• ...
Дискуссия Новая   174

Тред №282592

07 дек 2010 в 02:03   mozgi
Ветка: Материально-технический анализ экономики (МТА)
Цитата: alexsword
1.  Справка.

Пустыня Сахара. Основа растительного покрова — многолетние засухоустойчивые злаки и кустарники с обширной и глубокой (до 15—20 м) корневой системой, а также эфемеры, развивающиеся после выпадения дождей... Растительный покров почти повсеместно испытал сильное воздействие деятельности человека (выпас скота, сбор полезных растений, заготовка топлива и т. п.). В результате хищнического уничтожения растительности и распашки лёгких песчаных почв подвижные пески наступают на оазисы.

Я не эколог, но резонно предположить, что при уничтожении этого покрова и его корневой системы, пустыня резко ускорит свое продвижение по окрестностям.

А вообще при размещении фотолементов исключительно в пустынях, будут большие потери при передачи электроэнергии энергию к промышленным центрам, география размещения которых привязана к месторождениям.

Энергия не обязательно рассеивается и, в химической промышленности, например, может законсервироваться в связанном виде (как пример - фотосинтез).  Смотри химическую термодинамику.  

Кроме того при создании гипотетической батарии значительной площади, будут нарушены существующие климатические и пищевые цепочки и взаимосвязи.   Создав гигантскую по площади "темную стороны Луны" в Сахаре, Вы получите непресказуемые последствия для соседних регионов, и даже если вся полученная энергия высвободится в виде тепла на заводе, где-нибудь в Индии, легче от этого в Италии не станет, откуда "темная сторона Луны" будет высасывать тепло как пылесос.

При этом львиная часть энергии сгенерированной солнечными батареями, будет уходить на их собственное воспроизводство и плановую замену.  Чем эта движуха лучше обычного фотосинтеза, и чем такая цивилизация лучше времен охоты и собирательства - мне непонятно.   У цивилизации, сделавшей ставку на солнечную энергетику, просто не будет особо ресурсов решать еще какие-либо задачи, кроме как заниматься воспроизводством батарей.  По мне уж лучше грибы и ягоды собирать.



Насчет цветущих садов в Сахаре, спорить желания не имею, это пустое, поверьте. В пустыне я бывал, и представляю себе количество растений на квадратный километр. Объемы фотосинтеза там ничтожны.

Соглашусь с тем, что фотосинтез является одной из наиболее эффективных форм преобразования и запасения энергии, однако одним фотосинтезом человечество сыто не будет, увы. Либо, добро пожаловать в каменный век. Добывать электричество эффективным образом из фотосинтеза человечество не научилось (спирт, биотопливо и пр, есть низкоэффективные методы перевода запасенной фотосинтезом энергии в тепло и электричество). Да и задача у нас, получить энергию и передать ее, а не законсервировать. Так что призывать к увеличению объема фотосинтеза на единицу освещаемой площади преждевременно. Это как раз следует из очень удачно упомянутой химии и термодинамики. Мне, к счастью, посчастливилось изучать термохимию так что я сейчас буду несоглашаться. Очень грубо и на пальцах правда прикинем процессы и энергозатраты/выход, но от этого суть не изменится.

Что является самым энергозатратным производством нынче? Не секрет - это выплавка алюминия. Здесь, правда термохимию даже привлекать не понадобится, достаточно общей физики. Сначала мы плавим руду, затем отливаем алюминиевые болванки. Сначала изменяем агрегатное состояние вещества из твердого в жидкое, затем обратно. Как известно при первом превращении энергия поглощается, при втором - выделяется. Так, что за малым исключением практически всю энергию, которую мы затратили, мы в процессе застывания алюминиевых чушек выделили в окружающую среду в виде тепла.

Однако перейдем к химии. Наиболее массовым производством, наверное это ни для кого не секрет, является производство топлива из нефти. И тут совсем интересная штука. В химии пользуются понятием энтальпия (не путать с энтропией), суть которой есть сумма внутренней энергии системы и работы, затраченной на некое взаимодействие с внешней средой, после которого установилось данное состояние системы, характеризующееся неким давлением и объемом. Так вот, энтальпия образования октана например (из свободных углерода и водорода) равна 208 кДж/моль. Т.е. на килограмм получим 1824 кДж. Однако никто, в трезвом уме, создавать из углерода и водорода октан не станет. Но энтальпию образования запомним, для сравнения так сказать. Так вот в мире, насколько я знаю, пользуют крекинг процесс, (там их есть масса и термо и каталитических и прочих). В этом процессе занимаются тем, что разрывают связи углерод-углерод длинных углеводородов. Соответственно затрачивают энергию. Энергия связи углерод-углерод около 340 кДж/моль. Но энтальпия реакции зависит от условий, температуры и давления. Да и в зависимости от типа реакции (каталитическая или пиролитический крекинг) энтальпия реакции будет разной. Вобщем не буду утомлять расчетами. Порядок величины там такой же (60-400 кДж/моль). Казалось бы, вот здесь мы и потратили энергию не выделив тепло. Однако вспомним, что происходит с бензином? Он сгорает в ДВС. А сколько теплоты выделяется при сгорании октана? 5450 кДж/моль или при сгорании того же кг бензина выделится 47.8 МДж. А следует помнить, что энергия связей обладает свойством аддитивности. То есть затраты на крекинг возместились при сгорании октана. Да что их вообще учитывать, при том, что тепла выделилось на порядок больше. Вот такая занимательная термохимия. Так что мне все же осталось неясно, чем нам помешают солнечные панели в Сахаре... Единственным минусом, который стоит принять во внимание - это нарушение климата пустынь, все-таки некоторое охлаждение данной территории можно ожидать. Однако тут, как заметил тов. suhol, к нам на выручку приходит отражательная способность песков и солнечных панелей. Так что по-видимому эффект охлаждения сильно преувеличен.

Я не претендую на законченую теорию или точный расчет изменения теплового баланса, однако такая грубая прикидка на пальцах уже дает нам общее понимание вклада в тепловой баланс различных процессов. Как меня учили мои профессора, явления нужно сначала понимать качественно, а количественно посчитать всегда успеется.
Отредактировано: mozgi - 07 дек 2010 в 07:07

  • +0.27 / 10
  • АУ

Предыдущая дискуссия:

<< Тред №282591
 
Следующая дискуссия:

Тред №282593 >>

ОТВЕТЫ (2)
 
 
  alexsword ( Слушатель )
07 дек 2010 в 15:11
  • ...


Что Вы называете "каменным веком" с точки зрения энергопотоков?  С моей точки зрения, это когда большая часть всей энергии, находящейся в распоряжении человечества, уходит на обеспечение процесса физического выживания и воспроизводства уже имеющейся инфраструктуры (а не создание новой).   То есть, с точки зрения энергопотоков "каменный век" это система в которой соотношение свободной энергии к энергии системы находится на крайне низком уровне.

В таком определении ставка на энергетику, мощности которой работают большей частью на воссоздание и замену ее самой, мало чем отличается от собирательства и охоты, так как оставляет минимум свободной энергии для решения новых задач.

С точки зрения потенциала к решению задач - это будет такой же каменный век.

Скажем, про производство удобрений - сможете забыть, а с ней и про урожайность индустриальной эпохи, так как энергоинтенсивные технологии будут недоступны для масс, лишь для элит.   Доля аграрного населения работающая в поле - очевидно, резко вырастет.  Численность населения составит несколько сотен миллионов жителей на всю планету.

Причем этот чудный мир не будет являться сбалансированной системой. Любые флуктуации в солнечном излучении, будут сказываться на такой системе немедленно, как на животных.  И сокращение излучения приведет к тому, что система не сможет воспроизвести себя, начнется раскручиваться спираль дальнейшей деградации.

То есть даже после мучительного нахождения баланса путем геноцида большей части населения, и резкого ухудшения инфраструктуры оставшейся в распоряжении у выживших, Вы все будете иметь очень хрупкую систему, которая сдохнет во время ближайшей "солнечной зимы".

В общем, ставка на солнечную энергетику это путь, аналогичный тому, что проделали некоторые цивилизации, которые впав в темное века, так навсегда в них и остались, утеряв письменность и деградировав, удивляя нас несоответствием между когда-то имевшимся уровнем развития инфраструктуры и тем темным невежеством, в которое они скатились и остались в нем навсегда.  




Опровержение конкретным примером.  Нефтяная скважина создает энергопоток в расчете на квадратный метр территории гораздо большей плотности, чем солнечная батарея.  

Вы можете сказать, что это в своей сути есть концентрат солнечной энергии, накопленный в предыдущие миллионы лет.  И это верно - эту работу по концентрации за нас уже провела Вселенная.

Она и множество других аналогичных источников создала - нужно лишь взять их и использовать.



На каком конкретно основании сделано это громкое утверждение?  По мне это такой же ресурс как нефть - сконцентрированная за сотни миллионов лет солнечная энергия.

Когда-то и уголь копать было маниловщиной, и нефть качать, а плавание на другой континент - эквивалентом самоубийству.  И что?

То, что мы не умеем это делать сегодня, завтрашний день не характеризует нисколько.

ДОПОЛНЕНИЕ.




Все верно, в рамках зафиксированного на месте технического прогресса - это правило (сокращение единиц выпуска продукта на единицу вложений) имеет место быть.

И именно поэтому я писал ранее следующее:

"На самом деле, есть еще одно интересное следствие. Предположим, имеется хозяйство, где половина средств производства находится на современном уровне, а половина - устарела. И хозяйство говорит - мы перестаем развивать новые технологии, а вместо этого всю "свободную энергию" направим на обновление устаревших средств производства до современного уровня.

Формально такой подход будет соответствовать росту капиталоинтенсивности, так как соотношение C/V будет расти. Кроме того, заметим, возрастет и энергия системы (C+V). Но по мере того, как доля обновленных средств производства будет возрастать, выгода от обновления средств производства, когда основная масса их находится на том же уровне, будет сокращаться, как и S&#039; / (C + V), что означает нарушение фундаментального принципа.

Это означает - остановка технического прогресса и изобретения новых средств производства неизбежно повлечет за собой энтропийный процесс.

Постоянные научные исследование, постоянные улучшения средств производства и их ввод в эксплуатацию - это не просто благое пожелание "хотелось бы", а необходимое условие неэнтропийного хозяйства. "

http://alexsword.liv…48138.html



Вы пророк? Почему я должен Вам верить на слово?   Прошу обосновать эту цифру проверяемыми расчетами.

Лично я не говорю, что через 100 лет мы будем добывать энергию на Луне, но я не говорю и обратного - у меня нет данных.  

Но я говорю - к этому НЕОБХОДИМО стремиться. А сколько времени займет достижение цели - это функция от того, сколько усилий общество бросит на выполнение этой задачи.

Заметим, что этот процесс кардинально замедляет растрата ресурсов вместо физически целесообразных направлений на физически нецелесообразные, такие как солнечная энергетика и, что еще хуже, спускание энергии в унитаз (сверхпотребление).

За каждый день задержки и непродуктивной растраты ресурсов неизбежно придется платить длительностью и свирепостью "новой темной эры".




Про то, что 70% стоимости солнечный батарей составляет стоимость энергии - экспертная оценка, основнаая на представлении об ОЧЕНЬ ЭНЕРГОЕМКОМ процессе кристаллизации кремния.

На точности оценки не настаиваю. Если есть более точные - дайте.



Да - на оба вопроса.  

По первому вопросу.  Существующих мощностей УЖЕ не хватает чтобы обеспечить даже ВОСПРОИЗВОДСТВО текущего уровня инфраструктуры для будущих поколений (в расчете на душу населения).  Цифры по падению индустриального энергопотока уже давал ранее - нынешнее поколение конвертировало будущее детей в жрачку.  

По второму вопросу - с учетом постоянного падения отдачи на единицу энергии, для сохранения плотности населения не хватит ЛЮБОГО уровня энергопотока на душу населения, ЗАФИКСИРОВАННОГО на одном уровне (на долгосрочном интервале).  Для сохранения вида, он должен либо расти, либо нужно расширить ареал обитания (океан, потом космос).



Конечно. Даже хлеб и вода не с неба падают, а требуют энергопотока для удобрений, производства, обработки и доставки.  Не будет энергопотока - не будет ни хлеба, ни воды (в тех же объемах, что сейчас).

  • +0.60 / 11
  • АУ
 
 
  suhol ( Слушатель )
07 дек 2010 в 18:52
  • ...

При увеличении энергозатрат на добычу по мере исчерпания легкодоступных источников нефти, газа, урана - так и будет с ТЭС и АЭС. Когда при получении 1 калории эноргоресурса 0,9 калории будет уходить на само это получение...

Цитата
Опровержение конкретным примером.  Нефтяная скважина создает энергопоток в расчете на квадратный метр территории гораздо большей плотности, чем солнечная батарея.  
Вы можете сказать, что это в своей сути есть концентрат солнечной энергии, накопленный в предыдущие миллионы лет.  И это верно - эту работу по концентрации за нас уже провела Вселенная.


А если разделить на длину скважины, т.е. пересчитать в объём? Менее 3 км сейчас, насколько я знаю, уже почти не осталось - новые скважины бурят на 5 км и более; лично я придерживаюсь вслед за Менделеевым неорганической теории происхождения нефти и подозреваю, что на глубинах целые океаны нефти - но скважины в 20 км человечество пока что бурить вообще не умеет, они будут неимоверно дороги.
Нефть потому и играет столь важную роль, что это уникальный ресурс и по удобству использования, и по концентрации энергии. Но легкой нефти больше нет.

Цитата
Она и множество других аналогичных источников создала - нужно лишь взять их и использовать.


Хм. Что-то я, кроме газа, ничего аналогичного нефти не вижу. Уголь заметно хуже, всё остальное ещё менее эффективно. Какое "множество иных"?

Цитата
На каком конкретно основании сделано это громкое утверждение?  По мне это такой же ресурс как нефть - сконцентрированная за сотни миллионов лет солнечная энергия.


Ну, для начала нужно хотя бы долететь до Луны. Даже если американцы все-таки были там в 1969-72 - сейчас возобновление такой программы будет стоить многие миллиарды долларов и многие годы.
Во-вторых, гелий-3 там в мешках или контейнерах не лежит, его надо чем-то собирать и первично обогащать (возить вмещающую породу тоннами на Землю - это уже не в миллиарды, а триллионы обойдётся). Значит нужно создавать на Луне автоматическую мини-фабрику - это десятки рейсов достаточно тяжелых кораблей. Сколько же будет стоить этот гелий? Тритий в миллионы долл. за 1 кг покажется копеечным.
Самое же главное - ещё минимум с десяток лет не будет создано даже эспериментальной установки, которая бы показала, что этот чудо-источник энергии вообще можно будет когда-либо применить.
Конечно, со временем многое меняется, но то, что в ближайшие 100 лет гелий-3 на Луне добывать не будут - я на 100% уверен.

  • -0.03 / 6
  • АУ