasi. Vėjo energija keičiasi nenuspėjamai.

Šiuolaikinė ekonomika negali susidoroti su elektros energijos tiekimo sutrikimais. Pavyzdžiui, norint lydyti metalus, temperatūra turi išlikti nuolat aukšta. Liftai neturėtų sustoti tarp aukštų vien dėl to, kad vėjo jėgainių parką užklupo audra. Šaldytuvai turi atvėsti, kad šviežia mėsa nesupūtų.

Yra du būdai, kuriais galima spręsti sezonines energijos problemas:

a) Atstatyti pramonę taip, kad žiemą mažiau energijos būtų suvartojama pramoninei gamybai, o daugiau liktų namų ūkio reikmėms. Lydykite aliuminį ir deginkite cementą tik vasarą!

b) Pastatyti didžiulius kiekius saugyklų, pavyzdžiui, hidroakumuliacinę elektrinę, kaupti energiją kelis mėnesius ar net metus.

Bet kuris iš šių būdų yra labai brangus. Kažkas panašaus į genų inžinerijos metodus, kaip sutvarkyti žmogų ant antrojo skrandžio. Kiek aš žinau, šios išlaidos iki šiol nebuvo įtrauktos į jokį modelį {Gailas klysta. David McKay sukūrė tokį modelį:

2 paveiksle parodytos didelės energijos sąnaudos, kurios gali atsirasti pridedant didelę energijos pertekliaus dalį. Šiame pavyzdyje sistemos suteikiama „švari energija“iš esmės išleidžiama rezervo darbinei palaikymui. ERoEI parametras lygina naudingą energijos išeigą su suvartojamos energijos kiekiu.

2 pav. Grahamo Palmerio ERoEI brėžinys, kaip pranešė Australijos energija.

2 paveiksle pateiktas pavyzdys apskaičiuotas Melburnui, kur klimatas gana švelnus ir nėra stipraus šalčio ar didelio karščio. Pavyzdyje naudojamas saulės baterijų ir „šaltojo budėjimo“cheminių baterijų derinys dyzelinių generatorių pavidalu. Saulės baterijos ir cheminės baterijos tiekia 95% elektros energijos sistemoje. Dyzelino generavimas naudojamas ilgalaikių pertraukų ir avarijų metu ir padengia likusius 5% suvartojimo. Jei avariniai dyzeliniai generatoriai bus visiškai pašalinti iš modelio, reikės daugiau saulės baterijų ir daugiau baterijų. Šios papildomos baterijos ir plokštės bus naudojamos itin retai, tačiau dėl to sistemos ERoEI sumažės dar labiau.

Šiandien pagrindinė priežastis, kodėl energetikos sistema nepastebi pertrūkių gamybos sąnaudų, yra nedidelė vėjo ir saulės energijos gamybos dalis. BP duomenimis, 2018 metais pasaulyje buvo pagaminta 26614,8 TWh elektros energijos (398 vatai momentinės galios vienam gyventojui). Vėjo indėlis buvo 1270,0 TWh (4,8%), saulės kolektorių - 584,6 (2,2%). Bendras energijos srautas sudarė 13 864,4 mln. tonų naftos ekvivalento (1 816 kg naftos ekvivalento vienam karkasui per metus), iš jų 611,3 mln. tne iš branduolinio kuro. Vėjo dalis šiame didžiuliame apimtyje yra 287,4 mln. tne (2,1 proc.), saulės elektros – 132,2 (1,0 proc.). Vėjo ir saulės baterijos kartu davė kiekvienam žemės gyventojui 1,5 automobilio dujų bako ekvivalentą: šiek tiek mažiau nei 56 kg sąlyginės alyvos.

Antroji priežastis, kodėl elektros sistema dar nepastebi atsinaujinančių energijos šaltinių sąnaudų, yra ta, kad šios papildomos sąnaudos paskirstomos viso energijos vartojimo paketo sąnaudoms, įskaitant daugiasluoksnio rezervavimo paslaugas naudojant tradicinius gamybos šaltinius (anglis, gamtinių dujų ir atominių elektrinių). Pastarieji yra priversti teikti rezervinius pajėgumus, įskaitant „karštą“rezervą, be tinkamo išlaidų kompensavimo. Tokia praktika sukuria didelių problemų gaminančioms įmonėms, o rezerviniai pajėgumai negauna tinkamo finansavimo. Tradiciniai energetikai priversti kūrenti dujas nemokamai, neparduodami nei vienos kilovatvalandės, tik tam, kad blankiai žali kolegos galėtų parduoti vėjo ir saulės kilovatvalandes už priimtiną kainą ir su priimtinu bendru elektros sistemos patikimumu.

Jei pagal ambicingus žaliųjų planus iškastinio kuro naudojimas staiga nutrūks, visi šie rezerviniai ir baziniai pajėgumai, įskaitant atomines elektrines, išnyks. (Branduolinio kuro gavyba, kaip bebūtų keista, priklauso ir nuo iškastinio kuro.) AEI staiga teks sugalvoti, kaip rezervuoti pajėgumus už savo pinigus. Tada nenutrūkstamo problema tampa neįveikiama. Strateginės naftos, naftos produktų, anglies, urano atsargos gali būti saugomos metų metus, be to, su nedideliais nuostoliais ir santykinai nebrangiai; požeminių dujų saugyklų eksploatacija yra šiek tiek brangesnė; pagamintos elektros energijos saugojimo sąnaudos – tiek hidroakumuliacinėse elektrinėse, tiek cheminėse baterijose – yra neįtikėtinai didžiulės. Į pastarąsias įeina ne tik pačios sistemos kaina, bet ir neišvengiami elektros nuostoliai siurbiant hidroakumuliacinę elektrinę ir įkraunant baterijas.

Tiesą sakant, tradicinių pajėgumų finansavimo trūkumas, susijęs su AEI prerogatyva investuoti, kai kur jau tampa neįveikiama problema. Ohajas neseniai nusprendė sumažinti atsinaujinančių energijos šaltinių finansavimą ir teikti subsidijas atominėms elektrinėms ir anglimi kūrenamoms elektrinėms.

(5) Vėjo turbinų, saulės baterijų ir cheminių baterijų šalinimo išlaidos beveik niekada neatsispindi projektų išlaidų sąmatose.

Panašu, kad energetiniuose modeliuose vyrauja įsitikinimas, kad vėjo jėgainės, plokštės ir kelių tonų akumuliatoriai, pasibaigus jų eksploatavimo laikui, savaime ištirps gamtoje. Net jei į sąmatas įtraukiamos išvežimo išlaidos, dažnai manoma, kad išmontavimo kaina bus mažesnė nei metalo laužo kaina. Jau dabar atrandame, kad kompetentingas panaudotų atliekų šalinimas yra brangus malonumas, o energijos sąnaudos perdirbimui (ypač metalams ir puslaidininkiams) dažnai yra didesnės nei visa energija, parduodama vartotojams eksploatuojant įrenginį.

(6) AEI nėra tiesioginis daugelio įrenginių ir procesų, kuriuos šiandien aktyviai naudojame, pakaitalas. Atsinaujinančių energijos šaltinių eksploatacijai reikalingų dalykų sąrašas yra ilgas, ir didžioji šio sąrašo dalis bent kol kas yra pagaminta tik naudojant iškastinį kurą. Geras pavyzdys yra sraigtasparnio vėjo turbinos priežiūra. Tik nemėginkite mūsų įtikinti, kad sunkiasvoriai sraigtasparniai gali skristi ir su akumuliatoriais! Daugelis šių procesų ar įrenginių nepasikeis bent jau artimiausius 20 metų, o tai reiškia, kad atsinaujinančios energijos sistemų veikimui reikės iškastinio kuro.

Be atsinaujinančių energijos šaltinių aptarnavimo, yra ir daugybė kitų procesų, kuriuose iškastinio kuro pakaitalo nėra ir tai nematoma ateityje. Plienas, trąšos, cementas ir plastikas yra keturi pavyzdžiai, kuriuos Billas Gatesas mini savo vaizdo įraše. Taip pat paminėsime asfaltą ir daugumą šiuolaikinių vaistų. Turėsime daug ką pakeisti ir išmokti apsieiti be daugelio įprastų gėrybių. Neįmanoma nutiesti nei kelio, - na, ko gero, su trinkelėmis - nei modernaus daugiaaukščio, naudojant vien atsinaujinančius energijos šaltinius. Tikriausiai kai kurias medžiagas galima pakeisti mediena, tačiau ar medienos užteks visiems ir pasaulis susidurs su masinio miškų kirtimo problema?

(7) Tikėtina, kad perėjimas prie atsinaujinančios energijos užtruks ne 20 metų, kaip rožinėse žaliųjų prognozėse, o 50 ar daugiau metų. Tuo metu vėjo ir saulės energija bus naudinga iškastinio kuro ekonomijai, tačiau atsinaujinantys energijos šaltiniai negalės pakeisti iškastinio kuro. Tai taip pat padidina išlaidas.

Kad iškastinio kuro gamyba būtų tęsiama artimiausioje ateityje, ištekliai ir pinigai turės būti išleisti maždaug tokiu pat greičiu kaip ir šiandien. Iškastiniam kurui tiekti vis dar reikia infrastruktūros: vamzdynų, naftos perdirbimo gamyklų ir apmokytų specialistų. Kalnakasiai, naftininkai, dujininkai, šiluminių elektrinių ir atominių elektrinių operatoriai ir daugelis kitų „tradicinės orientacijos“energetikos darbuotojų kažkodėl nori gauti atlyginimą ištisus metus, o ne tik staiga ištikus. sninga ir saulės kolektoriai laikinai… Kasybos įmonės privalo sumokėti paskolas, anksčiau gautas esamų objektų statybai. Jei gamtinės dujos bus naudojamos kaip žiemos rezervas, reikės naujų požeminių saugyklų. Net jei gamtinių dujų naudojimas sumažės, tarkime, kategoriškais 90 proc., tai išlaidos personalui ir infrastruktūrai – dažniausiai fiksuotos ir mažai priklausomos nuo siurbimo apimties – sumažės daug mažesniu procentu, tarkime, 30 proc..

Viena iš priežasčių, kodėl perėjimas prie atsinaujinančios energijos bus ilgas ir skausmingas, yra ta, kad daugeliu atvejų nėra net užuominos, kaip nulipti nuo „naftos adatos“. Būtina keisti technologijas, o tam - išrasti kažką naujo. Išradus technines naujoves reikia išbandyti tikruose įrenginiuose. Pabandžius, jei viskas tvarkoje, reikia pastatyti ir įkurti technologines linijas masinei naujų prietaisų gamybai. Tikėtina, kad ateityje teks kažkaip kompensuoti esamų iškastiniu kuru varomų įrenginių ir technologijų savininkams negautas pajamas ar priešlaikinio įrangos keitimo išlaidas. Pavyzdžiui, atleiskite ūkininkams už paskolas, išleistas traktoriams ir kombainams su vidaus degimo varikliais įsigyti. Jei tai nebus padaryta, ekonomika žlugs dėl blogų skolų. Tik sėkmingai įgyvendinus visus šiuos žingsnius galime kalbėti apie realų perėjimą prie naujos technologijos. Ir taip – kiekvienai konkrečiai technologinei grandinei!

Šios netiesioginės išlaidos verčia susimąstyti, ar yra prasmės skatinti platų vėjo ir saulės naudojimą energetikos sektoriuje. Atsinaujinantys energijos šaltiniai gali sumažinti išmetamo CO2 kiekį tik tada, kai jie iš tikrųjų pakeičia iškastinį kurą gaminant elektros energiją. Ir jei atsinaujinanti energija yra tik politiškai korektiškas sistemos, kuri ir toliau ryja iškastinį kurą, priedas, ar verta stengtis?

Ar vėjo ir saulės energijos ateitis geresnė nei iškastinio kuro ateitis?

Vaizdo įrašo pabaigoje Randallas Munroe sako, kad vėjo ir saulės energijos yra be galo daug, o iškastinis kuras yra labai ribotas.

Paskutiniame pareiškime visiškai sutinku su Munro. Iškastinis kuras yra labai ribotas. Taip yra todėl, kad mums prieinami tik natūralūs energijos šaltiniai, kurių gavybos kaina yra palyginti nedidelė.

Gatavų produktų, pagamintų naudojant iškastinį kurą, kainos turi išlikti pakankamai žemos, kad pagrindinis vartotojas galėtų juos įpirkti. Kai bandome išleisti į apyvartą išteklius su padidėjusiomis gavybos sąnaudomis, masinė paklausa pereina nuo pasirinktinių prekių (tokių kaip automobiliai ar išmanieji telefonai) prie kasdienių prekių (tokių kaip maistas, šildymas ar drabužiai). Sumažėjus pasirinktinių prekių paklausai, susidaro perteklinės atsargos ir mažėja jų gamyba. Kadangi automobiliai ir išmanieji telefonai gaminami naudojant kitas prekes, įskaitant iškastinį kurą, sumažėjusi šių prekių paklausa sukelia {MJ: paslėptas} defliaciją, įskaitant sumažėjusį energijos poreikį (ir kainas). Todėl resursų kaina balansuoja ant pleistro „jau toks brangus, kad mažai kas gali sau leisti“ir „jau taip pigu, kad tu kasi nuostolingai“, o viską kontroliuoja naujų energijos telkinių buvimas (tiksliau nebuvimas). priimtina gavybos kaina. Panašu, kad nuo 2008 metų didžiąją laiko dalį buvome tokioje būsenoje, išgyvename realių naftos ir kitų išteklių kainų kritimą.

{(M. Ya.: latentinę defliaciją slepia pinigų emisija, pvz., „Ekonomika lėtėja, meskime Kuycovą kuo greičiau!“)}

3 pav. Vidutinė savaitės sumažinta naftos kaina, pakoreguota pagal infliaciją, remiantis PAV neatidėliotinomis naftos kainomis ir JAV miestų VKI.

Atsižvelgiant į šią logiką, sunku suprasti, kodėl atsinaujinantys energijos šaltiniai turėtų veikti geriau arba ilgiau nei iškastinis kuras. Jei AEI kaina be subsidijų bus didesnė nei iškastinio kuro, AEI nevystys. „Tai jau taip brangu, kad nedaugelis gali sau tai leisti“. Jeigu subsidijuosime atsinaujinančius energijos šaltinius, atsiribodami nuo tradicinės energetikos, tai tradicinė energetika nustos vystytis: „ji jau tokia pigi, kad išgauni nuostolingai“. Kaip parodyta pirmiau, AEI artimiausioje ateityje negali vystytis nenaudojant iškastinio kuro (pavyzdžiui, vėjo turbinų atsarginėms dalims gaminti arba elektros linijų statybai / remontui). Taigi išvada: atsinaujinančių energijos šaltinių plėtra neišvengiamai ims lėtėti tiek su subsidijomis, tiek be jų.

Ar mes per daug tikime modeliais?

Idėja naudoti atsinaujinančius energijos šaltinius skamba patraukliai, tačiau pavadinimas klaidina. Dauguma atsinaujinančių energijos šaltinių – išskyrus malkas, antrinį biokurą (šiaudus, pyragus) ir mėšlą – savaime neatsinaujina. Tiesą sakant, atsinaujinantys energijos šaltiniai labai priklauso nuo iškastinio kuro.

{M. Ya.: saulė ir vėjas, jie, žinoma, yra praktiškai amžini, bet plokštės, akumuliatoriai, patefai ir net hidroelektrinės / hidroakumuliacinės elektrinės jokiu būdu nėra amžinos. Dvidešimt, trisdešimt, na, šimtas metų – LŪŠA! Skaitome iš Kapitsa Sr.:.}

Įdomu tai, kad IPCC klimato modeliuotojai ir kiti klimato kaitos baidyklės, atrodo, yra visiškai įsitikinę, kad atgaunami iškastinio kuro ištekliai Žemėje yra, jei ne neišsenkantys, bet labai dideli. Tiesą sakant, tai, kiek iškastinio kuro iš tikrųjų galima laikyti „atgaunamu“, yra viena iš pagrindinių modeliavimo problemų, todėl šią problemą reikia atidžiai išnagrinėti. Tikėtina, kad būsimos gamybos apimtis labai priklausys nuo esamos ekonomikos sistemos stabilumo, įskaitant pasaulio ekonomikos globalizacijos modelio stabilumą. Tikėtina, kad pasaulinės sistemos žlugimas greitai sumažės iškastinio kuro gamyba.

Baigdamas norėčiau pabrėžti, kad atsinaujinančios energijos socialinė kaina reikalauja kruopštaus analizės. Tradicinės energetikos (ypač naftos gavybos) išskirtinis bruožas visada buvo didžiulės pelno maržos. Iš šių didžiulių tarifų per mokesčius vyriausybės gavo pakankamai lėšų gyvybiškai svarbiems, bet nepelningiems ekonomikos sektoriams remti. Tai viena iš fizinių ERoEI apraiškų.

{M. Ya. ERoEI socialinis ir standartinis ERoEI, skaitykite čia:}

Jeigu vėjo ir saulės energija tikrai turėtų tokį aukštą ERoEI, kaip skaičiavo kai kurie šalininkai, tai šiems AEI nereikėtų subsidijų: ne tik piniginių, bet ir organizacinių, valstybės lengvatų pavidalu. Tuo tarpu tikrasis AEI ERoEI, kiek žinome, yra toks, kad apie AEI apmokestinimą planuotų nuostolingų ūkio sektorių naudai nėra nė kalbos. Galbūt mokslininkai per daug tiki savo supaprastintais modeliais.

Pagalba apie KIUM:

Komentaruose nuslydo, kad vietoj frazės „galia yra“(galios įvestis yra), būtina naudoti santrumpą ICUF (Installed capability use factor). Paaiškinkime, kad santrumpa KIUM NEGALIMA naudoti. Pasaulyje yra bent trys saulės kolektorių ir vėjo turbinų parametro „vardinės įdiegtos galios“skaičiavimo metodai:

Sąlygiškai „kiniškas“. Ar skydelyje galinėje pusėje parašyta "1kW" (maksimali galia)? Sumontuota 1000 plokščių, tai reiškia, kad nominali instaliuota galia yra 1 MW. Jūs netgi negalite prisijungti prie tinklo. Ar plokštės (ant stulpų)? Taigi jie yra „įdiegti“! Tiesa, jei neprisegsite, tada ICUM pasirodys 0, tačiau kinams tokios smulkmenos nerūpi.

Sąlygiškai „Europos Sąjunga“. Prie 550 kW keitiklio pagal projektą buvo prijungta 1000 plokščių po 1 kW. Tai reiškia, kad nominali instaliuota galia yra 0,55 MW. Virš galvos – atsiprašau, sistemos kliūtis – tu negali šokinėti. Tai pati teisingiausia skaičiavimo technika, tačiau ji naudojama ne visur. Na, o išėjimo elektros linija turėtų būti 0,55 MW, nepaisant to, kad per dieną keitiklis puikiai išleis apie 0,22 MW, o sningant - nulis.

Sąlygiškai „JAV“. 1000 1kW plokščių Šiaurės Kalifornijoje buvo prijungtos prie 950kW keitiklio. Vidutinis metinis insoliacijos koeficientas šioje konkrečioje vietoje yra 0,24. Tai reiškia, kad nominali instaliuota galia yra 0,24 MW. Labai sėkmingais metais, jei nėra sniego, galima pagaminti 2,3 GWh, o ICUM = 108%!