Иван Петров предлагает Вам запомнить сайт «Я так вижу»
Вы хотите запомнить сайт «Я так вижу»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Можно ли отполировать сокровенное зеркало и не оставить на нём пятен? © Лао Цзе

Капица оказался прав: революции в альтернативной энергетике ждать без толку

развернуть

Картинки по запросу Петра Леонидовича

В октябре 1975 года на научной сессии в честь 250-летия Академии наук СССР академик Петр Капица, ставший тремя годами позже лауреатом Нобелевской премии по физике, сделал концептуальный доклад, в котором на основании базовых физических принципов доказал промышленную неэффективность всех видов альтернативной энергетики, за исключением управляемого термоядерного синтеза

Капица оказался прав: революции в альтернативной энергетике ждать без толку

Что же было основным аргументом Петра Леонидовича в скептическом отношении к энергии ветра и солнца? И насколько изменилось наше представление об альтернативной энергетике за прошедшие сорок с лишним лет?


Что предсказал Капица

Основным аргументом, который использовал Капица в своем докладе о возможностях альтернативной энергетики, был отнюдь не экономический подход, но соображения физического характера. Главным его возражением против безудержного увлечения модными даже тогда, сорок лет назад, концепциями «бесплатной и экологически чистой альтернативной энергетики» было очевидное ограничение, которое не разрешено и по сей день: ни один из альтернативных источников энергии, будь то солнечные батареи, ветряные электростанции или же водородные топливные элементы, так и не достиг плотностей энергии и мощности, которые обеспечиваются таким ископаемым топливом, как уголь, нефть и газ или же атомной энергетикой.

К сожалению, такого рода ограничение носит не политический, но именно физический характер — вне зависимости от государственного строя или выбранной в стране идеологии, любой экономике приходится в той или иной степени базироваться именно на физических законах окружающего нас мира. Усилия ученых или инженеров могут достаточно близко приблизить нас к теоретическому физическому пределу той или иной технологии, но, увы, абсолютно бесполезны в попытке перепрыгнуть через такого рода ограничитель.

Капица оказался прав: революции в альтернативной энергетике ждать без толку

Так, например, лимитирующей константой для солнечной энергетики является так называемая «солнечная постоянная», которая составляет 1367 Вт на квадратный метр на орбите нашей Земли. К сожалению, этот «орбитальный киловатт» совершенно недоступен для нас, обитающих на земной поверхности. На количестве достигающей поверхности Земли солнечной энергии сказывается масса факторов: погода, общая прозрачность атмосферы, облака и туман, высота Солнца над горизонтом.

Но что самое главное — вращение нашей планеты вокруг своей оси, которое сразу же уменьшает доступную энергию солнечной постоянной практически вдвое: ночью Солнце находится ниже линии горизонта. В итоге нам, жителям Земли, приходится довольствоваться максимум десятой частью орбитальной солнечной постоянной.

Те же проблемы преследуют и еще один краеугольный камень возобновляемой энергетики — технологию водородных топливных элементов. Они предполагались дешевой заменой тяжелым, экологически небезопасным и неэффективным химическим аккумуляторам.

Петр Капица писал: «На практике плотность потока энергии очень мала, и с квадратного метра электрода можно снимать только 200 Вт. Для 100 мегаватт мощности рабочая площадь электродов достигает квадратного километра, и нет надежды, что капитальные затраты на построение такой электростанции оправдаются генерируемой ею энергией. Значит, топливные элементы можно использовать только там, где не нужны большие мощности. Но для макроэнергетики они бесполезны».

Мы наш, мы новый мир построим!

Результатом ограничителей солнечной энергетики стало знание, хорошо доступное еще в 1975 году: реально с одного метра земной поверхности можно собрать не более 100–200 Ватт усредненной суточной мощности солнечной энергии. Иными словами, для удовлетворения даже текущих потребностей человечества площадь солнечных электростанций, размещенных на поверхности Земли, оказывалась бы просто громадной.

Кроме того, для размещения солнечных батарей наиболее подходящей была бы полоска земной поверхности вдоль земного экватора — или же в пустынных тропических районах, в то время как большая часть потребителей солнечной энергии находится в умеренном поясе Северного полушария. Как следствие, абстрактные «квадратики» солнечных батарей в Сахаре, которые так любят рисовать апологеты беспредельной солнечной энергии, оказываются не более чем виртуальным допущением.

Но это отнюдь не остановило тех, кто недостаточно полно усвоил школьный курс физики. Проекты по солнечному освоению Сахары возникали и возникают с завидной регулярностью.

К примеру, основанная в 2003 году европейская компания Desertec, которая пыталась осуществить мегапроект строительства солнечных электростанций в Тунисе, Ливии и Египте для поставок солнечной электроэнергии в Западную Европу, несмотря на участие в проекте таких крупных корпораций и банков, как Siemens, Bosch, ABB и Deutche Bank, десять лет спустя, в 2013 году, тихо обанкротилась. Оказалось, что стоимость постройки и обслуживания электростанций в Сахаре и цена транспортировки электроэнергии за тысячи километров, даже при «бесплатной» солнечной постоянной в Сахаре, не омрачаемой тучами или туманами, оказалась просто запредельной.

Не более радужно обстоят дела и с солнечной электроэнергетикой в самой Западной Европе, в которой вот уже второе десятилетие подряд различными странами и фондами выделяются триллионы долларов на развитие солнечной и ветряной энергетики. Несмотря на «золотой дождь», который обильно пролился на сектор возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и на всемерную политическую поддержку возобновляемой энергетики (даже за счет насильного закрытия АЭС и угольных ТЭС), «промежуточный финиш» для ВИЭ по состоянию на 2016 год отнюдь не столь впечатляющ.

Так, к 2015 году Германия и Дания, установившие у себя максимальное количество ветряков и солнечных батарей, имели и самые высокие цены на электроэнергию — 29,5 евроцента и 30,4 евроцента за кВт-час. В то же время «отсталые» в плане установки ВИЭ Болгария и Венгрия, в которых еще во времена СССР были построены мощные АЭС, могли похвастаться совсем иными расценками на электроэнергию — соответственно 9,6 и 11,5 евроцента за кВт-час.

Капица оказался прав: революции в альтернативной энергетике ждать без толку

Сегодня речь идет о том, что амбициозную программу «2020» по ВИЭ, которую принял Евросоюз и согласно которой к 2020 году 20% электроэнергии в странах ЕС должно производится из возобновляемых источников, возложили на плечи европейских налогоплательщиков, которых и подписали к оплате специально завышенного тарифа на электроэнергию. Достаточно сказать, что, в пересчете на российские реалии, немцы и датчане платят 20–21 рубль за каждый потребленный киловатт-час).

Поэтому и получается, что нынешние успехи ВИЭ связаны не с экономическими реалиями их выгодности и даже не с впечатляющим прогрессом в совершенствовании КПД или уменьшении их стоимости производства и обслуживания, но в первую очередь — с протекционистской политикой стран ЕС по отношению к ВИЭ и устранением любой конкуренции со стороны тепловой или атомной энергетики, подвергающейся дополнительному налоговому прессу (сборам за выбросы углекислого газа), а то и прямому запрету (как атомная энергетика в Германии).

Есть ли глобальное будущее у ВИЭ?

Безусловно, сама по себе концепция ВИЭ является жизненной и своевременной — запасы дешевого органического топлива (нефти, газа, угля) и даже урана на планете Земля не беспредельны, в силу чего востребованность альтернативных источников энергии будет только расти. Традиционная энергетика рано или поздно столкнется и с дефицитом доступного, дешевого топлива, и с ростом себестоимости производства электроэнергии.

Кроме того, безусловно, никто не возражает против разумного использования солнечной и ветряной энергетики. Во многих местах мира она может стать незаменимым вариантом ухода от традиционной генерации. Так, весьма разумным представляется использование ветряной и солнечной энергии в прибрежных, особенно островных, тропических территориях, куда затруднительно обеспечивать транспортировку традиционных энергоносителей (нефти и газа), либо же их использование экологически опасно (уголь).

Однако надо учитывать, что нынешний вариант альтернативной энергетики, который ставит во главу угла лишь солнечную и ветряную энергию, будет всегда страдать от нерегулярности их производства, удаленности выгодных районов для размещения ветряных и солнечных электростанций от возможных потребителей и несоответствия масштабов солнечных и ветряных электростанций даже текущим запросам человечества на производство электроэнергии, не говоря уже обо всей первичной энергии.

Сегодня «чистая» электроэнергия (в секторе которой и сосредоточено все производство энергии из ВИЭ) составляет лишь 9% от производства мировой первичной энергии. Остальные 91% первичной энергии потреблялся в иных формах — в виде энергии угля, нефти, газа и даже биомассы. Причем, что интересно, условных «дров» (биомассы) весь мир в 2016 году потребил даже больше, чем «чистой» электроэнергии — целых 11% от общего баланса. При этом «чистая» электроэнергия оказывалась практически везде в мире в 3–4 раза дороже даже качественной первичной энергии (нефти, газа, угля) в пересчете на кВт-час, не говоря уже об энергии биомассы.

Все это показывает очевидное — путь к новой энергетике не столь прост, как это представляется в рекламных проспектах Европейского союза. Впрочем, Петр Леонидович Капица говорил об этом еще 42 года тому назад...

Источник


Ключевые слова: Война и мир
Опубликовал Иван Петров , 27.07.2017 в 13:08

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Могучев Димыч
Могучев Димыч 27 июля 17, в 16:45 Причём тут Капица, это всё и так понятно любому школьнику (учившемуся в СССР).
Другое дело, что в мире существуют ещё бОльшие дураки, чем просто дураки - это, как правило, банкиры...
Текст скрыт развернуть
2
Михаил Лакомов
Михаил Лакомов 27 июля 17, в 20:43 Капмце если не нравилась ветро и солнечная энекргетика лучше ьбы зпнимался чем умеет..Ветроэнергия в США уже имеет в два раза больше энергии чем все виды энергии .это к международному опыту,а в россии по подсчётам ветроэнергия может дать в сто тысяч рахз больше энергии чем все существующие виды..вопрос в конструкции ветряка.лбюому идиоту ясно что горизонтальные установки пропеллерного типа не в состоянии давать нормально энергию.,а вертикальные далеко не везде разработаны..При такой конструктивной недоработке может появится монополист который захватит всё производство энергии на земле..хочу напомнить что существуют теплонасосы которык увеличивают в 5 раз энергию ветряков...и бдагодаря тому что ветряки можно ставить везде то это считайте и жэкологическмй транспорт и кголь будет неоюходим только для выработки пласстмасс и пластиковый мусор пойдёт на лопасти для ветростанций.позорно лищь одно что учёные не могут сформулировать стратегическое и тактическое развитие ветроэнергетики. да и развитие тепловых двигателей то же стоит на низком уровне..застой в науке очень заметен..бесспорно то что в прошлом информации ьыло меньше ,а поэтому даже академики ошибались в прогнозах..Правительства всех стран наступают на социальные права людей и не обращают внимания на грамотные технологии.это уменьшает возможности современного прогресса. Текст скрыт развернуть
-3
Показать новые комментарии
Показаны все комментарии: 2
Комментарии Facebook
Самолёты Сухого

Самолёты Сухого

26 май, 21:55
+2 0
Герои Советского Союза. Лавр…

Герои Советского Союза. Лаврентий Андреевич Чванов

26 май, 21:34
+1 0
Наши моряки утёрли нос моряк…

Наши моряки утёрли нос морякам США!!! Посмотрите на это

26 май, 21:28
+2 0
Герои Советского Союза. Бори…

Герои Советского Союза. Борис Елисеевич Шмелёв

26 май, 21:24
+1 0
В Калининграде спущен на вод…

В Калининграде спущен на воду большой десантный корабль «Пётр Моргунов»

26 май, 13:32
+1 0
Самая большая подводная лодка в мире

Самая большая подводная лодка в мире

26 май, 13:28
+2 0
Церковь-курица в Индонезии

Церковь-курица в Индонезии

26 май, 13:28
+2 0
«Королева сварки» о платьях,…

«Королева сварки» о платьях, Казанове и «четких ребятах»

26 май, 11:56
+16 4
Как британцы превратили ВАЗ-…

Как британцы превратили ВАЗ-2108 в стильный кабриолет Lada Cipher Sports

26 май, 11:49
+1 0
Как будет выглядеть велосипе…

Как будет выглядеть велосипедный маршрут вокруг озера Гарда

26 май, 11:40
0 0
Самолёты Туполева

Самолёты Туполева

25 май, 21:32
+1 0
Жалуетесь на работу? А в Бан…

Жалуетесь на работу? А в Бангладеше канализационные чистильщики получают всего $10 за смену

25 май, 21:30
+1 0
10 узлов, которые пригодятся…

10 узлов, которые пригодятся в реальной жизни

25 май, 13:32
0 0
Таинственный СССР: базы для …

Таинственный СССР: базы для НЛО и жуткие лаборатории

25 май, 12:02
+8 3
Самый необычный гоночный тре…

Самый необычный гоночный трек для картинга

25 май, 11:43
+2 0
Герои Советского Союза. Миха…

Герои Советского Союза. Михаил Семёнович Харченко

25 май, 11:08
+1 0
Как войска вермахта заняли к…

Как войска вермахта заняли канадский город Виннипег

25 май, 09:53
0 0
Каким в СССР  видели 2017 го…

Каким в СССР видели 2017 год из 1960-го

25 май, 09:44
+9 1
Было ли людям счастье в СССР…

Было ли людям счастье в СССР? Чему они радовались? : судите сами

25 май, 04:58
+386 517
Произведение искусства из де…

Произведение искусства из деревянного бруска

24 май, 22:36
+20 6
Самолеты так не летают : 194…

Самолеты так не летают : 1942 год, Сталинград...

24 май, 21:57
+323 133
Монгольские девушки! Шок и трепет )

Монгольские девушки! Шок и трепет )

24 май, 21:56
+340 224
Просто хорошие и добрые ново…

Просто хорошие и добрые новости из России за неделю

24 май, 19:56
+62 27
Бензин подорожал рекордными темпами

Бензин подорожал рекордными темпами

24 май, 12:47
-1 0
СССР воспитывал настоящих лю…

СССР воспитывал настоящих людей, а не потребителей!

24 май, 12:27
+83 125

Поиск по блогу

Александр Башкин: Герой Сове…

Александр Башкин: Герой Советского Союза из штрафбата

20 май, 11:38
+92 32
Сергей Шойгу отмечает день р…

Сергей Шойгу отмечает день рождения. Одному из самых уважаемых политиков России исполнилось 63

21 май, 11:06
+84 46
СССР воспитывал настоящих лю…

СССР воспитывал настоящих людей, а не потребителей!

24 май, 12:27
+83 125
Просто хорошие и добрые ново…

Просто хорошие и добрые новости из России за неделю

24 май, 19:56
+62 27
Русские люди до всех революц…

Русские люди до всех революций и войн

22 май, 22:12
+23 8
Произведение искусства из де…

Произведение искусства из деревянного бруска

24 май, 22:36
+20 6

Последние комментарии

Luciana Honi
Татьяна Токарева
Станислав Королев
Валентина Хмелева
анатоль добро
А, она и так очень даже женственна!
анатоль добро «Королева сварки» о платьях, Казанове и «четких ребятах»
Станислав Королев
Станислав Королев
В новой
Станислав Королев СССР воспитывал настоящих людей, а не потребителей!
Николай Кур