Про энергетику, зеленый курс, и прочие чудеса.

Прежде всего при оценке энергетики, надо обязательно знать и учитывать коэффициент EROI. Если упрощенно, то это показатель того, сколько Джоулей энергии можно получить на 1 Джоуль затраченной энергии, на работу по добыче энергии.

Далее, как еще академик Капица говорил, о природных потоках энергии - их проблема в том, что они чрезвычайно рассеяны. То есть для перевода рассеяной энергии. необходимы меры по ее концентрации. А это как правило немалые капитальные затраты. Те самые затраченные Джоули. И получается, что с учетом этих капитальных затрат, большинство вариантов зеленой энергетики не очень рентабельны, так как у них коэффициенты EROI от 2 до 20. Для сравнения, нефть из Саудии, достигала порядка 120. из Сибири около 40-60. Древний мамонт, в качестве углеводного и белкового топлива (да, пища это тоже энергия, и эта модель подходит и для человеческого организма), приносил до 100 EROI тем, кто его схомячил. Это сначала привело к увеличению толпы неандертальцев и прочих товарищей, но когда мамонты закончились, неандертальцам пришлось самовыпилиться, ибо не смогли в эволюцию, и кроманьонцы, которые корешки и гусенец кушали, выиграли эволюционную гонку. Хотя у них выходил питательные EROI до 20-30, но зато стабильно.

Пример из древности, так как в тот момент энергетические затраты человека заключались в дровах на отопление (там было все без проблем, дров под ногами полно), и на движение (еда). Но суть ситуации не менялась с тех времен, тратим 1 Джоуль, и получаем сколько то энергии в нужном для нас виде.

В наше время, АЭС по разным оценкам дают от 50-60 до 25 EROI, смотря какая конструкция, срок эксплуации, доступность топлива. Углеводородные электростанции, привязаны к EROI топлива.

Далее, для понимания глубины ситуации, необходимо учитывать КПД источников питания, хранения, переработки. Удобства и затраты доставки, затраты на хранение. В частности, у АКБ, кто вспомнит, какой КПД? До 70%, и это шикарный показатель, а у массовых Ли-он гораздо меньше. То есть, мы добыли энергию, преобразовали ее в электричество, доставили на место хранения, и в лучшем случае 70% можем вернуть обратно. И об этом параметре, вообще мало кто из апологетов "зеленой" энергетики вспоминает.

Между тем, строят множество ветряков, в которых до 50% себестоимости, это возведение капитального сооружения, мачты для них, служебные помещения, преобразователи, аккмуляторы, плюс еще генератор, сеть. В преобразователе КПД далеко не идеальный, меньше 90%. Потом учесть сети, с их потерями, а для ветряков, наиболее эффективно выбирать места, наиболее концентрированные с точки зрения розы ветров. И они как правило не оч близко к потребителями. плюс, им необходимы аккумуляторы энергии. Наиболее часто химические АКБ, либо, что более эффективно в крупных масштабах - ГАЭС. То есть берут гору. вырезают в ней огромную воронку, и заполняют водой, когда энергии от ветряков (и солнечных батарей) много, а когда надо в пик потребления, вода крутит генераторы ГЭС, и получают энергию в сеть.

Так вот, в дополнение к ветряку, нужен еще гидронасос (мощностью до 2 крат от средней мощности ветровых генераторов, чтоб в пиковую ветровую нагрузку можно было эффективно запасать энергию), и гидротурбину чтоб крутить генератор. Конечно турбину и насос можно использовать на одном валу, обратимой электромашины для снижения материалоемкости. Но в любом случае, это расходы меди, стали, больше чем нужно для средней нагрузки, в 2-3 раза. И у ветряков установочная мощность в 2-3 раза выше полезной. На выходе, до 5-6 раз больше расходы на электромашины, по сравнению со стабильно работающей тепловой станцией на нефти, газу или угле. А еще надо помнить про потери на каждом этапе преобразовании, и если использовать химичесие АКБ, то необходимо их менять в течении недолго срока, до 5-7 лет максимум. И так же потери саморазряда для АКБ, для ГАЭС - потери природных ландшафтов (кстати, а а ради чего мы зеленную волну затеяли? тут же жилища бурундучков и белочек, будут эскаваторами массово уничтожаться, ради ваших ветряков и солнечных батарей).

С солнечными батареями все еще интереснее. у них стоимость выше чем у ветровых, панели надо чистить от пыли, мыть, освобождать от снега, они со временем деградируют и снижается мощность, работают только днем, и чем севернее, тем менее эффективно. Плюс энергетическая цена производства довольно высокая, значительный срок своей работы они просто будут возвращать затраченную на их производство энергию. А утилизация батарей представляет энергозатратный процесс, чтоб добиться экологичности, ведь из-за нее и затевалось это все. Более разумной является концепция солнечного концентратора, когда поле зеркал разогревают в башне большую емкость с расплавом соли, и она выступает и приемником энергии, и аккумулятором (можно и ночью продолжать отдавать энергию, и по себестоимости ниже солнечных панелей. Если же поднять с помощью технологий тепловых насовов КПД установки, то в тропических условиях она уже имеет более менее разумные перспективы.

Это все цена рассеянной энергии, которую надо сконцентрировать. Поэтому она будет иметь рентабельность, лишь в тех случаях, когда нет иных альтернатив, либо потребитель очень удален от имеющихся сетей, к тому же в небольшой мощности. 

Тогда проще поставить ветряки, и солнечную станцию, чем тянуть ЛЭП к отдельному домику. А так же как довесок в локальных местах, например где есть уже мощные ГЭС, АЭС, для возможности маневра мощностью. И при этом имеется мощная инсоляция (экватор), постоянные ветра, приливы.

В остальных случаях, из ВИЭ, рентабельны лишь ГЭС, к чему человечество и пришло много тысяч лет назад, и до сих пор активно использует. Ведь река, это природный концентратор энергии падающей воды. Но реки на планете и так все наперечет. Поэтому мощности ГЭС особо не нарастить, их возможности уже близки к исчерпанию. Остается правда вариант, превращать в ГАЭС, если позволяет конструкция, рельеф. По крайней мере это выгоднее. чем ГАЭС отдельно строить.