Քամու և արևի վերականգնվող աղբյուրները նավթին չեն փոխարինի

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Մենք առաջարկում ենք ASh-ի ընթերցողներին թարգմանել Գեյլի «Ծեր տիկնայք» Տվերբերգի (OurFiniteWorld) հոդվածը, որը հայտնի է իր համակարգային մոտեցմամբ, ֆինանսական նախադրյալներով և ֆիզիկական տնտեսագիտության նկատմամբ հարգանքով: Լավ հեղինակ, մի խոսքով:-)

Ինչու՞ կարող են RES-ն օգտագործել մոդելները ստել:

Համաշխարհային տնտեսության էներգետիկ կարիքները կարծես թե հեշտ է մոդելավորել: Եկեք հաշվարկենք սպառումը` նույնիսկ կիլովատ/ժամով, նույնիսկ բարել նավթի համարժեքով, նույնիսկ բրիտանական ջերմային միավորներով, կիլոկալորիաներով կամ ջոուլներով: Չէ՞ որ երկու տեսակի էներգիան համարժեք է, եթե դրանք արտադրում են նույն քանակությամբ օգտակար աշխատանք։

Օրինակ, տնտեսագետ Ռանդալ Մունրոն իր տեսանյութի շապիկում բացատրում է վերականգնվող էներգիայի առավելությունները։ Նրա մոդելի համաձայն՝ արևային մարտկոցները (եթե կառուցված են ըստ ձեր ցանկության) կարող են բավարար էլեկտրաէներգիա ապահովել ձեզ և ձեր հարևանների կես տասնյակի համար։ Քամու գեներատորները (նաև աբսուրդի աստիճանի կառուցված, բայց իհարկե) էներգիա կապահովեն ձեզ և ևս մեկ տասնյակ հարևանների համար:

Այնուամենայնիվ, այս վերլուծության մեջ կա մի տրամաբանական անցք. Քամու և արևային մարտկոցների արտադրած էներգիան այն չէ, ինչ անհրաժեշտ է տնտեսությանը (գոնե առայժմ ոչ): Քամին և արևը առաջացնում են ընդհատվող էլեկտրաէներգիա, որը հաճախ հասանելի է ոչ ճիշտ ժամանակին և ոչ ճիշտ տեղում: Համաշխարհային տնտեսությունը կարիք ունի էներգիայի տարբեր տեսակների, այդ տեսակները պետք է համապատասխանեն ժամանակակից աշխարհի ամենատարբեր համակարգերի ինժեներական բնութագրերին: Էներգիան պետք է առաքվի ճիշտ վայր և օգտագործողներին հասցվի օրվա ճիշտ ժամին կամ տարվա ճիշտ ժամանակին: Հնարավոր է նույնիսկ անհրաժեշտ լինի մի քանի տարի պահել արևից և քամուց ստացված էներգիան (օրինակ, դուք օգտագործում եք պոմպային պահեստային էլեկտրակայան, և տարածաշրջանում երաշտ է):

Կարծում եմ, որ իրավիճակը նման է հիպոթետիկ գիտնականներին, ովքեր որոշել են տնտեսության արդյունավետությունը բարձրացնելու համար 20 տարում բնակչության 100%-ը ավանդական սննդից տեղափոխել խոտ ու սիլոս։ Կովերը, այծերը, ոչխարները ուտում են, չէ՞։ Ինչու՞ մարդիկ չեն կարող: Խոտը, անկասկած, պարունակում է տոննա օգտակար էներգիա։ Խոտի տեսակների մեծ մասը մարդկանց համար ոչ թունավոր է թվում, գոնե փոքր քանակությամբ: Թվում է, թե խոտը բավականին լավ է աճում: Խոտը կարող է պահվել հետագա օգտագործման համար: Սննդամթերքի արտադրության համար խոտի օգտագործմանն անցնելը կարծես թե արժե CO2 արտանետումների առումով: Ցավոք սրտի, խոտն ու սիլոսը այն էներգիան չեն, որը մարդիկ սովորաբար օգտագործում են։ Այն փաստը, որ մեծ կապիկները ինչ-որ կերպ չեն զարգացել որպես խոտակերներ, նման է այն փաստին, որ ժամանակակից տնտեսությունում նյութական արտադրությունն ու փոխադրումը ինչ-որ կերպ չեն համապատասխանում քամու և արևի ընդհատվող էներգիային:

Մարդու սննդակարգում խոտ դնելը կարող է լավ «աշխատել», բայց դրա համար այլ օրգանիզմ է պետք։

Եթե շուրջը նայեք, հեշտությամբ կարող եք գտնել խոտակեր տեսակներ։ Չորս խցիկ փորով կենդանիները ծաղկում են խոտաբույսերի սննդակարգով: Այս օրգանիզմները հաճախ ունենում են անընդհատ աճող ատամներ, քանի որ խոտի մեջ պարունակվող սիլիցիումը հակված է մաշելու ատամները: Հավանաբար, գենետիկական ինժեներիայի միջոցով մարդիկ կարող են ավելորդ ստամոքսներ աճեցնել և անընդհատ թարմացվող ատամներ ավելացնել: Մեր մարմնի այլ օգտակար, բայց ոչ շատ գրավիչ ճշգրտումներ կարող են պահանջվել, օրինակ՝ ուղեղը փոքրացնելու (իսկ ծնոտն ավելի մեծ): Ուղեղի բարձր ակտիվությունը պահպանելու համար չափազանց շատ կալորիաներ են պահանջվում, դուք չեք կարող այդքան շատ սիլոս ծամել:

ՎԷ գրեթե բոլոր ներկայիս մոդելների խնդիրն այն է, որ համակարգը դիտարկվում է «նեղ շրջանակում»: Դիտարկվում է խնդրի միայն մի փոքր մասը՝ սովորաբար միայն վահանակների և հողմային տուրբինների գների անկումը (կամ «էներգիայի ծախսերը»), և ենթադրվում է, որ դա միակ ծախսն է, որը կապված է սպառման ողջ օրինաչափության փոփոխության հետ:Իրականում, տնտեսագետները պետք է խոստովանեն, որ տնտեսությունը 100%-ով վերականգնվող էներգիայի տեղափոխումը կպահանջի հասարակության մեջ կտրուկ փոփոխություններ, որոնք նման են բազմախցիկ ստամոքսի և անընդհատ աճող ատամների՝ 100%-անոց բուսական սննդակարգին անցնելու համար: Ձեր վերլուծությունը «ավելի լայն շրջանակի» կարիք ունի:

Եթե Ռանդալ Մունրոն հաշվի առնվեր համակարգի անուղղակի էներգիայի ծախսերը, ներառյալ այն էներգիան, որն անհրաժեշտ է գոյություն ունեցող էներգահամակարգերը վերակառուցելու համար, նրա վերլուծությունը հավանաբար կփոխվի: Քամու և արևի էներգիայի կարողությունը սնուցել ինչպես ձեր սեփական, այնպես էլ մոտ մեկ տասնյակ հարևանների տունը, հավանաբար կվերանա: Չափազանց շատ էներգիա կօգտագործվի, որպեսզի համակարգը գործի որպես բազմախցիկ ստամոքսի և անընդհատ աճող ատամների համարժեք: Համաշխարհային էներգետիկ ոլորտը կաշխատի էներգիայի վերականգնվող աղբյուրների վրա, բայց ոչ այնպես, ինչպես նախկինում էր։ Կոպիտ ասած՝ փոքր ուղեղը շատ տարբեր մտքեր կմտածի։

Արդյո՞ք «ձեր տասնյակ հարևանների կողմից օգտագործվող էներգիան» ճիշտ չափիչ է:

Նախքան շարունակեմ այն մասին, թե ինչն է սխալվել Մանրոյի մոդելի հետ, ես պետք է հակիրճ խոսեմ նրա հաշվման մեթոդի մասին: Մանրոն խոսում է «տնտեսության և տասնյակ հարևանների կողմից սպառվող էներգիայի մասին»: Հաճախ լուրեր ենք լսում այն մասին, թե քանի տնային տնտեսությունների կարող է սպասարկել նոր էլեկտրակայանը կամ քանի տնային տնտեսություն ժամանակավորապես փակվել է փոթորկի պատճառով։ Մանրոյի կողմից օգտագործված չափանիշը շատ նման է: Բայց արդյո՞ք նա ամեն ինչ հաշվի է առել։

Բացի տնային տնտեսություններից, տնտեսությունը պահանջում է էներգիայի տարբեր աղբյուրներ շատ այլ վայրերում, այդ թվում՝ կառավարությունում՝ պաշտպանության և իրավապահ մարմինների համար, ճանապարհների կամ դպրոցների կառուցման, համեղ ուտելիքներ աճեցնելու ֆերմաներում և առողջարար ապրանքներ պատրաստելու գործարաններում։. Անիմաստ է սահմանափակել հաշվարկը միայն քաղաքացիների տներում սպառման համար: (Իրականում, Մանրոն այնքան պարզեցված է իր հաշվարկներում, որ հնարավոր չէ պարզել, թե կոնկրետ ինչ է ներառված նրա վերլուծության մեջ: Թվում է, թե նա հաշվում է միայն էլեկտրական վարդակներում գտնվող էներգիան:) Իմ անկախ վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ուղղակիորեն տնային տնտեսություններում ԱՄՆ-ում սպառվում է բոլոր տեսակի էներգիայի ընդհանուր քանակի միայն մեկ երրորդը: Մնացածը սպառում են մասնավոր բիզնեսն ու պետական մարմինները…

Գ. Տվերբերգի գրառումը.

«Մոտ մեկ երրորդի» իմ գնահատականը հիմնված է ՇՄԱԳ-ի և BP-ի տվյալների վրա: Էլեկտրաէներգիայի առումով ՇՄԱԳ-ի տվյալները ցույց են տալիս, որ Միացյալ Նահանգներում տնային տնտեսություններն օգտագործում են էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր արտադրության մոտ 38%-ը: Ինչ վերաբերում է տրանսպորտի և էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար չօգտագործվող վառելիքին, ապա այն կազմում է մոտ 19%։ Համատեղելով այս երկու կատեգորիաները՝ մենք գտնում ենք, որ ամերիկյան տնային տնտեսություններն օգտագործում են ոչ ավտոմեքենաների վառելիքի մոտ 31%-ը: Տրանսպորտային վառելիքի համար լավագույն հասանելի տվյալները BP-ի նավթամթերքի վիճակագրությունն է: BP-ի տվյալներով՝ աշխարհում նավթի 26%-ն այրվում է շարժիչային բենզինի տեսքով։ ԱՄՆ-ում՝ մոտ 46%։ Իհարկե, այս բենզինի մի մասը չի օգտագործվում կենցաղային կարիքների համար. օրինակ, ոստիկանական մեքենաները սովորաբար բենզին են, ինչպես փոքր բեռնատարները, որոնք օգտագործում են բիզնեսը: Բացի այդ, Միացյալ Նահանգները Չինաստանից և այլ երկրներից արտադրված ապրանքների հիմնական ներմուծողն է: Այս ներմուծման մեջ ներառված օգտակար հանածո վառելիքի էներգիան երբեք չի հասնում ԱՄՆ էներգետիկ վիճակագրությանը:

Մնում է միայն կարգավորել Munro-ի հաշվարկները՝ ներառելով ձեռնարկությունների և հաստատությունների կողմից սպառվող էներգիան, և մենք պետք է անմիջապես բաժանենք նշված տասնյակ բնակելի շենքերը մոտ երեքի: Այսպիսով, «Ձեզ և ձեր մեկ տասնյակ հարևանների համար բավարար էներգիա» փոխարեն պետք է ասեք. «Էներգիա ձեզ և երեք-չորս հարևանների համար»: Տասնյակը («մեծության մեկ կարգ», ինչպես կասեին ինժեներները) ինչ-որ տեղ կգոլորշիանա։ Ընդ որում, հաշվարկներում սոցիալական էներգիայի ներառումը ճանապարհի միայն սկիզբն է։ Ինչպես ցույց կտա ստորև, ամբողջական ճշգրտման համար դուք պետք է բաժանեք ոչ թե երեքի, այլ շատ ավելի մեծ արժեքի:

Որո՞նք են քամու և արևի վերականգնվող էներգիայի անուղղակի ծախսերը:

Կան մի շարք անուղղակի ծախսեր.

(1) Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից էներգիա մատակարարելու ծախսերը շատ ավելի բարձր են, քան էլեկտրաէներգիայի այլ տեսակների ծախսերը, սակայն ուսումնասիրությունների մեծ մասում դրանք կա՛մ համարվում են հավասար, կա՛մ միջինացված են ամբողջ տնտեսության վրա:

Միջազգային էներգետիկ գործակալության (IEA) 2014 թվականի ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ հողմային տուրբիններից էներգիայի փոխանցման արժեքը մոտ երեք անգամ գերազանցում է ածխի կամ միջուկային էներգիայի արժեքը: Քանի որ քամու և արևի արտադրող հզորությունների մասնաբաժինը տեղադրված ընդհանուր հզորության մեջ մեծանում է, ավելցուկային ծախսերը ցույց են տալիս աճի միտում: Ահա պատճառներից ընդամենը մի քանիսը.

ա) Ավելի շատ հաղորդման գծեր կառուցելու անհրաժեշտություն, պարզապես այն պատճառով, որ գծերը պետք է նախագծված լինեն զգալիորեն ավելի բարձր գագաթնակետային բեռների համար: Քամուց էներգիան սովորաբար հասանելի է (տե՛ս CFR-ով խաղերի մասին հղումը) ժամանակի 25%-ից մինչև 35%-ը; արևը հասանելի է ժամանակի 10%-ից մինչև 25%-ը: {M. Ya.: Ըստ BP-ի, 2018-ին հայտարարված տեղադրված քամու հզորությունը օգտագործվել է 25,7%-ով, արևայինը՝ 13,7%-ով։ Հրաշքներ չեն լինում։}. Հետևաբար, երբ այդ վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները աշխատում են լրիվ բեռնվածությամբ, օրինակ՝ էներգիա են կուտակում պոմպային պահեստային էլեկտրակայանում արևոտ և քամոտ օրերին, անհրաժեշտ է էլեկտրահաղորդման գծերի 3-4 անգամ ավելի մեծ հաղորդունակություն՝ անընդմեջ արտադրող հզորությունների համեմատ:

բ) ԲԷՑ-երը միջինում ավելի մեծ հեռավորություն ունեն էներգիա արտադրող կետի և սպառողի միջև: Որպես օրինակ, համեմատեք ծովային հողմային տուրբինները, որոնք գտնվում են մոտակա համայնքից 20-30 մղոն հեռավորության վրա, տիպիկ քաղաքային ջերմաէլեկտրակայանի հետ:

(գ) Համեմատած հանածո վառելիքի հզորության՝ քամու և արևային էլեկտրակայանների էներգիայի արտադրությունը շատ ավելի դժվար է կանխատեսել. հիշեք ասացվածքները ժամանակակից եղանակի կանխատեսումների անհավանական ճշգրտության մասին: Հետևաբար, ավելանում է էներգիայի մատակարարման արժեքը։

2) Էլեկտրահաղորդման գծերի ընդհանուր երկարության ավելացման պատճառով այդ գծերը հարմար և անվտանգ վիճակում պահելու համար աշխատուժի ծախսերն ավելանում են: Սա հատկապես ցավալի է չորային և քամոտ շրջաններում, որտեղ նման գծերի պահպանման հետաձգումը կարող է հանգեցնել հրդեհի:

Կալիֆորնիայում էլեկտրահաղորդման գծերի ոչ պատշաճ սպասարկումը հանգեցրեց PG&E էներգահամակարգի սնանկացմանը: Նկատի առեք, թե ինչպես PG&E-ն նախաձեռնեց երկու «կանխարգելիչ» անջատումներ, որոնցից մեկը տուժեց մոտ երկու միլիոն մարդու վրա: Տեխասի էլեկտրաէներգիայի պաշտոնյաները հայտնում են. «Մեր նահանգի էլեկտրահաղորդման գծերը վերջին երեքուկես տարվա ընթացքում ավելի քան 4000 հրդեհի պատճառ են դարձել»: Բիզնեսը չի սահմանափակվում միայն հողմային տուրբիններով։ Վենեսուելայում Գուրիի հիդրոէլեկտրակայանի և Կարակասի միջև 600 կմ երկարությամբ էլեկտրահաղորդման գծի երկայնքով բռնկված անտառային հրդեհները մեկ զանգվածային անջատման պատճառ են դարձել:

Իհարկե, կան տեխնիկական հնարավորություններ։ Ամենահուսալի միջոցը ստորգետնյա էլեկտրահաղորդման գծերն են։ Անգամ մեկուսացված մետաղալարի (հիդրոլին) օգտագործումը մերկ մետաղալարի փոխարեն կարող է բարելավել անվտանգությունը: Այնուամենայնիվ, ցանկացած տեխնիկական լուծում ունի իր գինը: Այս ծախսերը պետք է հաշվի առնել վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների զարգացումը «ամենացանկալի» մակարդակի մոդելավորելիս։

(3) Ցամաքային տրանսպորտը վերականգնվող էներգիայի վերածելու համար կպահանջվեն հսկայական ներդրումներ ենթակառուցվածքներում: Իհարկե, եթե միայն «վերին միջին խավի» ամենավերին շերտը կօգտագործի էլեկտրական մեքենաներ, ապա խնդիր չկա։ Հասկանալի է, որ հարուստները կարող են իրենց թույլ տալ ինչպես էլեկտրական մեքենաներ, այնպես էլ (ջեռուցվող) ավտոտնակներ/կայանատեղեր՝ հատուկ էլեկտրական միացումներով: Հասկանալի է, որ հարուստները միշտ կգտնեն իրենց մարտկոցով աշխատող մեքենան առանց թութքի լիցքավորելու միջոց, և այդ հարմարություններից շատերն արդեն առկա են:

Բռնելն այն է, որ պակաս հարուստները չունեն նույն հնարավորությունները: Ի դեպ, այս «ոչ ամենաաղքատ» մարդիկ նույնպես շատ զբաղված մարդիկ են, և նրանք նույնպես չեն կարող իրենց թույլ տալ ժամերով սպասել մեքենայի լիցքավորմանը։ Սպառողների այս ենթախումբը շատ վայրերում շատ էժան արագ լիցքավորման կայանների կարիք ունի:Արագ լիցքավորման ենթակառուցվածքի արժեքը, հավանաբար, պետք է ներառի ճանապարհների սպասարկման հարկերը, քանի որ սա այն ծախսերից մեկն է, որը ներառված է ավտոմեքենայի վառելիքի գների մեջ այսօր ԱՄՆ-ում և շատ այլ երկրներում:

{Խոսքը նույնիսկ աղքատների ու հասարակության ամենաաղքատ խավերի մասին չէ։ Նրանց էլեկտրական մեքենան լավագույն դեպքում մարտկոցով աշխատող սկուտեր է: - M. Ya.}

(4) Պահուստային հզորության բացակայության պայմաններում ընդհատվող էլեկտրամատակարարումը մեծացնում է նյութական արտադրության արժեքը։ Տարածված կարծիք կա, որ ընդհատվող արտադրությունը կարելի է համեմատաբար հեշտությամբ լուծել կազմակերպչական պարզ միջոցներով, ինչպիսիք են «լողացող» օրական/շաբաթական/սեզոնային դրույքաչափերը, «խելացի ցանցերը»՝ անջատելով կենցաղային սառնարանները և ջրատաքացուցիչները պիկ բեռների ժամանակ և այլն: Այս մոդելները քիչ թե շատ արդարացված են, եթե համակարգը հիմնականում բաղկացած է ջերմաէլեկտրակայաններից և ատոմակայաններից, իսկ արտադրության մեջ վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների տեսակարար կշիռը չափվում է առաջին տոկոսով։

Իրավիճակն արմատապես փոխվում է, եթե վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների մասնաբաժինը սկսի գերազանցել այս առաջին տոկոսները։ Մեզ պետք են քիմիական մարտկոցներ, որոնք կարող են հարթել ամենօրյա գագաթնակետային բեռները, հատկապես երեկոյան, երբ մարդիկ աշխատանքից տուն են գալիս և ցանկանում են ընթրել, իսկ արևը` ախ-անհանգստություն, արդեն մայր է մտել: Հողմատուրբինների հետ կապված իրավիճակն էլ ավելի վատ է. այնտեղ էներգիայի արտադրությունը կարող է խորտակվել ցանկացած պահի և ոչ միայն անդորրության, այլև փոթորկի պատճառով։

Մարտկոցները կարող են օգնել ամենօրյա ցիկլի ժամանակի և կարճաժամկետ անջատումների դեպքում, սակայն վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներն ունեն նաև ավելի երկար անջատումներ: Օրինակ, տեղումներով ուժեղ փոթորիկը կարող է միաժամանակ մի քանի օրով խաթարել արևային և քամու էներգիան տարվա ցանկացած ժամանակ: Ուստի, եթե համակարգը պետք է աշխատի միայն վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներով, ապա ցանկալի է առնվազն երեք օրվա ընթացքում ունենալ էներգիայի պաշար։ Ստորև ներկայացված կարճ տեսանյութում Բիլ Գեյթսը հոռետեսորեն է վերաբերվում Տոկիոյի նման մետրոպոլիայի համար նման «մարտկոցի» չափերին:

Նույնիսկ հիմա, երբ արտադրության մեջ վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների համեմատաբար ցածր մասնաբաժին կա, մենք չունենք սարքեր, որոնք կարող են ապահովել եռօրյա ամբողջական կրկնօրինակում: Եթե համաշխարհային տնտեսությունն անցնի բացառապես էներգիայի վերականգնվող աղբյուրներին, և մեկ շնչին բաժին ընկնող էլեկտրաէներգիայի սպառումը դեռ կաճի ներկայիս համեմատ (էլեկտրական մեքենաներ և այլն), ինչո՞ւ եք կարծում, որ ավելի հեշտ կլինի ստեղծել եռօրյա անխափան սնուցման աղբյուրներ։

Բայց երեք օր էներգիա պահելը սեզոնային ցիկլի համեմատ փոքր է: Նկար 1-ը ցույց է տալիս Միացյալ Նահանգներում էներգիայի սպառման սեզոնային օրինաչափությունը:

Գծապատկեր 1. ԱՄՆ էներգիայի սպառումը ըստ տարվա ամիսների՝ հիմնված ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարության տվյալների վրա: «Հանգիստը» ընդհանուր էներգիան է՝ հանած էլեկտրաէներգիան և տրանսպորտային էներգիան։ Ներառում է՝ բնական գազ ջեռուցման համար, նավթամթերք գյուղատնտեսության համար և արդյունաբերական արտադրության մեջ օգտագործվող բոլոր տեսակի հանածո վառելիքներ (նավթաքիմիական նյութեր, պոլիմերներ և այլն)

Արևային էներգիայի արտադրությունը ԱՄՆ-ում գագաթնակետին է հասնում հունիսին, իսկ նվազագույնը՝ դեկտեմբերից փետրվար: Հիդրոէլեկտրակայաններն իրենց ամենամեծ հզորությունն արտադրում են գարնանային ջրհեղեղի ժամանակ, սակայն դրանց թողունակությունը տարեցտարի տատանվում է: Քամու էներգիան անկանխատեսելիորեն փոխվում է.

Ժամանակակից տնտեսությունը չի կարող հաղթահարել էլեկտրաէներգիայի անջատումները. Օրինակ, մետաղներ հալեցնելու համար ջերմաստիճանը պետք է մշտապես բարձր մնա։ Վերելակները չպետք է կանգնեն հարկերի միջև միայն այն պատճառով, որ փոթորիկը հարվածել է հողմակայանին: Սառնարանները պետք է սառչեն, որպեսզի թարմ միսը չփչանա։

Գոյություն ունեն երկու մոտեցում, որոնք կարող են օգտագործվել սեզոնային էներգետիկ խնդիրների լուծման համար.

ա) վերակառուցել արդյունաբերությունը, որպեսզի ձմռանը ավելի քիչ էներգիա ծախսվի արդյունաբերական արտադրության համար, իսկ ավելի շատ մնա տնային տնտեսությունների կարիքների համար: Ալյումին ձուլեք և ցեմենտ վառեք միայն ամռանը։

(բ) Կառուցել հսկայական ծավալի պահեստարաններ, օրինակ՝ պոմպային պահեստային էլեկտրակայան, պահպանել էներգիան մի քանի ամիս կամ նույնիսկ տարիներ շարունակ։

Այս մոտեցումներից որևէ մեկը չափազանց թանկ է: Գենետիկական ինժեներիայի մեթոդների նման մի բան՝ մարդուն երկրորդ ստամոքսի վրա դասավորելու համար: Որքան ես գիտեմ, այս ծախսերը մինչ օրս ներառված չեն ոչ մի մոդելում {Gail-ը սխալ է:Դեյվիդ Մակքեյը պատրաստել է այսպիսի մոդել.

Նկար 2-ը ցույց է տալիս էներգիայի բարձր ծախսերը, որոնք կարող են առաջանալ էներգիայի ավելցուկի զգալի մասն ավելացնելիս: Այս օրինակում «մաքուր էներգիան», որն ապահովում է համակարգը, ըստ էության ծախսվում է պաշարը աշխատանքային վիճակում պահելու վրա։ EroEI պարամետրը համեմատում է օգտակար էներգիայի արտադրությունը էներգիայի սպառման հետ:

Նկար 2. Գրեհեմ Փալմերի ERoEI սյուժեն, ինչպես հաղորդում է Australia Energy-ն:

Նկար 2-ի օրինակը հաշվարկված է Մելբուռնի համար, որտեղ կլիման համեմատաբար մեղմ է, և չկա ուժեղ սառնամանիք կամ ծայրահեղ շոգ: Օրինակում օգտագործվում է արևային մարտկոցների և դիզելային գեներատորների տեսքով «սառը սպասման» քիմիական մարտկոցների համադրություն: Արևային մարտկոցները և քիմիական մարտկոցները ապահովում են համակարգի էլեկտրաէներգիայի 95%-ը։ Դիզելային արտադրությունն օգտագործվում է երկարատև ընդհատումների և վթարների ժամանակ և ծածկում է սպառման մնացած 5%-ը։ Եթե վթարային դիզելային գեներատորներն ամբողջությամբ հանվեն մոդելից, ապա ավելի շատ արևային մարտկոցներ և ավելի շատ մարտկոցներ կպահանջվեն: Այս լրացուցիչ մարտկոցները և վահանակները կօգտագործվեն չափազանց հազվադեպ, բայց արդյունքում համակարգի ERoEI-ն էլ ավելի կնվազի:

Այսօր հիմնական պատճառը, որ էլեկտրաէներգետիկ համակարգը չի նկատում ընդհատվող արտադրության ծախսերը, քամու և արևի արտադրության ցածր տեսակարար կշիռն է։ BP-ի տվյալներով՝ 2018 թվականին աշխարհում արտադրվել է 26614,8 TWh էլեկտրաէներգիա (398 վտ ակնթարթային հզորություն մեկ շնչի հաշվով)։ Քամու ներդրումը կազմել է 1270,0 ՏՎտժ (4,8%), արևային մարտկոցների ներդրումը` 584,6 (2,2%)։ Էներգիայի ընդհանուր հոսքը կազմել է 13,864,4 միլիոն տոննա նավթային համարժեք (տարեկան 1,816 կգ նավթային համարժեք մեկ դիակի համար), այդ թվում՝ 611,3 միլիոն մատը միջուկային վառելիքից: Այս հսկայական ծավալում քամու մասնաբաժինը կազմում է 287,4 մլն մատ (2,1%), արևային էլեկտրաէներգիայի տեսակարար կշիռը՝ 132,2 (1,0%)։ Քամին և արևային մարտկոցները միասին յուրաքանչյուր երկրացու համար տվել են 1,5 մեքենայի բենզինի բաքի համարժեք՝ 56 կգ պայմանական յուղից մի փոքր պակաս:

Երկրորդ պատճառը, թե ինչու էլեկտրաէներգետիկ համակարգը դեռ չի նկատում վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների ծախսերը, այն է, որ այդ հավելյալ ծախսերը բաշխվում են էներգիայի սպառման ողջ փաթեթի արժեքի վրա, ներառյալ արտադրության ավանդական աղբյուրներով (ածուխ, բնական գազ և ատոմակայաններ): Վերջիններս ստիպված են ապահովել պահուստային հզորություններ, այդ թվում՝ «տաք» ռեզերվ՝ առանց ծախսերի համարժեք փոխհատուցման։ Այս պրակտիկան մեծ խնդիրներ է ստեղծում արտադրող ընկերությունների համար, իսկ պահուստային հզորությունները չեն ստանում համապատասխան ֆինանսավորում։ Ավանդական էներգիայի ինժեներները ստիպված են գազն անվճար այրել՝ առանց մեկ կիլովատ/ժամ վաճառելու, միայն այն բանի համար, որ աղոտ կանաչ գործընկերները կարողանան վաճառել քամու և արևային կիլովատ/ժամը ողջամիտ գնով և ընդունելի էներգահամակարգի ողջ հուսալիությամբ:

Եթե Կանաչների հավակնոտ ծրագրերի համաձայն, հանածո վառելիքի օգտագործումը հանկարծակի դադարեցվի, այդ բոլոր պահուստային և հիմնական հզորությունները, այդ թվում՝ ատոմակայանները, կվերանան։ (Միջուկային վառելիքի արդյունահանումը, տարօրինակ կերպով, նույնպես կախված է հանածոներից:) ԲԷՑ-ը հանկարծ պետք է պարզի, թե ինչպես կարող է պահուստավորել հզորությունը սեփական միջոցների համար: Հենց այդ ժամանակ էլ անդադարության խնդիրն անհաղթահարելի է դառնում։ Նավթի, նավթամթերքի, ածուխի, ուրանի ռազմավարական պաշարները կարող են պահպանվել տարիներ շարունակ, ընդ որում՝ աննշան կորուստներով և համեմատաբար էժան. ստորգետնյա գազապահեստարանների շահագործումը մի փոքր ավելի թանկ է. Արտադրված էլեկտրաէներգիայի պահպանման ծախսերը՝ լինի դա պոմպային պահեստային էլեկտրակայաններում, թե քիմիական մարտկոցներում, աներևակայելի հսկայական են: Վերջիններս ներառում են ոչ միայն բուն համակարգի արժեքը, այլև էլեկտրաէներգիայի անխուսափելի կորուստները պոմպային պահեստային էլեկտրակայանը մղելու և մարտկոցները լիցքավորելու ժամանակ։

Փաստորեն, ավանդական հզորությունների ֆինանսավորման բացակայությունը, որը կապված է ներդրումների համար ԲԷՍ-ի արտոնության հետ, արդեն որոշ տեղերում դառնում է անհաղթահարելի խնդիր։ Օհայոն վերջերս որոշել է կրճատել վերականգնվող էներգիայի ֆինանսավորումը և սուբսիդիաներ տրամադրել ատոմակայաններին և ածուխով աշխատող էլեկտրակայաններին:

(5) Հողմատուրբինների, արևային մարտկոցների և քիմիական մարտկոցների հեռացման ծախսերը գրեթե երբեք չեն արտացոլվում նախագծերի ծախսերի գնահատականներում:

Թվում է, թե էներգետիկ մոդելներում համոզմունք կա, որ իրենց ծառայության ժամկետի ավարտին հողմային տուրբինները, վահանակները և բազմատոնանանոց մարտկոցները բնության մեջ ինքնուրույն կլուծվեն: Նույնիսկ եթե հեռացման ծախսերը ներառված են գնահատումների մեջ, հաճախ ենթադրվում է, որ ապամոնտաժման արժեքը կլինի ավելի ցածր, քան մետաղի ջարդոնի գինը: Մենք արդեն բացահայտում ենք, որ օգտագործված թափոնների իրավասու հեռացումը թանկ հաճույք է, և վերամշակման համար էներգիայի սպառումը (հատկապես մետաղների և կիսահաղորդիչների) հաճախ ավելի բարձր է, քան մոնտաժի շահագործման ընթացքում սպառողներին վաճառվող ամբողջ էներգիան:

(6) ԲԷՑ-ը ուղղակիորեն փոխարինում է շատ սարքերի և գործընթացների, որոնք մենք այսօր ակտիվորեն օգտագործում ենք: Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների շահագործման համար անհրաժեշտ իրերի ցանկը երկար է, և այդ ցանկի մեծ մասն արտադրվում է, գոնե առայժմ, բացառապես հանածո վառելիքի օգտագործմամբ: Լավ օրինակ է ուղղաթիռների հողմատուրբինների սպասարկումը: Պարզապես մի փորձեք մեզ համոզել, որ ծանր ուղղաթիռները կարող են թռչել նաև մարտկոցներով: Այս գործընթացներից կամ սարքերից շատերը չեն փոխվի առնվազն առաջիկա 20 տարիների ընթացքում, ինչը նշանակում է, որ հանածո վառելիքներ կպահանջվեն վերականգնվող էներգիայի համակարգերը գործուն պահելու համար:

Բացի վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների սպասարկումից, կան բազմաթիվ այլ գործընթացներ, որտեղ հանածո վառելիքին փոխարինող չկա և ապագայում տեսանելի չեն: Պողպատը, պարարտանյութը, ցեմենտը և պլաստիկը չորս օրինակ են, որոնց մասին Բիլ Գեյթսը նշում է իր տեսանյութում։ Եվ կնշենք նաև ասֆալտը և ժամանակակից դեղամիջոցների մեծ մասը։ Մենք պետք է շատ բան փոխենք և սովորենք, թե ինչպես անել առանց սովորական բարիքների: Անհնար է կառուցել ո՛չ ճանապարհ, դե, երևի, սալաքարով, ո՛չ էլ ժամանակակից բազմահարկ շենք՝ միայն վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներով։ Հավանաբար, որոշ նյութեր կարելի է փոխարինել փայտով, բայց արդյո՞ք փայտը կբավականացնի բոլորին, և արդյոք աշխարհը կկանգնի անտառների զանգվածային հատման խնդրին:

(7) Հավանական է, որ վերականգնվող էներգիային անցումը կտևի ոչ թե 20 տարի, ինչպես Կանաչների վարդագույն կանխատեսումներում, այլ 50 և ավելի տարի: Այս ընթացքում քամին և արևային էներգիան օգտակար օգնություն կգործեն հանածո վառելիքի տնտեսության համար, սակայն վերականգնվող աղբյուրները չեն կարողանա փոխարինել հանածո վառելիքին: Սա նաև ավելացնում է ծախսերը:

Որպեսզի հանածո վառելիքի արտադրությունը տեսանելի ապագայում շարունակվի, ռեսուրսներն ու գումարները պետք է ծախսվեն մոտավորապես նույն տեմպերով, ինչ այսօր։ Հանածո վառելիքի մատակարարումը դեռևս պահանջում է ենթակառուցվածք՝ խողովակաշարեր, նավթավերամշակման գործարաններ և պատրաստված մասնագետներ: Հանքագործները, նավթագործները, գազի աշխատողները, ՋԷԿ-երի և ատոմակայանների օպերատորները և «ավանդական կողմնորոշված» էներգետիկ ոլորտի շատ այլ աշխատողներ ինչ-ինչ պատճառներով ցանկանում են աշխատավարձ ստանալ ամբողջ տարին, և ոչ միայն հանկարծակի. Ձյան տեղումները և արևային մարտկոցները ժամանակավորապես … Հանքարդյունաբերական ընկերությունները պետք է մարեն ավելի վաղ ստացված վարկերը՝ առկա օբյեկտների կառուցման համար։ Եթե բնական գազն օգտագործվի որպես ձմեռային պաշար, ապա կպահանջվեն ստորգետնյա նոր պահեստարաններ։ Եթե նույնիսկ բնական գազի օգտագործումը նվազի, ասենք, կատեգորիկ 90%-ով, ապա անձնակազմի և ենթակառուցվածքների ծախսերը, որոնք հիմնականում ֆիքսված են և քիչ են կախված մղման ծավալից, կնվազեն շատ ավելի փոքր տոկոսով, ասենք, 30%-ով։.

Պատճառներից մեկն այն է, որ վերականգնվող էներգիային անցումը երկար ու ցավոտ կլինի, այն է, որ շատ դեպքերում ակնարկ անգամ չկա, թե ինչպես կարելի է դուրս գալ «նավթային ասեղից»: Պետք է փոփոխություններ կատարել տեխնոլոգիայի մեջ, իսկ դրա համար՝ նոր բան հորինել։ Գյուտից հետո տեխնիկական նորամուծությունները պետք է փորձարկվեն իրական սարքերի վրա: Երբ փորձեցին, եթե ամեն ինչ կարգին է, պետք է կառուցել ու հիմնել նոր սարքերի զանգվածային արտադրության տեխնոլոգիական գծեր։ Հավանական է, որ ապագայում անհրաժեշտ կլինի ինչ-որ կերպ փոխհատուցել գոյություն ունեցող հանածո վառելիքով աշխատող սարքերի և տեխնոլոգիաների սեփականատերերին եկամտի կորստի կամ սարքավորումների վաղաժամ փոխարինման ծախսերը:Օրինակ՝ ներեք ֆերմերներին տրակտորների և ներքին այրման շարժիչներով կոմբայնների ձեռքբերման վրա ծախսված վարկերի համար։ Եթե դա չարվի, ապա տնտեսությունը կփլուզվի վատ պարտքերի ծանրության տակ։ Այս բոլոր քայլերը հաջողությամբ իրականացնելուց հետո միայն կարելի է խոսել նոր տեխնոլոգիայի իրական անցման մասին։ Եվ այսպես, յուրաքանչյուր կոնկրետ տեխնոլոգիական շղթայի համար:

Այս անուղղակի ծախսերը ստիպում են մտածել, թե արդյոք իմաստ կա՞ քամու և արևի լայնածավալ օգտագործումը խրախուսելու էներգետիկ ոլորտում: Վերականգնվող աղբյուրները կարող են նվազեցնել CO2-ի արտանետումները միայն այն դեպքում, երբ դրանք իրականում փոխարինում են հանածո վառելիքներին էլեկտրաէներգիայի արտադրության մեջ: Եվ եթե վերականգնվող էներգիան պարզապես քաղաքականապես ճիշտ հավելում է մի համակարգի համար, որը շարունակում է կուլ տալ հանածո վառելիքը, արժե՞ ջանք թափել:

Արդյո՞ք քամու և արևային էներգիայի ապագան ավելի լավն է, քան հանածո վառելիքի ապագան:

Տեսանյութի վերջում Ռանդալ Մունրոն ասում է, որ քամու և արևի էներգիան անսահման հասանելի է, իսկ հանածո վառելիքը շատ սահմանափակ է։

Վերջին հայտարարության մեջ ես միանգամայն համաձայն եմ Մանրոյի հետ։ Հանածո վառելիքը շատ սահմանափակ է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մեզ հասանելի են միայն բնական էներգիայի աղբյուրները՝ համեմատաբար ցածր արդյունահանման արժեքով:

Հանածո վառելիքով պատրաստված պատրաստի արտադրանքի գները պետք է բավական ցածր մնան, որպեսզի հիմնական սպառողը կարողանա դրանք թույլ տալ: Երբ մենք փորձում ենք շրջանառության մեջ դնել ռեսուրսները արդյունահանման ավելացված արժեքով, զանգվածային պահանջարկը փոխվում է հայեցողական ապրանքներից (օրինակ՝ մեքենաները կամ սմարթֆոնները) առօրյա ապրանքների (օրինակ՝ սնունդ, ջեռուցում կամ հագուստ): Հայեցողական ապրանքների պահանջարկի նվազումը առաջացնում է գերբնակեցում և դրանց արտադրության նվազում։ Քանի որ մեքենաներն ու սմարթֆոններն արտադրվում են այլ ապրանքների, այդ թվում՝ հանածո վառելիքի օգտագործմամբ, այդ ապրանքների նկատմամբ պահանջարկի նվազումը հանգեցնում է {MJ: թաքնված} գնանկման, ներառյալ էներգիայի պահանջարկի (և գների) նվազումը: Հետևաբար, ռեսուրսի գինը հավասարակշռվում է «արդեն այնքան թանկ, որ քիչ մարդիկ կարող են իրեն թույլ տալ» և «արդեն այնքան էժան, որ դուք վնասով եք արդյունահանում», և ամեն ինչ վերահսկվում է նոր էներգիայի հանքավայրերի առկայությամբ (ավելի ճիշտ՝ բացակայությամբ): արդյունահանման ընդունելի արժեքը: Թվում է, թե 2008 թվականից ի վեր մենք հիմնականում այս վիճակում ենք՝ նավթի և այլ ռեսուրսների իրական գների անկում ապրելով։

{(M. Ya.. թաքնված գնանկումը քողարկված է դրամական արտանետումներով, ինչպես օրինակ՝ «Տնտեսությունը դանդաղում է, եկեք շուտ գցենք Կուցովին»)}

Գծապատկեր 3. Նավթի միջին շաբաթական գինը՝ ճշգրտված գնաճի վրա՝ հիմնված ՇՄԱԳ-ի տեղում նավթի գների և ԱՄՆ քաղաքային ՍԳԻ-ի վրա:

Հաշվի առնելով այս տրամաբանությունը, դժվար է հասկանալ, թե ինչու վերականգնվող աղբյուրները պետք է ավելի լավ կամ ավելի երկար աշխատեն, քան հանածո վառելիքը: Եթե առանց սուբսիդիաների ԲԷՍ-ի ինքնարժեքն ավելի բարձր լինի, քան հանածո վառելիքինը՝ ԲԷՍ-ը չի զարգանա: «Դա արդեն այնքան թանկ է, որ քչերը կարող են դա թույլ տալ»: Եթե մենք սուբսիդավորենք էներգիայի վերականգնվող աղբյուրները՝ կտրվելով ավանդական էներգիայից, ապա ավանդական էներգիան կդադարի զարգանալ. «այն արդեն այնքան էժան է, որ վնասով ես արդյունահանում»։ Ինչպես ցույց է տրված վերևում, ԲԷՍ-ը տեսանելի ապագայում չի կարող զարգանալ առանց հանածո վառելիքի օգտագործման (օրինակ՝ հողմային տուրբինների պահեստամասերի արտադրության կամ էլեկտրահաղորդման գծերի կառուցման/վերանորոգման համար): Այստեղից էլ եզրակացություն. էներգիայի վերականգնվող աղբյուրների զարգացումն անխուսափելիորեն կսկսի դանդաղել՝ թե՛ սուբսիդավորումով, թե՛ առանց սուբսիդիաների:

Շա՞տ ենք հավատում մոդելներին։

Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների օգտագործման գաղափարը գրավիչ է թվում, բայց անունը խաբուսիկ է։ Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների մեծ մասը՝ բացառությամբ վառելափայտի, երկրորդական կենսավառելիքի (ծղոտ, թխվածք) և գոմաղբի, ինքնին չեն վերականգնվում: Իրականում, վերականգնվող աղբյուրները մեծապես կախված են հանածո վառելիքից:

Արևը և քամին, նրանք, իհարկե, գործնականում հավերժական են, բայց վահանակները, մարտկոցները, պտտվող սեղանները և նույնիսկ հիդրոէլեկտրակայանները / պոմպային պահեստային էլեկտրակայանները ոչ մի կերպ հավերժական չեն: Քսան, երեսուն, լավ, հարյուր տարի - ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ! Կապիցա ավագից կարդում ենք..}

Հետաքրքիր է, որ IPCC կլիմայի մոդելավորողները և կլիմայի փոփոխության այլ խրտվիլակներ կարծես լիովին համոզված են, որ Երկրի վրա վերականգնվող հանածո վառելիքի պաշարները, եթե ոչ անսպառ, ապա շատ մեծ են: Իրականում, թե որքան հանածո վառելիքը կարելի է իրականում համարել «վերականգնելի», մոդելավորման հիմնական խնդիրներից մեկն է, և այս խնդիրը մանրակրկիտ ուսումնասիրության կարիք ունի: Ապագա արտադրության ծավալը, ամենայն հավանականությամբ, մեծապես կախված կլինի նրանից, թե որքան կայուն է գոյություն ունեցող տնտեսական համակարգը, ներառյալ այն, թե որքան կայուն է համաշխարհային տնտեսության գլոբալացման մոդելը: Համաշխարհային համակարգի փլուզումը, ամենայն հավանականությամբ, կհանգեցնի հանածո վառելիքի արտադրության արագ նվազմանը:

Եզրափակելով՝ կցանկանայի ընդգծել, որ վերականգնվող էներգիայի սոցիալական արժեքը մանրազնին վերլուծություն է պահանջում։ Ավանդական էներգիայի (հատկապես նավթի արդյունահանման) տարբերակիչ առանձնահատկությունը միշտ եղել է հսկայական շահույթը: Այս անսահման բարձր դրույքներից, հարկերի միջոցով, կառավարությունները բավականաչափ միջոցներ ստացան տնտեսության կենսական, բայց ոչ եկամտաբեր ոլորտները հովանավորելու համար: Սա ERoEI-ի ֆիզիկական դրսեւորումներից մեկն է:

{M. Ya. ERoEI սոցիալական ընդդեմ ստանդարտ ERoEI, կարդացեք այստեղ՝}

Եթե հողմային և արևային էներգիան իսկապես ունենային ERoEI-ի նման բարձր, ինչպես որոշ կողմնակիցներ էին հաշվում, ապա այդ ԲԷՍ-ները սուբսիդիաներ չէին պահանջի՝ ոչ միայն դրամական, այլ նաև կազմակերպչական՝ պետական նախապատվությունների տեսքով: Մինչդեռ, որքան գիտենք, ԲԷՍ-ի իրական ERoEI-ն այնպիսին է, որ չի խոսվում ԲԷՍ-ը հարկելու մասին՝ հօգուտ տնտեսության պլանավորված ոչ եկամտաբեր ոլորտների։ Հավանաբար, հետազոտողները չափազանց շատ են հավատում իրենց պարզեցված մոդելներին:

Օգնություն KIUM-ի մասին.

Մեկնաբանություններում սայթաքեց, որ «հզորությունը հասանելի է» արտահայտության փոխարեն (հասանելի է էներգիայի մուտքագրումը), անհրաժեշտ է օգտագործել ICUF հապավումը (տեղադրված հզորության օգտագործման գործակից): Բացատրենք, որ KIUM հապավումը ՉԻ կարող օգտագործվել։ Աշխարհում արևային մարտկոցների և հողմային տուրբինների համար «գնահատված տեղադրված հզորության» պարամետրը հաշվարկելու առնվազն երեք եղանակ կա.

Պայմանականորեն «չինական». Հետևի վահանակի վրա գրված է «1կՎտ» (առավելագույն հզորություն): Տեղադրվել է 1000 պանել, այսինքն՝ անվանական տեղադրված հզորությունը 1 ՄՎտ է։ Դուք նույնիսկ չեք կարող միանալ ցանցին: Արդյո՞ք վահանակները (գրառումների վրա): Այսպիսով, դրանք «տեղադրված» են: Ճիշտ է, եթե չկցես, ապա ICUM-ը կստացվի 0, բայց չինացիներին չեն հետաքրքրում նման մանրուքները։

Պայմանականորեն «Եվրամիություն». 1000 պանել՝ յուրաքանչյուրը 1 կՎտ հզորությամբ, ըստ նախագծի միացվել է 550 կՎտ հզորությամբ փոխարկիչին։ Սա նշանակում է, որ անվանական տեղադրված հզորությունը 0,55 ՄՎտ է։ Ձեր գլխավերեւում, կներեք, համակարգի խցանման կետը, դուք չեք կարող ցատկել: Սա հաշվելու ամենաճիշտ տեխնիկան է, բայց այն ամենուր չի կիրառվում։ Դե, ելքային էլեկտրահաղորդման գիծը պետք է լինի 0,55 ՄՎտ, չնայած այն հանգամանքին, որ միջինում օրական փոխարկիչը կթողնի մոտ 0,22 ՄՎտ գերազանց արևոտ եղանակին, իսկ ձյան դեպքում՝ զրո:

Պայմանականորեն «ԱՄՆ». Հյուսիսային Կալիֆորնիայում 1000 1 կՎտ հզորությամբ վահանակներ միացված էին 950 կՎտ հզորությամբ փոխարկիչին: Այս կոնկրետ վայրի միջին տարեկան մեկուսացման գործակիցը 0,24 է: Սա նշանակում է, որ անվանական տեղադրված հզորությունը 0,24 ՄՎտ է։ Շատ հաջող տարում, եթե ձյան տեղումներ չլինեն, հնարավոր է գեներացվի 2,3 ԳՎտժ, իսկ ICUM = 108%: