Как батарейки сожрали зелёную энергетику
Регулярно в блогосфере появляются статьи сторонников и противников солнечной и ветроэнергетики – но к позициям обеих сторон можно легко придраться. Сторонники зелени всегда приводят конкретный местечковый эффект дешевизны солнечной энергии в каком-нибудь конкретном месте, за что их закономерно пинают за не масштабируемость эффекта на более-менее существенную территорию.
Противники приводят расчеты как теоретически должно быть дорого и экономически неэффективно использовать Ветро-солнце-энергетику с учетом хранения, трансформации и текущей КПД генерации, напоминая противников персональных компьютеров в 1970-80-ых (Напомню – тогда звучали фразы про то, что “какой дурак поставит себе домой большой компьютерный шкаф, предназначенный для определенных профессиональных задач”). То есть их позиция часто нивелируется простым доводом, что прогресс не стоит на месте и то, что сейчас стоит 1 доллар через лет десять будет стоить за счет развития технологий уже несколько центов, либо давать раз в 10 больше энергии на тот же доллар.
Я хочу взглянуть на проблему несколько с другой стороны. Вообще реально ли без революции в технологиях на данный момент заменить углеводородную энергетику на зеленую, хотя бы теоретически.
Общая мощность всех “не возобновляемых” электростанций (то есть работающих на углеводородах и расщеплении атома) около 20 ТВт. Источники, кстати тут расходятся несколько в показаниях, но нас интересует скорее порядок – будет это 10, 15 или 20 ТВт – не так существенно.
При текущих КПД солнечных панелей (15-18% по последним данным) и средней мощности солнечной энергии на поверхности земли (600 Вт / м2 – тут кстати данные иногда приводятся для солнечного дня в США – там около 1000-1200 Вт, но мы возьмем среднее для Земли все-таки) получаем, что для замены всех грязных электростанций на красивые стеклянные панельки нам потребуется замостить около 54 000 км2 земли.
Это не так много – вообще говоря только 0,03% суши. Только пустыни занимают около 11% суши, так что ни ущерба плодородию ни экономике это не нанесет.
Только сегодня читал опасение, что изменения климата связаны с тем, что солнечных панелек слишком много. Но в рамках солнечного 11-летнего цикла светимость солнца уменьшается на 0.1%. Мы говорим про величину в три раза меньшую. При этом, солнечная панель конечно отражает не 100% падающего на нее света, так что реально потери в тепле будут еще меньше. С учетом того, что средняя температура на планете таки немного растет (потепление из-за действия человека, или из-за естественного цикла – вопрос отдельный) не факт, что это сильно навредит.
Может ли человечество осилить производство такого количества панелей? Если речь про последнее поколение на основе гибридных перовскитов, то да – там нет никаких редких металлов.
А вот теперь вспомним таки про циклы день-ночь и про необходимость энергию копить и хранить. И вот тут начинаются проблемы. Потому что без фантастической революции в аккумуляторах хранить такой объем энергии негде.
Текущие мощности производства редких металлов, необходимых для аккумуляторов, находятся на максимуме возможной мощности и еле-еле могут обслуживать текущий объем батарей электромобилей. Тут две зеленых технологии канибализируют друг друга.
Вообще очевидно, что развитие и робототехники и электромобилей и зеленой энергетики сдерживается только текущим развитием технологий в области хранения энергии. Как только происходит революция в этой области (не плавное развитие технологий, а вот прямо революция) – это даст развитие всем перечисленным областям. До изобретения радикально новых технологий хранения энергии перспектив у зеленой энергетики просто нет. Во-первых, дефицит металлов вздует цены на них так, что аккумуляторы становятся золотыми и даже если солнечную панель будут бесплатно дарить, стоимость солнечной энергии (как и ветро) будет зашкаливать. Во-вторых, металлов просто тупо не хватит для глобального перевода электроэнергетики на зеленые рельсы.
То есть тема ветро-зеленой энергетики пока всегда будет оставаться местечковой и может даже показывать отличные результаты в рамках отдельно взятого аула, но тупо не масштабируется в масштабе более-менее развитой страны.
Если рассуждать здраво, то выработку электроэнергии перевести на солнечные батареи можно, и это нетрудно. Для этого надо лишь закольцевать системы в рамках всех континентов, что исключит необходимость использования большого количества батарей из-за перетока суточной нагрузки. В единой энергосистеме СССР так и было. Но разве национальные государства на это пойдут? Ведь это означает утрату т.н. суверенитета. А домининтные обезьяны, находящиеся на вершине местной пирамиды, лучше сдохнут, чем совершат такое. И даже если ныне живущее поколение обезьян сделает это, то следующее непременно разрушит. Потому что “лучше быть первым в Бетике, чем вторым в Риме”. Потому что лучше быть президентом в хлам разрушенной Сомали, чем губернатором процветающей провинции английской империи. Ну и конечно, какой ты президент США/КНР/РФ, если тебе другие могут выключить свет? Это же нестерпимо!
Наверное, именно поэтому вариант с передачей, а не хранением энергии в статье даже не рассматривается.
Они не рассматриваются еще и потому, что потери при таких перетоках – а речь идет о дистанции примерно 15.000 км (с ночного полушария на дневное) – колоссальны.
На ЛЭП-500 теряется 10% мощности на каждых 2300 км линии. В общем, ЛЭП-500 длиной в 15 тык превратит в тупой нагрев воздуха больше половины мощности, которую в нее запихнут.
О том, сколько стоят ЛЭП, опоясывающие Землю и имеющие пропускную способность, достаточную для питания половины полушария – сами можете догадаться. Это полное пэ.
И пара слов об экономных коммунистах, придумавших перетоки электричества.
Прямо сейчас в РФ линии на 330 – 500 кВ теряют (превращают в тепло и гудение) примерно 25% от поданной в них мощности. Это в среднем по РФ. На линиях в 35 – 110 кВ потери составляют уже около 43% от поданной энергии, и эти линии обеспечивают просирание в никуда примерно ТРЕТИ от вырабатываемой в РФ электроэнергии.
Вдумайся – одни только линии 35 – 110 кВ своими потерями обесценивают треть установленной мощности электростанций.
Всё это дерьмо топологически досталось от СССР, и при оном СССР потери были еще больше, поскольку энергия перетекала на бОльшие расстояния и в бОльших количествах.
Другими словами, идею об энергоперетоках придумали либо люди, плохо понимающие в электросетях, либо прямые вредители.
И именно поэтому сейчас в РФ лихорадочно вводятся электростанции на газовых турбинах – которые позволяют широкий маневр мощностью. Эти самые газовые блоки просто снижают мощность или вовсе выключаются – вместо того, чтобы гонять энергию по проводам на тысячи километров. Потому что гонять по проводам на тыщи километров – это значит топить печку ассигнациями. Буквально топить, потому что рабочая температура проводов современных ЛЭП – 210°С. Они не обмерзают даже при -60 в Оймяконе.
Теслу ннада воскрешать. Он по воздуху п — “пыщ-пыщ” передачу исделал бы п.
Или Жюля Верна, чтобы создал проект просверления Земли насквозь. Так ЛЭП будет гораздо короче, следовательно, и потери сократятся.
Ну что вы. На дальности свыше 1000 км применяется постоянный ток 1 млн. вольт. Потери – менее процента. Прибл. 5 квт на 1 км, т.е. 5 Мвт на 1 000 км. Что немного. И применяется именно на морских ветродуях и солнечных станциях, т.к. навтыкать ветряков и солнечных батарей для компенсации потерь совсем несложно и недорого. Сухих и солнечных участков на Земле много. Все эти Сахары, Гоби, Мохавы, Австралии и пр. можно утыкать батареями так, что все эти потери на передаче будут компенсированы. Потери в передаче имеют значение лишь при потреблении станциями топлива, за которое надо платить – уголь, газ, уран, вода. Тогда да, выгоднее воткнуть станцию ближе к потребителям. А так – ну затратили вы немного больше денег, воткнув еще километр зеркал. Ничего страшного. А перетоки ввели не потому, что люди были тупыми, а потому, что маневр мощностью для угольных или атомных станций недоступен. Проекты эти есть, они просчитаны и доказано, что так дешевле, чем строить ГЭС/АЭС и т.д. Не говоря уж об экологии. Но неосуществимы, как я говорил, из-за позиций доминирующих обезьян. Как же, это ж придется вводить единый всепланетный тариф на электричество. Гевалт! Как же немецкое правительство будет тогда своих граждан при таком раскладе грабить, а южноамериканцы – субсидировать?
Большевики вас обманули. ЛЭП-1150 имеет потери 10% на каждые 4100 км. Это лишь вдвое лучше, чем у ЛЭП-500. Дело в том, что при таком напряжении – и особенно при постоянном токе – стремительно возрастают потери на коронные разряды. При этом сама ЛЭП – просто “золотая”, стоимость ее строительства и эксплуатации колоссальны.
Именно поэтому после постройки участка Экибастуз — Кокшетау и получения первых реальных результатов эксплуатации линии ЛЭП-1150 НИКТО И НИГДЕ больше такого дерьма не строил.
Более того – в настоящий момент и эта линия работает под напряжением 500 кВ. Она существует, но напряжение снижено до вот такого.
Протяжённость участка — 432 километра, установлена на электрических опорах со средней высотой 45 метров. Применяется расщепление фаз: каждая фаза состоит из 8 проводов, образующих в сечении правильный восьмиугольник. Вес проводников приблизительно 50 тыс. тонн.
И да – эта линия на переменном токе. Запуск кусочка 750 кв на постоянном токе (в районе Волги) немедленно продемонстрировал его практическую непригодность для эксплуатации – при любом дожде или даже тумане линию просто коротило. А тоже ведь планы были наполеоновские – 2414 километров, 4000 опор высотой 41 м и более. В реальности – поставили опор на пару сотен км, по которым потом пробросили обычную ЛЭП-500.
То есть в реальной жизни ЛЭП-1150 не существует. Это был неудачный эксперимент, очередной советский просер денег. Начиналось-то всё пафосно – создание электропередачи СВН 1150 кВ Сибирь — Казахстан — Урал по трассе уже существующих ЛЭП-500.
Однако в реальности трансформаторы на 1150 кВ на российских ПС Челябинская и ПС Алтай (в сторону Экибастуза) не были установлены, участки Экибастуз — Барнаул (Алтай) и Костанай — Челябинск с самого начала работали на напряжении 500 кВ. Казахский участок Экибастуз — Кокшетау — Костанай около двух лет работал на номинальном напряжении 1150 киловольт, однако потом было принято решение и его переключить на напряжение 500 кВ.
На казахском участке пять из восьми проводов сняты; на российских участках провод сохранен.
Нигде больше в мире ЛЭП-1150 нет, потому что эта дурь себя не оправдала. И ЛЭП-750 на постоянном токе тоже нету, а миллион вольт постоянки никто даже не пытался строить. Из постоянок реально эксплуатировалась сколько-то длительно только высоковольтная линия постоянного тока Волгоград-Донбасс с напряжением 400 киловольт (в совке некоторые называли ее 800 киловольт – но это враки, там относительно земли по 400 киловольт на провод). По состоянию на декабрь 2014 года линия для передачи электроэнергии не используется. В марте 2015 года планировался вывод линии из эксплуатации с последующим демонтажем. На Волжской ГЭС преобразовательное оборудование уже демонтировано, но на линию подают 220 киловольт, чтобы хохлы не украли провода.
Широко используются линии ЛЭП-500 на переменном токе, и это – предел напряжения из реально применяемого.
А еще от СССР России досталась такая чудесная хреновина, как Вставка постоянного тока Выборг. Это штуковина, которая делает из переменного постоянный ток на 85 киловольт, который передается на 200 метров в Финляндию, и там превращается в переменный 400 киловольт, который и уходит для питания финнов по ЛЭП-400.
Знаешь, зачем это сделано? Чтобы не синхронизировать сети переменного тока СССР и Финляндии.
Т.е. ни Baltic Cable, ни Kontek, ни прочие не существуют? Это печально. Потери на экибастузской линии составляли ок. 280 МВт на 5000 МВт передаваемой мощности. Что до миллионников, точнее, так и не построенной толком линии на 1,5 млн вольт постоянного тока, то ее строительство, как я подчеркнул, целесообразно при длине передачи более 1000 км, желательно – не менее 1200 км и при отсутствии на линии боковых ответвлений – вот через моря-океаны как раз. С Волжской линии, кстати, и охранные 220 кв сняли, как только местные донбасские обезьяны задоминантили.
Baltic Cable – это 450 киловольт. И всего 250 километров. Причем правда состоит в том, что 450 киловольт постоянного тока идут только 8 километров ПО ПОДВОДНОМУ КАБЕЛЮ, а вся остальная надземная часть – это 380 киловольт ПЕРЕМЕННОГО тока. Ага. Это сначала планы были всё сделать на кабеле с постоянкой – а как посчитали цену, так сразу и ограничились кусочком кабеля, а остальное воздушкой 380 на переменке.
Вот в этом-то и главный корень всего. Постоянный ток высокого напряжения – хорош для подводных и подземных кабелей, когда проблема коронного разряда устраняется радикальными средствами.
Kontek – это 400 киловольт. И всего 170 километров, причем снова монополярного подводного и подземного кабеля. Причем сами же строители говорят, что выгоднее было поставить обычную надземку на переменном токе – но вот захотелось властям, чтобы линия была спрятана, и чтобы через всякие морские участки не шагали огромные опоры на островах.
Теперь по потерям. Если верна твоя цифра 280 МВт потерь на 5000 МВт передаваемых – это 5.6%, и это потери на кусочке меньше 500 километров. То есть в разы больше того, что я называл. Я утверждал, что правильно спроектированная ЛЭП-500 имеет 10% потерь на 2300 км. линии (но это, конечно, без учета трансформаторов, только сама линия), такие же потери ЛЭП-1150 должна была иметь на 4100 км.
Собснно, оп чем спор? Перегонять энергию имеет смысл в двух с половиной случаях : атомная станция, парогазовая установка (обычно присутствует на АЭС и практически всегда на газовой генерации больших мощностей, но там схема 2+1/3+1) и ГЭС, т.е. там, где маневр мощностью затруднен или практических невозможен (как на ГЭС я хз), об этом увколл Henren сказал чуть ранее.
И в дополнение и подтверждение моих слов – ЛЭП такого рода существовала в СССР. Но при распаде часть ее оказалась на территории незалежной казахии. Где она была немедленно продана пиндосам на лом, и экибастузские ТЭС – тоже. Не от хорошей жизни РФ вынуждена была строить новые дороги и ЛЭП в обход укропии, казахии и прочих обезьяньих скакуасов. Тратя на это деньги. Так что проект бессмысленен, повторюсь, не из-за технических проблем, а из-за того, что в правительствах сидят гамадрилы, с удовольствием показывающие нижестоящим самцам и самкам свои красные задницы.
Ненене!
Ннада, панимаиш, всйо на новый уровЕнь пыднять.
Предлагайу новую фишку — погружные эл/станции. Они давно уже извесны, тока щас ннада погигантомайнеть. Ита-а-ак, делаем погружные эл/станции и окунаем их в Голфстрим!
И другие океанические течения. А ветрогенераторы — приматываем к ерастатам и поднимаем до ламинарных течений стратосферы.
Што, съеле скептике?
Ета будуд бесконешный вертяк и бесконешный гидряк!