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, 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, 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
Новые темы
Как боец Василий получил свою первую медаль в начале войны

Как боец Василий получил свою первую медаль в начале войны

Война застала Василия в 30-летнем возрасте. Здоровый и крепкий мужчина, идеально управляющий многими видами транспорта (работал инструктором п

Иван Петров 9 ноя, 11:39
+80 11
Дионисио Пулидо - законный владелец действующего вулкана. Мексика, 1946 год

Дионисио Пулидо - законный владелец действующего вулкана. Мексика, 1946 год

Дядя выжигал кустарник под кукурузу на своём поле, и наткнулся на трещину, из которой дымило и воняло. Подивился старик Дионисио да и пошёл дальше к

Иван Петров 6 авг, 15:27
+13 0
Самые загадочные и аномальные геологические образования на планете

Самые загадочные и аномальные геологические образования на планете

Наша планета полна загадок, и над изучением некоторых из них человечество трудится уже сотни лет. Невероятной красоты пещеры

Иван Петров 5 авг, 22:23
+1 0
Ликвидация "монгольского бога" : операция ВЧК 1923г.

Ликвидация "монгольского бога" : операция ВЧК 1923г.

В Петербургской Кунсткамере вот уже более 90 лет хранится страшный экспонат. Он никогда не выставлялся на всеобщее обозрение и вряд ли когда-нибудь будет выст

Иван Петров 5 авг, 22:15
+3 0
О побочных эффектах самаритянства

О побочных эффектах самаритянства

В конце июля одна Иванова приехала домой, вышла из машины и чуть не наступила на Несчастного Котика. Несчастный Котик глянул с неизбывной скорбью в

Иван Петров 5 авг, 22:06
0 0
Особенные пирамиды в Японии

Особенные пирамиды в Японии

Япония , как любая уважающая себя страна, обязана просто иметь пирамиды. И они там есть! И много , и очень почитаемые, только странные немного. Особенные, как и в

Иван Петров 4 авг, 14:45
0 0

Поиск по блогу

Запомнить
Читать

Последние комментарии

Александр Зиборов
Интересная статья. Спасибо!
Александр Зиборов Самый таинственный камень планеты. Легенды о нефрите
Виталий Кирпиченко
Отчаянно смелый мужик! Завидую!
Виталий Кирпиченко Как боец Василий получил свою первую медаль в начале войны
Владимир ведьма
Макар Нагульнов
Сергей Ходак
Юрий Лейкин
Николай Кучков
Макар Нагульнов