За альтернативную энергетику
Aug. 5th, 2013 05:08 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
taibavia http://sparrow-hawk.livejournal.com/2324843.html
(comments!)
Originally posted by![[livejournal.com profile]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-userinfo.gif)
saver_ag at За альтернативную энергетику
(comments!)
Originally posted by
saver_ag at За альтернативную энергетикуДисклеймер: автор не приветствует загрязнения окружающей среды и истребления маленьких няшных бельков.
Как знают мои читатели, я с большой охотой топлю за ядерную энергетику и с некоторым недоумением отношусь к кампаниям "За чистую энергию" и прочим часам Земли. Периодически я участвую в дискуссиях, в которых мои оппоненты пытаются доказать, что т.н. альтернативная энергетика является на самом деле безальтернативной и скоро вытеснит богомерзкий атом (наиболее традиционные источники вроде угольных электростанций обычно не упоминаются, а зря). Я, не являясь профессиональным энергетиком, тем не менее потратил семестр на изучение предмета "Альтернативная энергетика" когда учился в Магдебурге и еще год изучал "Электроснабжение предприятий" в Харькове, так что могу рассуждать на уровне хорошо образованного дилетанта из соседней области. Я попытаюсь быстро пройтись по наиболее часто встречающимся аргументам и высказываниям и объяснить почему они часто не вполне соответствуют действительности.
1. Ядерная энергетика опасна и вредна для окружающей среды.
Безусловно. Как и любая другая. Но дело в том что если говорить например о количестве смертей вызванных непосредственно производством электроэнергии, атомная оказывается на почетном последнем месте. За произведенный киловатт даже на ветряных электростанциях жизнью расплачиваются в полтора раза больше людей чем за этот киловатт произведенный на атомной электростанции. (это частично объясняется так же и большим абсолютным числом производимой ядерной энергии и малым — ветряной).
Со вредом окружающей среде ситуация примерно такая же — единственное, что производит штатно работающая АЭС 2-3 поколения, это
а) некоторое количество ядерных отходов, которые не выбрасываются, а находятся в кассете с отработаным топливом, которое к тому же можно использовать повторно
б) тепловое загрязнение близлежащего водоема, куда сливается отработавшая вода из второго контура.
Т.е. АЭС в штатном режиме не производит вообще ничего что могло бы вредно повлиять на человека и весьма ограничено воздействует на окружающую среду.
По поводу аварий: в Чернобыле погибло меньше сотни во время взрыва и ликвидации, верхняя граница оценки сейчас проходит по 4 тысячам человек. Для сравнения: дамба Баньцяо
2. Альтернативная энергетика абсолютно безопасна и безвредна для окружающей среды.
Нет.
Наиболее широкоиспользуемая гидроэнергетика является весьма небезопасной (см. предыдущую ссылку) и к тому же достаточно сильно влияющей на окружающую среду: перегораживание реки ведет к серьезной перестройке экосистемы, сформировавшейся вокруг.
Использование ветряных электростанций ведет к вибрационным и звуковым загрязнениям.
Солнечные батареи потенциально могут менять климат (большое поле солнечных батарей будет иметь отличное от окрестностей альбедо). До недавнего времени в их производстве использовались высокотоксичные галлий и мышьяк.
Сжигание биоматериала и мусора имеет те же недостатки что и любое другое сжигание — загрязнение воздуха. В случае с биоматериалами еще следует учитывать ущерб нанесенный природе в процессе их получения (выращивание рапса например)
Всякую экзотику вроде геотермальных электростанций я оставлю за кадром — доля в генерации ничтожна, и зачастую требуются какие-то специфические условия.
3. Альтернативная энергетика заменит традиционную.
Нет. На это есть ряд причин.
В Европе структура генерации электроэнергии выглядит вот так:
(источник)
То есть после 10 примерно лет упорного внедрения всех возможных "зеленых" технологий их доля составляет около 9% от всего потребления (21% вместе с гидро, но у них история несколько длиннее чем у ветряков и солнечных батарей). Да темпы прироста демонстрируются весьма многообещающие, но они обеспечиваются в том числе государственными субсидиями. Кроме того окончательной победе альтернативной энергетики препятствуют:
а) непостоянность генерации: почти все виды альтернативной энергетики требуют определенных внешних условий — скорости ветра не выше и не ниже определенной для ВЭС, светового потока для СЭС. Если эти виды генерации будут преобладать в структуре, то вероятность блэкаута в случае плохой погоды становится угрожающей
б) необходимость изменения структуры электрических сетей: предполагается использование альтернативной энергетики на базе домохозяйств. Это приводит к переходу от иерархической модели "несколько производителей — много потребителей" к одноранговой модели "много производителей-потребителей". Для этого необходимы коммутирующие и согласующие устройства для перенаправления энергии и тому подобное.
в) низкая эффективность генерации: дело в том что большинство видов альтернативной энергетики требует для себя огромной площади.
Для примера: площадь Ленинградской АЭС — 454 га, т.е. 4.5 км2, а ее мощность — 4 ГВт.
Для получения аналогичной мощности солнечной генерацией нам потребуется (возьмем удельную мощность потока 1000 Вт/м2 и максимальный из представленных в статье КПД 44%) 4 000 000 000 Вт / (1000 Вт/м2 * 0.44) = 9.1 км2, т.е. вдвое больше для идеальных условий, реальная же удельная мощность потока может быть на порядок меньше, соответственно площадь станции — на порядок больше. И это не учитывая того факта, что модули не могут лежать сплошным ковром, как минимум необходимо еще оставить проходы для обслуживания и установить преобразователи. Для ВЭС ситуация еще хуже — на 780 МВт требуется 400 км2. Это связано с тем что ветряки следует располагать особым образом, чтобы они не перекрывали друг друга.
Суммарная мощность АЭС Франции — около 63 ГВт. Если все их заменить ветроэлектростанциями подобными приведенной выше — нам потребуется площадь в 32 тыс. км2, что чуть больше площади Харьковской области. Собственно из приведенных выше расчетов понятно, почему попытки отказа от АЭС приводят в основном к увеличению использования традиционного горючего топлива (использование которого — безусловно расточительно и опасно). Земля тоже является природным ресурсом и часто очень дорогим.
Так же можно рассматривать финансовые аспекты, но тут я вас отошлю к этой странице.
В Европе существуют две страны которые почти полностью обеспечивают себя с помощью возобновляемой энергии[link]: Норвегия и Исландия. Норвегии это позволяет сделать огромное количество рек (т.е. гидроэлектростанции), а Исландии — население в 300 тысяч человек, ничтожная плотность населения и доступ к геотермальным источникам, которые встречаются в целом достаточно редко. Ну и опять таки водные ресурсы.
Вместо заключения: безвредной энергии не бывает, бывает энергия которая требует несколько других ресурсов и приводит к другим загрязнениям. Единственной реальной альтернативой традиционным источникам энергии является ГЭС, для строительства которых необходим доступ к водным ресурсам. Если такого доступа нет, то при наличии сколь либо развитой промышленности следует выбирать между АЭС и ТЭС. В первом случае вы получаете сравнительно чистую энергию, которую требуется тщательно обслуживать, во втором — загрязнение воздуха, в том числе и радиоактивностью.
Как знают мои читатели, я с большой охотой топлю за ядерную энергетику и с некоторым недоумением отношусь к кампаниям "За чистую энергию" и прочим часам Земли. Периодически я участвую в дискуссиях, в которых мои оппоненты пытаются доказать, что т.н. альтернативная энергетика является на самом деле безальтернативной и скоро вытеснит богомерзкий атом (наиболее традиционные источники вроде угольных электростанций обычно не упоминаются, а зря). Я, не являясь профессиональным энергетиком, тем не менее потратил семестр на изучение предмета "Альтернативная энергетика" когда учился в Магдебурге и еще год изучал "Электроснабжение предприятий" в Харькове, так что могу рассуждать на уровне хорошо образованного дилетанта из соседней области. Я попытаюсь быстро пройтись по наиболее часто встречающимся аргументам и высказываниям и объяснить почему они часто не вполне соответствуют действительности.
1. Ядерная энергетика опасна и вредна для окружающей среды.
Безусловно. Как и любая другая. Но дело в том что если говорить например о количестве смертей вызванных непосредственно производством электроэнергии, атомная оказывается на почетном последнем месте. За произведенный киловатт даже на ветряных электростанциях жизнью расплачиваются в полтора раза больше людей чем за этот киловатт произведенный на атомной электростанции. (это частично объясняется так же и большим абсолютным числом производимой ядерной энергии и малым — ветряной).
Со вредом окружающей среде ситуация примерно такая же — единственное, что производит штатно работающая АЭС 2-3 поколения, это
а) некоторое количество ядерных отходов, которые не выбрасываются, а находятся в кассете с отработаным топливом, которое к тому же можно использовать повторно
б) тепловое загрязнение близлежащего водоема, куда сливается отработавшая вода из второго контура.
Т.е. АЭС в штатном режиме не производит вообще ничего что могло бы вредно повлиять на человека и весьма ограничено воздействует на окружающую среду.
По поводу аварий: в Чернобыле погибло меньше сотни во время взрыва и ликвидации, верхняя граница оценки сейчас проходит по 4 тысячам человек. Для сравнения: дамба Баньцяо
2. Альтернативная энергетика абсолютно безопасна и безвредна для окружающей среды.
Нет.
Наиболее широкоиспользуемая гидроэнергетика является весьма небезопасной (см. предыдущую ссылку) и к тому же достаточно сильно влияющей на окружающую среду: перегораживание реки ведет к серьезной перестройке экосистемы, сформировавшейся вокруг.
Использование ветряных электростанций ведет к вибрационным и звуковым загрязнениям.
Солнечные батареи потенциально могут менять климат (большое поле солнечных батарей будет иметь отличное от окрестностей альбедо). До недавнего времени в их производстве использовались высокотоксичные галлий и мышьяк.
Сжигание биоматериала и мусора имеет те же недостатки что и любое другое сжигание — загрязнение воздуха. В случае с биоматериалами еще следует учитывать ущерб нанесенный природе в процессе их получения (выращивание рапса например)
Всякую экзотику вроде геотермальных электростанций я оставлю за кадром — доля в генерации ничтожна, и зачастую требуются какие-то специфические условия.
3. Альтернативная энергетика заменит традиционную.
Нет. На это есть ряд причин.
В Европе структура генерации электроэнергии выглядит вот так:
(источник)
То есть после 10 примерно лет упорного внедрения всех возможных "зеленых" технологий их доля составляет около 9% от всего потребления (21% вместе с гидро, но у них история несколько длиннее чем у ветряков и солнечных батарей). Да темпы прироста демонстрируются весьма многообещающие, но они обеспечиваются в том числе государственными субсидиями. Кроме того окончательной победе альтернативной энергетики препятствуют:
а) непостоянность генерации: почти все виды альтернативной энергетики требуют определенных внешних условий — скорости ветра не выше и не ниже определенной для ВЭС, светового потока для СЭС. Если эти виды генерации будут преобладать в структуре, то вероятность блэкаута в случае плохой погоды становится угрожающей
б) необходимость изменения структуры электрических сетей: предполагается использование альтернативной энергетики на базе домохозяйств. Это приводит к переходу от иерархической модели "несколько производителей — много потребителей" к одноранговой модели "много производителей-потребителей". Для этого необходимы коммутирующие и согласующие устройства для перенаправления энергии и тому подобное.
в) низкая эффективность генерации: дело в том что большинство видов альтернативной энергетики требует для себя огромной площади.
Для примера: площадь Ленинградской АЭС — 454 га, т.е. 4.5 км2, а ее мощность — 4 ГВт.
Для получения аналогичной мощности солнечной генерацией нам потребуется (возьмем удельную мощность потока 1000 Вт/м2 и максимальный из представленных в статье КПД 44%) 4 000 000 000 Вт / (1000 Вт/м2 * 0.44) = 9.1 км2, т.е. вдвое больше для идеальных условий, реальная же удельная мощность потока может быть на порядок меньше, соответственно площадь станции — на порядок больше. И это не учитывая того факта, что модули не могут лежать сплошным ковром, как минимум необходимо еще оставить проходы для обслуживания и установить преобразователи. Для ВЭС ситуация еще хуже — на 780 МВт требуется 400 км2. Это связано с тем что ветряки следует располагать особым образом, чтобы они не перекрывали друг друга.
Суммарная мощность АЭС Франции — около 63 ГВт. Если все их заменить ветроэлектростанциями подобными приведенной выше — нам потребуется площадь в 32 тыс. км2, что чуть больше площади Харьковской области. Собственно из приведенных выше расчетов понятно, почему попытки отказа от АЭС приводят в основном к увеличению использования традиционного горючего топлива (использование которого — безусловно расточительно и опасно). Земля тоже является природным ресурсом и часто очень дорогим.
Так же можно рассматривать финансовые аспекты, но тут я вас отошлю к этой странице.
В Европе существуют две страны которые почти полностью обеспечивают себя с помощью возобновляемой энергии[link]: Норвегия и Исландия. Норвегии это позволяет сделать огромное количество рек (т.е. гидроэлектростанции), а Исландии — население в 300 тысяч человек, ничтожная плотность населения и доступ к геотермальным источникам, которые встречаются в целом достаточно редко. Ну и опять таки водные ресурсы.
Вместо заключения: безвредной энергии не бывает, бывает энергия которая требует несколько других ресурсов и приводит к другим загрязнениям. Единственной реальной альтернативой традиционным источникам энергии является ГЭС, для строительства которых необходим доступ к водным ресурсам. Если такого доступа нет, то при наличии сколь либо развитой промышленности следует выбирать между АЭС и ТЭС. В первом случае вы получаете сравнительно чистую энергию, которую требуется тщательно обслуживать, во втором — загрязнение воздуха, в том числе и радиоактивностью.
