Мировая энергетика. ВИЭ недостаточно эффективна для развитого общества.

Всем привет.

Сегодня я хотел бы поделиться с вами такой темой как энергетическая рентабельность. EROI (EROEI) - energy returned on energy invested (определение из вики).

Ниже представлено значение EROI для различных видов генерации:

Здесь нам интересен именно буферезированный EROI, так как он учитывает расходы на выравнивание прерывистой генерации. Дело в том, что ВЭС и СЭС не способны давать электричество постоянно, так как то ветер стихнет, то ночь наступит, то снежком занесет. То есть необходимо сглаживать спады в ВИЭ генерации либо от аккумуляторов, либо за счет ТЭС.

Но это пол беды. Ученые из США провели исследование и выяснили, что для поддержания определенного прогресса человечества и уровня комфорта нужен определенный уровень EROI.

Например, вот зависимость между EROI и расходами на здравоохранение:

А вот зависимость между EROI и индексом развития человека:

При низком EROI даже дети недоедают:

Как видно из графиков, для поддержания высокого уровня жизни обычно требуется EROI более 15-20, что недостижимо при полном переходе на ВИЭ, так как это потребует больших затрат на буферезацию с последующим резким падением EROI. Похоже, что ВИЭ может существовать только как дополнение к более эффективным источникам энергии: ТЭС, АЭС. Исключение — ГЭС, но их мало где можно поставить.

Поэтому в моем инвест портфеле нет и не планируется к появлению акций компаний, специализирующихся на ВЭС, СЭС. Например, Энел был еще более полу года назад с позором изгнан из портфеля (может это была и ошибка, но пока перспективы неочевидны).

Есть что добавить или не согласны — велком в комментарии:)

Предыдущая статься на тему энергетики: Мировая энергетика. Неслучайная цепь событий? (smart-lab.ru)

При подготовке статьи использовались материалы:
Energy, EROI and quality of life (stanford.edu)
festkoerper-kernphysik.de/Weissbach_EROI_preprint.pdf

энергетическая рентабельность

Владимир

Москва

178

8 464

с 9 января 2020

8 Комментариев

Pennyquick
12 октября 2021, 22:02
+1
A2format
13 октября 2021, 10:53
Здесь нам интересен именно буферезированный EROI

Здесь интересны другие моменты:
1. Этому графику… уже лет 10. С тех пор только цена на аккумуляторы упала раз в 10. Выросло КПД солнечных панелей и ветряков. Актуальность статьи — никакая. Вот кстати ссылка на это «исследование» и график от немцев на которые вы ссылаетесь https://festkoerper-kernphysik.de/Weissbach_EROI_preprint.pdf Указывайте источники. Вы бы еще дореволюционные ветряки привели.

2. Почему вас интересует именно буфферизация? Практически вся промышленная выработка ВИЭ уходит в сеть. Буфферизации там считанные %, и в основном домохозяйства. Как-то странно делать выводы об энергетике по мелким домохозяйствам.

3. Ну а «методика» «исследования»… Берется ОДИН ветряк (или ферма). Один, Карл, не в среднем по миру, а ОДИН. Берется в Дании (ниже будет КПД т.к. не лучший регион для ветряков) на материковой части (так можно занизить КПД) и на маленьких ветряках Enercon Е-66 (так можно еще занизить КПД). И тут делается «вывод».
И это называется «исследование»? Зато для АЭС все подкрутили как надо, что EROEI стал аж 75. Хотя даже в старой статье на википедии указан EROEI для АЭС 15. Не 75, а 15. И это еще не учитывают утилизацию АЭС через 50-60 лет.

Вот кстати, график из Википедии аж 2010 года (а по вашему графику ВИЭ стало хуже, а не лучше. Регресс ВИЭ?).

Итого: исследование, где за уши тянули АЭС, и конкретно поливали ВИЭ.

PS графики ниже, о недоедании и здравоохранении — какая-то явная апофения.
0
- Владимир
  13 октября 2021, 12:39
  A2format,
  1. У вас есть более свежие исследования? Поделитесь.
  2. Когда вы генерируете на ВИЭ незначительную долю энергии, то нам не важна буферизация. Когда мы приближаемся к 30%, то нам нужны либо избыточные мощности ТЭС либо буферизация. Без буферизации дальше 30% долю ВИЭ не поднимете без жесточайших рисков устойчивости.
  3. Поделитесь другими исследованием.
  
  P.S. спецом для тех, кто плохо читает, в конце статьи приведены ссылки на источники, потому ваш выпад относительно источников выглядит странно.
  +1
  - A2format
    13 октября 2021, 17:39
    Владимир,
    
    У вас есть более свежие исследования? Поделитесь.
    
    Да их тьма. Просто берите свежее и из нескольких источников, а то получится как с этим — где за уши тянут нужный вывод.
    
    Когда вы генерируете на ВИЭ незначительную долю энергии, то нам не важна буферизация. Когда мы приближаемся к 30%, то нам нужны либо избыточные мощности ТЭС либо буферизация. Без буферизации дальше 30% долю ВИЭ не поднимете без жесточайших рисков устойчивости.
    
    Спасибо, но это не я генерирую :)
    Да, вы все верно пишите. Только дополню: ГЭС это тоже ВИЭ и они дают 18-20% уже. А ВИЭ от ВЭС/СЭС вполне может переварить сегодняшняя энегосистема еще до процентов 20%. Итого суммарно уже почти половина от ВИЭ без всяких аккумулирующих мощностей. Дальше, да — по вашему сценарию, нужны аккумулирующие мощности. Но, опять же дополню: не одними аккумуляторами это решается: развиваются аккумулирющие мощности без аккумуляторов (сегодня что-то прут стартапы с гравитационными накопителями), развивается диспетчеризация и переброска мощностей между регионами, постройка HVDC и т.п. Так что ближайшие десятилетия вполне реально дотянуть до 80% (вместе с ГЭС). До 100% с сегодняшними технологиями проблемно (но незначит, что невозможно с новыми технологиями).
    
    в конце статьи приведены ссылки на источники
    
    Извиняюсь, вопрос снят. Не увидел.
    0
    - Владимир
      13 октября 2021, 18:12
      A2format, я более скептически настроен. Один сильный снегопад сразу лишает ВИЭ+СЭС, в США это продемонстрировали наглядно. При этом постройка ГЭС сильно ограничены по географии.
      
      До перехода на более современный атом / термояд углеводороды никуда не уйдут, на это еще надо 50-100 лет.
      0
      - A2format
        13 октября 2021, 18:40
        Владимир,
        Один сильный снегопад сразу лишает ВИЭ+СЭС, в США это продемонстрировали наглядно
        
        Вполне возможно. Но снегопады сразу по всей территории США крайне маловероятны (а с потеплением климата еще менее возможны).
        
        Если про случай с Техасом, который обсасывали на Смартлабе — то, как ни стсранно, корень проблемы былв том, что энергосистема Техаса отсоединена от других штатов. Была бы соединена — перебросили бы по энергосети из других штатов, и про эту проблему на Смартлабе бы незнали. Причем без всяких аккумуляторов.
        
        При этом постройка ГЭС сильно ограничены по географии.
        
        Могу дополнить: ГЭС — всё. Это предел. Больше крупных ГЭС строить негде. Малая гидроэнергетика никакой роли не сыграет. Т.е. предел уже достигнут.
        
        До перехода на более современный атом / термояд углеводороды никуда не уйдут, на это еще надо 50-100 лет.
        
        Атом — тоже всё. Предел достигнут (16% если не ошибаюсь) и будет падать. И даже не только потому, что экологи требуют, или страны отказываются. А потому, что пик добычи урана уже давно пройден. Смысл клепать АЭС если потом «топить» будет нечем?
        
        Термояд — это круто. Но пока какой там рекорд? 60 или 180 секунд, а потом несколько недель оборудование проверяют (UPD уточнил в гугле — 102 секунды)? Тут даже ВИЭ выглядит гораздо более стабильным источником. Тут финансирование гигантское (объединяются по несколько стран) и сроки, вполне может оказаться лет 50. За 25 сейчас это слишком оптимистично.
        0
        Владимир
        13 октября 2021, 18:59
        A2format,
        1. Значительные погодные изменения, даже не аномалии, могут накрывать территории с населением более 10 млн легко. Это очень серьезно.
        2. Передача электроэнергии на большие расстояния достаточно ограничена. Я не помню точных значений, могу ошибаться, но на 2000км потери будут под 60%. Так что перераспределение имеет свои ограничения.
        3. По ГЭС согласен.
        4. С АЭС такая тема. Сейчас им нужен уран 235, его крайне мало. Но мы уже научились делать топливо из U238, его хватит более чем на 1000 лет. А еще ториевые АЭС есть. Торий доступнее урана.
        
        5. Термояд имхо — энергетика 22 века.
        0
        A2format
        13 октября 2021, 19:52
        Владимир,
        
        Значительные погодные изменения, даже не аномалии, могут накрывать территории с населением более 10 млн легко. Это очень серьезно.
        
        Вот Техас и накрыло (29 млн. человек). Соседние штаты это не зацепило или не были «оторваны» от энергосетей соседних штатов.
        
        Передача электроэнергии на большие расстояния достаточно ограничена. Я не помню точных значений, могу ошибаться, но на 2000км потери будут под 60%.
        
        3-5% на 1000 км. Да, можно найти в Индии или России где потери и 10% на 1000 км могут достигать. Но в среднем 4-5%. А если мы говорим о ВИЭ, где постоянный ток, то прям надо усиленно прокладывать HVDC — и потери меньше на передачу (в среднем от 500 км) и часть оборудования проще и дешевле, и синхронизация сетей проще.
        
        Сейчас им нужен уран 235, его крайне мало. Но мы уже научились делать топливо из U238, его хватит более чем на 1000 лет. А еще ториевые АЭС есть. Торий доступнее урана.
        
        Это как с нефтью. Вроде бы ее еще на 300-500 лет, но походу она закончится за 20-40 лет.
        
        А про ядерные моглильники за 1000 лет — вообще отдельная песня (переработать все не получится, и период полураспада не у всех 5-20 лет). А кто будет содержать и мониторить могильники десятки, сотни, тысячи лет? Утилизация радиоактивной АЭС — еще одна песня (очень дорогая кстати).
        
        И за 70 лет АЭС — уже есть Чернобыль, Фукусима (и два десятка помельче). За 1000 лет будет 20-30 Чернобылей и Фукусим.
        
        Да и КПД АЭС 30-35% (как у угольных)… это значит, что 70% ядерных отходов были «выброшены на ветер в хранилища зря».
        
        Слишком маленькая овчинка у АЭС, что бы ее выделывать.
        
        Термояд имхо — энергетика 22 века.
        
        Может быть.
        0