?

Log in

Previous Entry | Next Entry

Скучная арифметика.

В Китае самая большая установленная номинальная мощность ветровых турбин в мире (115 ГВт по состоянию на декабрь 2014). Китай увеличил установленную мощность ветровых турбин примерно в 100 раз за последние 10 лет. Ветровые турбины в Китае выработали в 2014 году 153 ТВт-ч или 2.78% национального производства энергии, работая примерно в половину проектной производительности. У Китая есть две офф-шорные фермы (установленные в море) общей номинальной мощностью 252 МВт.

США идёт на втором месте и имеет 65.6 ГВт номинальной установленной мощности ветровых турбин и генерирует 182 ТВт-ч или 4.4% общего производства энергии, делая максимум возможной энергии из своих ветряков.
Энергопотребление алюминиевой промышленности Китая самое экономное в мире и расходует 13,6 МВт-ч (по состоянию на январь 2015) переменного тока на тонну первичного алюминия. Это ниже, чем в среднем в мире (14.3 МВт-ч на тонну). За последние 10 лет Китай снизил потребление энергии в алюминиевой промышленности с 14.8 до 13.6 МВт-ч на тонну. Китай - крупнейший производитель алюминия в мире и тратит примерно 375 ТВт-ч в год (6.8% всей генерируемой электроэнергии) на производство алюминия.

Австралия - маленькая страна, имеет 3.8 ГВт ветряков и в 2013 году сделала 14.8% энергии из ветра и других возобновляемых источников. Австралия 7-й производитель алюминия в мире и тратит примерно 12.5% производимой энергии на его производство. Северная Америка тратит на производство алюминия 67.9 ТВт-ч в год, производя 182 ТВт-ч из ветра.

Ветроэнергетика технологически-развитых стран уже на сегодняшний день с избытком обеспечивает или может при необходимости легко обеспечить производство алюминия - самого энергоёмкого (примерно в 22 раза более энергоёмкое, чем производство стали) и одного из самых востребованных материалов. Ветряк живёт примерно 25 лет.

Если ещё какой-то дурак скажет мне, что ветровая энергетика не производит энергии, необходимой для производства самих ветряков, то он дурак. И стоит для меня в одном ряду с креационистами.

http://www.world-aluminium.org/
http://www.gwec.net/
http://reneweconomy.com.au/nem-watch

Comments

( 53 comments — Leave a comment )
akimka
Nov. 24th, 2015 12:03 am (UTC)
да никто просто не хочет включать мозги и читать открытые источники. Многие думают, что человечество типа зависит от нефти и газа, хотя на самом деле просто это бесплатная энергия из земли и не станет ее, ну значит будем ездить на условных приусах и вокруг будут ветряки и солнечные панели на каждом доме, только и всего.
arky_titan
Nov. 24th, 2015 12:22 am (UTC)
Ну это те, у кого эта энергетика будет.
eat_and_sleep
Nov. 24th, 2015 05:06 am (UTC)
Производство аккумуляторов и электроники, необходимой для запасания излишков и сглаживания провалов мощности, когда ветра нет, они тоже могут обеспечить ? Вместе с добычей руды и прочей логистикой?
arky_titan
Nov. 24th, 2015 05:15 am (UTC)
Тяжёлая промышленность - в данном случае та же алюминиевая, является по сути аккумулятором энергии, предоставляя base load power (базовый уровень нагрузки втечение суток). Алюминий даже в узких круах в шутку называют "замороженным электричеством". Например, алюминиевые заводы работают 24/7, их пропросту нельзя останавливать дольше, чем на 4 часа.

Ветер есть в среднем 2500 часов в год на суше, и 4000 часов в год в море, иначе ты просто не строишь генератор в данном месте.

Причём тут добыча руды и прочей логистики?
eat_and_sleep
Nov. 24th, 2015 06:00 am (UTC)
>при чём тут добыча и логистика
Ну, мне показалось очень сильным утверждение "Если ещё какой-то дурак скажет мне, что ветровая энергетика не производит энергии, необходимой для производства самих ветряков, то он дурак". Ведь вентилятор не будет сам по себе плавить алюминий.
Например, придётся строить систему проводов и трансформаторов, чтобы в печах была нужная мощность. Для системы управления всем этим добром понадобится электронная начинка, которая тоже будет выходить из строя, и её надо будет производить.
Придётся тратить энергию на процесс выкапывания руды и доставку глинозёма к печам. Производить комплектующие для добывающих механизмов и транспортов тоже будет нужно.
Если у Вас есть данные, позволяющие быстро оценить энергозатраты на поддержание всего процесса, от выкапывания сырья из земли, до воткнутого в землю ветряка со всей инфраструктурой, то снимаю шляпу.
- arky_titan - Nov. 24th, 2015 06:05 am (UTC) - Expand
- eat_and_sleep - Nov. 24th, 2015 06:17 am (UTC) - Expand
- rempi - Nov. 24th, 2015 06:24 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Nov. 24th, 2015 06:49 am (UTC) - Expand
- сергей соляник - Dec. 24th, 2015 08:32 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 08:44 am (UTC) - Expand
- сергей соляник - Dec. 24th, 2015 12:07 pm (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 12:34 pm (UTC) - Expand
- arky_titan - Nov. 24th, 2015 06:41 am (UTC) - Expand
- speshuric - Nov. 24th, 2015 05:54 pm (UTC) - Expand
- Андрей Гаврилов - Jan. 17th, 2017 02:08 pm (UTC) - Expand
_deniska
Nov. 24th, 2015 05:42 am (UTC)
а почему алюминий такой энергоемкий? Насколько я помню, он плавится при довольно низких температурах. Помню как плавились алюминиевые банки в костре, в отличие от жестяных, которые просто прогорали.
arky_titan
Nov. 24th, 2015 06:00 am (UTC)
Ну так вторичный алюминий и не энергоёмкий, там всего 600 кВт-ч на тонну нужно. У него температура плавления 660 °С.

Проблема в том, что алюминий крайне активный элемент и в природе встречается только в виде соединений, в основном оксидов. У оксида алюминия Al2O3 очень сильная химическая связь с кислородом и плавится он аж при температуре что-то около 2000 градусов. Поэтому плавить глинозём (порошок оксида алюминия, получаемый из боксита по методу Байера конца 19 века - русского кстати учёного) напрямую крайне невыгодно, потери энергии будут огромными.

Алюминий получается с помощью электролиза по метода Холла-Эру, уже больше ста лет. Сначала расплавляют криолит (такой минерал), примерно при температуре 960 градусов, в нём растворяется оксид алюминия. От нескольких до 10 проценто массовых долей. И пропускают через расплав огромный электрический ток. Современные ячейки работают на токах до 300 кА.

В процессе расплавленный восстановленный алюминий оседает на дно ячейки электролизёра (он плотнее электролита), являющейся анодом, а кислород вступает в реакцию с расходуемым катодом, сделаным из угля с выделением СО2.

На каждый моль алюминия нужно доставить три моля электронов, так что чем больше постоянный ток, тем больлше выход продукции. Ну и вобщем вот... замороженое электричество :) Несколько процентов всего мирового производства энергии идёт на производство алюминия. В китае 6.8%, и Китай производит больше половины мирового алюминия и меди.

Edited at 2015-11-24 06:02 am (UTC)
_deniska
Nov. 24th, 2015 06:04 am (UTC)
блин, про первичную добычу я забыл. :)
- arky_titan - Nov. 24th, 2015 06:06 am (UTC) - Expand
- _deniska - Nov. 24th, 2015 06:07 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Nov. 24th, 2015 06:09 am (UTC) - Expand
Андрей Гаврилов
Jan. 17th, 2017 02:11 pm (UTC)
>Современные ячейки работают на токах до 300 кА.

- РА-300М, РА-400 и РА-550 недоумевают.
rempi
Nov. 24th, 2015 06:28 am (UTC)
Мда, цифры конечно говорят сами за себя.
Онотоле в свое время идею о невыгодности ветряков продвигал. Вряд ли что-то с тех пор сильно поменялось в их конструкции. Вот думаю - он добровольно заблуждался или ему заплатили?
arky_titan
Nov. 24th, 2015 06:44 am (UTC)
Я тебе даже больше скажу.

Edited at 2015-11-24 06:46 am (UTC)
arky_titan
Nov. 24th, 2015 06:53 am (UTC)
Но в стех пор ситуация как раз кардинально изменилась с тактической точки зрения он наверняка на тот момент был прав. Но ведь чтобы она менялась, нужно мыслить стратегически. И вкладывать бабло и человеческие ресурсы, как это делал и делает тот же Китай. И результат, как ты сам видишь, говорит сам за себя.
arky_titan
Nov. 25th, 2015 02:26 am (UTC)
Спасибо, в моём источнике видимо данные устарели, а я не уточнил.
sibirets
Nov. 25th, 2015 07:12 pm (UTC)
Отрицать существование самостоятельной отрасли, ветряной энергетики, конечно, неразумно. Энергия получается недешевая (хотя и доступная), но энергетический баланс вполне себе положительный.

Другое дело, что перспективы у нее неясные. Какая-то ниша у отрасли, несомненно, существует, но насколько широко она выходит за специализированные пределы, непонятно. Одна из главных проблем, как я понимаю, связана с редкоземельными материалами для магнитов. Согласно вот этому прогнозированию

http://www.rareearthassociation.org/MIT-Ford%20Study.pdf

для того чтобы справиться с возникающими потребностями в редкоземельных металах, их добычу надо увеличить кардинальным образом. А свете проявляемой Китаем, главным добытчиком, озабоченности, возможности для такого увеличения представляются сомнительными.
arky_titan
Nov. 26th, 2015 04:57 am (UTC)
Это правда по поводу прямоприводных турбин на постоянных магнитах. Потому, я думаю, Китай свои большие турбины может и печёт как пироги (и у них они очень дёшевы), потому что у них сосредоточено производство редкоземельных магнитов и добыча сырья. Но есть ещё традиционные индукционные с коробками передач, обычно мощностью поменьше.

Но дело в том, что традиционная технология, хоть медная, хоть ПМ упёрлась в предел. Примерно 7-8 МВт коммерчески доступные турбины (Enercon E-126, Vestas V-164), и примерно 10 МВт предел вообще. В научных работах указываются причины, по которым дальнейший росто мощности одной турбины, построенной по традиционным технологиям, чрезмерно затруднён.

Т.е. ПМПП (постоянные магниты, прямой привод) это не панацея, а временное решение, хотя и классное, но в значительной мере тупиковый путь. Так же как и коробка передач + какой-либо традиционный генератор. Отрасль (для дальнейшего роста) хочет мощность одной турбины 10 МВт и больше и это возможно реализовать только с помощью сверхпроводниковой технологии.

Сейчас в мире несколько больших проектов, есть европейский проект на основе диборида магния, есть отлично проработанный концепт GE на низкотемпературных сверхпроводниках, есть концепт на ВТСП 2-го поколения Sea Titan от American Superconductor. Есть даже проект в России по заказу Росатома с завершённым протипом генератора на 1 МВт (ксати, браво!). Про наши концепты я скромно умолчу, хотя они очень клёвые ;) В общем и государственные и частные (как мы) проекты имеются. Есть уже готовые концепции и даже прототипы сниженной мощности. Скорее всего это будет ВТСП 2-го поколения, которые тоже используют редкоземельные элементы Y, Gd или Sm, но не в таких бешенных количествах, как это надо для сильных ПМ. Скорее в аптечных, т.к. слой собственно сверхпроводника типа ReBCO в ленте шириной 4-12 мм всего 1-3 микрона.

И это всё будет, как произошло и с традиционной технологией. Она вроде была бесперспективной хипстерской хернёй, в которой только и надо было, что субсидии и инвестиции, но прошло 10-15 лет и сейчас это мощная отрасль! При этом вполне готовая переходить на продвинутую технологию! Ветроэнергетика заметно менее консервативная, чем традиционная.

Edited at 2015-11-26 05:00 am (UTC)
sibirets
Nov. 26th, 2015 07:02 pm (UTC)
Любопытно. А есть какое-нибудь полупопулярное изложение как это со сверхпроводниками работает?
- arky_titan - Nov. 28th, 2015 09:24 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Nov. 30th, 2015 04:12 am (UTC) - Expand
hleg
Dec. 23rd, 2015 03:32 pm (UTC)
Что-то не то с цифрами. Ветряки всегда производят меньше номинальной мощности просто потому, что ветер непостоянный. И уж точно не больше. По США я видел те же 50% в среднем от номинала.
arky_titan
Dec. 23rd, 2015 08:38 pm (UTC)

Какие именно данные вызывают вопросы?

hleg
Dec. 24th, 2015 03:05 am (UTC)
"работая примерно в половину проектной производительности... делая максимум возможной энергии из своих ветряков"

И там еще деталей на практике. Разные потенциал ветряной энергетики по территориям (конкретно в наших краях - низкий). Проблемы с вибрацией - мы закупаем ветряки за рубежом, а Мальдивы заказали у нас специально обученные с малой вибрацией (заметно дороже обычных, выглядит как два наклоненных штопора, вращающихся, судя по всему, навстречу друг другу, размещенных на поворотной платформе).

Ну и не рыночная она. насколько знаю - везде субсидируется. Это при том, что цена на месте производства и в энергетике уже не главная, еще же доставка и собственно дистрибуция-биллинг.

Т.е., насколько понимаю, как частное решение в отдельных случаях при подходящих условиях (собственно ветер, свободные территории) - вполне себе. Как основа энергетики - вряд ли.
arky_titan
Dec. 24th, 2015 03:22 am (UTC)
Очень много частных утверждений не подтверждённых конкретными данными/источниками. По поводу потенциала ветряной энергетики я довольно много могу рассказать.

Что касается "основы энергетики", я никаких утверждений по этому поводу не делал.

А проблемы вибрации, это отдельная тема, в основном наполненная мифами исходящими от self-reported conditions людей, живущих в прямой видимости. На практике, как правило, не подтверждающиеся. Потому что "все врут", кроме прямых измерений.

И я хочу повторить свой вопрос: к каким данным (выраженным в числовых значениях) есть вопросы? Это можно легко проверить в отличе от голословных утверждений, обсуждать которые в принципе не имеет особого смысла.
- hleg - Dec. 24th, 2015 04:12 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 04:18 am (UTC) - Expand
- hleg - Dec. 24th, 2015 05:08 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 05:10 am (UTC) - Expand
- hleg - Dec. 24th, 2015 06:04 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 08:36 am (UTC) - Expand
- hleg - Dec. 24th, 2015 04:14 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 04:18 am (UTC) - Expand
- hleg - Dec. 24th, 2015 05:02 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 05:03 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 05:05 am (UTC) - Expand
- arky_titan - Dec. 24th, 2015 04:28 am (UTC) - Expand
flowergrrlca
Dec. 26th, 2015 10:49 pm (UTC)
senior_sarge
Jan. 20th, 2016 11:06 pm (UTC)
Занятная статья про связь технологий.
arky_titan
Jan. 20th, 2016 11:32 pm (UTC)
Re: Занятная статья про связь технологий.
Интересное содержание, но посыл напрягает. Хотя, бывают упоротые любители природы, которые клеймят одну технологию и прославляют другую. Возможно это для них.

Технология непрерывного производства энергии в промышленных масштабах и технология производства компонентов это очень разные источники по уровню и выбросов парниковых газов в частности и по влиянию на окружающую среду в целом. В т.ч. на нынешнее глобальное потепление техногенного характера и связанное с деятельностью человека очередная волна массового вымирания биологических видов. Не то что голбальных потеплений или массовых вымираний и раньше в истории нашей планеты и живой природы не было, но на данном отрезке истории они имеют не стихийное, вполне себе определённое происхождение, вызванное деятельностью одного единственного биологического вида.

А что касается атомной энергетики, она вообще одна из самых экологичных, проблемы с ней заключаются в утилизации отходов и катастрофических последствиях хоть и крайне маловероятных, но изредка случающихся аварий. По уровню вредоносности для живой природы аварии на АЭС невероятно превосходят последствия аварий на даже угольной ТЭЦ или ГЭС эквивалентной мощности.

В силу непрерывного характера производства энергии и огромных её объёмов, необходимых теперь в промышленности и быту, это совершенно другие порядки величин. Поэтому противопоставлять "ядерный кремний" "зелёной энергетике" (что подспудно делает автор) это некорректный подход.

Edited at 2016-01-20 11:33 pm (UTC)
senior_sarge
Jan. 21st, 2016 11:12 am (UTC)
Re: Занятная статья про связь технологий.
Думаю, лёгкий стёб для упоротых. Я противопоставления не увидел, просто тематика блога - ЯЭ и термояд в частности.
Скорее про тесное переплетение и неисповедимость технологических цепочек. Далеко не все представляют, откуда берутся пластмассы или асфальт, например. А утилизация АКБ или люминофоров вообще за пределами кругозора обывателя, покупающего лампу или смартфон.
( 53 comments — Leave a comment )

Profile

Гена
arky_titan
Арканя

Latest Month

October 2016
S M T W T F S
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tiffany Chow