Салхи, нарны сэргээгдэх эрчим хүч газрын тосыг орлохгүй

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Системийн арга барил, санхүүгийн мэдлэг, физик эдийн засгийг хүндэтгэдгээрээ алдартай Гэйл "Хөгшин хатагтай" Твербергийн (OurFiniteWorld) нийтлэлийн орчуулгыг ASh уншигчдад санал болгож байна. Сайн зохиолч, товчхондоо:-)

RES ашиглах загварууд яагаад худал хэлж чаддаг вэ?

Дэлхийн эдийн засгийн эрчим хүчний хэрэгцээг загварчлахад хялбар юм шиг санагддаг. Хэрэглээг тооцоолъё: тэр ч байтугай киловатт-цагт ч гэсэн, тэр ч байтугай баррель газрын тостой тэнцэх хэмжээний, тэр ч байтугай Британийн дулааны нэгж, килокалори эсвэл жоуль. Хоёр төрлийн энерги нь ижил хэмжээний ашигтай ажил үүсгэдэг бол тэнцүү байна, тийм үү?

Жишээлбэл, эдийн засагч Рэндалл Мунрое өөрийн видео нүүрэндээ сэргээгдэх эрчим хүчний ашиг тусыг тайлбарлажээ. Түүний загвараар нарны зай хураагуур (хэрэв таны хүссэнээр барьсан бол) өөртөө болон хөршийнхөө хагасыг хангалттай эрчим хүчээр хангах боломжтой. Салхины генераторууд (мөн утгагүй түвшинд баригдсан, гэхдээ мэдээжийн хэрэг) танд болон өөр хэдэн арван хөршүүдийг эрчим хүчээр хангах болно.

Гэхдээ энэ шинжилгээнд логик цоорхой бий. Салхи, нарны хавтангийн үйлдвэрлэсэн эрчим хүч нь эдийн засагт яг хэрэгтэй зүйл биш юм (ядаж одоохондоо). Салхи, нарны нөлөөгөөр ихэвчлэн буруу цагт, буруу газар байдаг үе үе цахилгаан үүсгэдэг. Дэлхийн эдийн засагт олон төрлийн эрчим хүч шаардлагатай байдаг бөгөөд эдгээр нь орчин үеийн дэлхийн хамгийн олон янзын системийн инженерийн техникийн үзүүлэлтүүдийг хангасан байх ёстой. Эрчим хүчийг тухайн өдрийн зөв цагт эсвэл жилийн зөв цагт зөв газарт нь хүргэж, хэрэглэгчдэд хүргэх хэрэгтэй. Нар, салхинаас гаргаж авсан эрчим хүчийг хэдэн жилийн турш хадгалах шаардлагатай байж магадгүй (жишээлбэл, та шахуургатай цахилгаан станц ашигладаг, бүс нутагт ган гачиг байдаг).

Эдийн засгийн үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд 20 жилийн дараа хүн амаа 100 хувь уламжлалт хоол хүнснээс өвс, дарш руу шилжүүлэхээр шийдсэн таамаглалтай эрдэмтэдтэй ижил нөхцөл байдал үүссэн гэж бодож байна. Үхэр, ямаа, хонь иддэг биз дээ? Хүмүүс яагаад болохгүй гэж? Энэ өвс нь олон тонн ашигтай энерги агуулдаг нь эргэлзээгүй. Ихэнх төрлийн өвс нь хүмүүст хоргүй байдаг - наад зах нь бага хэмжээгээр. Өвс сайхан ургаж байх шиг байна. Ирээдүйд ашиглахын тулд өвсийг хадгалах боломжтой. Хүнсний үйлдвэрлэлд өвсний хэрэглээнд шилжих нь CO2 ялгаруулалтын хувьд ашигтай юм шиг санагддаг. Харамсалтай нь өвс, дарш нь хүний ихэвчлэн хэрэглэдэг эрчим хүч биш юм. Агуу сармагчингууд өвсөн тэжээлтэн болж хувираагүй нь орчин үеийн эдийн засагт материаллаг үйлдвэрлэл, тээвэрлэлт нь салхи, нарны тасалдалтай энергид ямар нэгэн байдлаар тохиромжгүй байдагтай адил юм.

Хүний хоолонд өвс оруулах нь "ажил" болох ч үүний тулд өөр организм хэрэгтэй

Хэрэв та эргэн тойрноо харвал өвсөн тэжээлтнийг хялбархан олох боломжтой. Дөрвөн танхимтай ходоодтой амьтад өвстэй хооллолтоор өсдөг. Өвс дэх цахиур нь шүдийг элэгдэх хандлагатай байдаг тул эдгээр организмууд байнга ургадаг шүдтэй байдаг. Магадгүй, генийн инженерчлэлээр дамжуулан хүмүүс илүү ходоодоо өсгөж, байнга шинэчлэгддэг шүдийг нэмж чаддаг. Бусад ашигтай, гэхдээ тийм ч сэтгэл татам биш, бидний биед тохируулга хийх шаардлагатай байж болно, жишээлбэл, тархийг жижиг болгох (мөн эрүүг томруулах). Тархины өндөр үйл ажиллагааг хангахын тулд хэт их калори шаардагддаг тул та тийм их дарш зажилж чадахгүй.

Одоогийн бараг бүх RES загваруудын асуудал нь системийг "нарийн хүрээ" гэж үздэг явдал юм. Асуудлын зөвхөн багахан хэсгийг авч үздэг - ихэвчлэн хавтан ба салхин үүсгүүрийн үнийн бууралт (эсвэл "эрчим хүчний зардал") - энэ нь бүхэл бүтэн хэрэглээний хэв маягийн өөрчлөлттэй холбоотой цорын ганц зардал гэж үздэг. Чухамдаа эдийн засгаа 100 хувь сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжүүлэхийн тулд 100 хувь ургамлын гаралтай хоолонд шилжихийн тулд олон танхимтай ходоод, байнга ургаж буй шүдтэй адил нийгэмд эрс өөрчлөлт хэрэгтэй гэдгийг эдийн засагчид хүлээн зөвшөөрөх ёстой. Таны шинжилгээнд "илүү өргөн хүрээтэй" хэрэгтэй.

Хэрэв Рэндалл Мунрое системийн эрчим хүчний шууд бус зардал, тэр дундаа одоо байгаа эрчим хүчний системийг сэргээн босгоход шаардагдах эрчим хүчийг тооцвол түүний дүн шинжилгээ өөрчлөгдөх магадлалтай. Салхи, нарны эрчим хүчийг өөрийн болон хэдэн арван хөршийнхөө гэрийг эрчим хүчээр хангах чадвар алга болж магадгүй юм. Хэт их эрчим хүч нь олон танхимтай ходоод, байнга өсөн нэмэгдэж буй шүдтэй тэнцэх системийг ажиллуулахад зарцуулагдах болно. Дэлхийн эрчим хүчний салбар сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр дээр ажиллах боловч өмнөх шигээ ажиллахгүй. Ойролцоогоор жижиг тархи нь огт өөр бодолтой байх болно.

"Танай хэдэн арван хөршийн хэрэглэж буй эрчим хүч" зөв хэмжигдэхүүн мөн үү?

Мунрогийн загварт юу болсон талаар ярихаасаа өмнө би түүний тоолох аргын талаар товчхон ярих хэрэгтэй байна. Мунрое "айл өрх болон хэдэн арван хөршүүдийн хэрэглэдэг эрчим хүчний тухай" ярьдаг. Шинээр баригдсан цахилгаан станц хэчнээн айлд үйлчлэх боломжтой, шуурганы улмаас хэчнээн айлын үйл ажиллагаа түр зогссон гэх мэдээлэл байнга сонсогддог. Мунрогийн ашигладаг хэмжүүр нь маш төстэй юм. Гэхдээ тэр бүх зүйлийг харгалзан үзсэн үү?

Айл өрхөөс гадна засгийн газар батлан хамгаалах, хууль сахиулах, зам, сургууль барих, амттай хоол тариалах ферм, эрүүл амттан бэлтгэх үйлдвэр зэрэг олон газарт эдийн засагт эрчим хүчний төрөл бүрийн эх үүсвэр шаардлагатай.. Тооцооллыг зөвхөн иргэдийн гэрт хэрэглэхээр хязгаарлах нь утгагүй юм. (Үнэндээ Munroe тооцоогоо маш оновчтой хийдэг тул шинжилгээнд яг юу багтаж байгааг олж мэдэх боломжгүй. Тэр зөвхөн цахилгааны залгуурт байгаа эрчим хүчийг тооцдог юм шиг байна.) Миний бие даасан дүн шинжилгээгээр шууд айл өрхүүдэд байдаг. АНУ-ын бүх төрлийн эрчим хүчний нийт хэрэглээний гуравны нэгийг л хэрэглэдэг. Үлдсэнийг нь хувийн бизнес, төрийн байгууллагууд хэрэглэдэг …

Г. Твербергийн тэмдэглэл:

Миний "гуравны нэг орчим" гэсэн тооцоолол нь БОНБҮ болон АД-ын мэдээлэлд үндэслэсэн. Цахилгаан эрчим хүчний хувьд АНУ-ын айл өрхүүд нийт цахилгаан эрчим хүчний 38 орчим хувийг ашигладаг болохыг БОНБҮ-ний мэдээллээс харж болно. Харин тээвэр, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигладаггүй түлшний хувьд 19 орчим хувьтай байна. Эдгээр хоёр ангиллыг нэгтгэж үзвэл Америкийн айл өрхүүд автомашины бус түлшний 31 орчим хувийг ашигладаг болохыг бид олж мэдсэн. Тээврийн түлшний хувьд хамгийн сайн байгаа мэдээлэл бол BP-ийн газрын тосны бүтээгдэхүүний статистик мэдээлэл юм. BP-ийн мэдээлснээр дэлхийн газрын тосны 26% нь моторын бензин хэлбэрээр шатдаг. АНУ-д ойролцоогоор 46%. Мэдээжийн хэрэг, энэ бензиний зарим хэсгийг дотоодын хэрэгцээнд ашигладаггүй: жишээлбэл, цагдаагийн машинууд нь бизнес эрхлэгчдийн ашигладаг жижиг ачааны машин шиг ихэвчлэн бензин байдаг. Үүнээс гадна АНУ нь Хятад болон бусад улсаас үйлдвэрлэсэн бараа бүтээгдэхүүний томоохон импортлогч юм. Эдгээр импортод агуулагдах ашигтай чулуужсан түлшний эрчим хүч АНУ-ын эрчим хүчний статистикт хэзээ ч ордоггүй.

Зөвхөн Мунрогийн тооцооллыг аж ахуйн нэгж, байгууллагуудын зарцуулж буй эрчим хүчийг багтаахын тулд тохируулах шаардлагатай бөгөөд бид заасан олон арван орон сууцны барилгыг нэн даруй гурав орчим хуваах шаардлагатай болно. Тиймээс "таньд болон таны хэдэн арван хөршид хангалттай эрчим хүч" гэхийн оронд "таны болон гурав, дөрвөн хөршийн эрчим хүч" гэж хэлэх хэрэгтэй. Арав (инженерүүдийн хэлснээр "нэг дараалал") хаа нэгтээ уурших болно. Түүгээр ч барахгүй нийгмийн энергийг тооцоонд оруулах нь зөвхөн замын эхлэл юм. Доор үзүүлсэнчлэн, бүрэн тохируулга хийхийн тулд та гурваар биш, харин илүү том утгаар хуваах хэрэгтэй.

Салхи, нарны сэргээгдэх эрчим хүчнээс гарах шууд бус зардал юу вэ?

Хэд хэдэн шууд бус зардал байдаг:

(1) Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрээс эрчим хүч нийлүүлэх зардал нь бусад төрлийн цахилгаан эрчим хүчнийхээс хамаагүй өндөр боловч ихэнх судалгаанд эдгээрийг бүхэлд нь эдийн засгийн хэмжээнд тэнцүү буюу дундаж гэж үздэг.

Олон улсын эрчим хүчний агентлагийн (ОУЭА) 2014 онд хийсэн судалгаагаар салхин үүсгүүрээс эрчим хүч дамжуулах зардал нь нүүрс эсвэл цөмийн эрчим хүчний зардлаас гурав дахин их байгааг харуулж байна. Салхи, нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадлын нийт суурилагдсан хүчин чадалд эзлэх хувь нэмэгдэхийн хэрээр илүүдэл зардал өсөх хандлагатай байна. Энд зөвхөн цөөн хэдэн шалтгаан байна:

(a) Шугамууд нь мэдэгдэхүйц өндөр оргил ачааллыг даах зориулалттай байх ёстой учраас илүү олон дамжуулах шугам барих хэрэгцээ. Салхины хүчийг ихэвчлэн 25% -иас 35% хүртэл авдаг (CFR-тэй тоглоомуудын тухай холбоосыг үзнэ үү); нар 10% -аас 25% хүртэл байдаг. {М. Я.: BP-ийн мэдээлснээр 2018 онд зарласан салхины хүчин чадлыг 25.7%, нарны эрчим хүчийг 13.7% ашигласан байна. Гайхамшиг тохиолддоггүй.}. Иймээс эдгээр сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүд бүрэн ачаалалтай ажиллахад, тухайлбал, нартай, салхитай өдөр шахуургатай цахилгаан станцад эрчим хүчээ хуримтлуулдаг бол тасралтгүй эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадалтай харьцуулахад дамжуулах шугамын дамжуулах хүчин чадал 3-4 дахин их байх шаардлагатай.

(б) RES нь дунджаар эрчим хүч үйлдвэрлэх цэг ба хэрэглэгчийн хооронд илүү их зайтай байдаг. Жишээлбэл, хамгийн ойрын суурингаас 20-30 милийн зайд байрладаг далайн салхин сэнсийг хотын ердийн дулааны цахилгаан станцтай харьцуулж үзээрэй.

(в) Салхи, нарны цахилгаан станцын эрчим хүч үйлдвэрлэх нь чулуужсан түлшний хүчин чадалтай харьцуулахад илүү хэцүү байдаг - орчин үеийн цаг агаарын урьдчилсан мэдээний гайхалтай нарийвчлалын тухай зүйр үгсийг санаарай. Үүний үр дүнд эрчим хүч түгээх зардал нэмэгддэг.

(2) Цахилгаан дамжуулах шугамын нийт урт нэмэгдэхийн хэрээр эдгээр шугамыг тохиромжтой, аюулгүй байдалд байлгахад шаардагдах хөдөлмөрийн зардал нэмэгддэг. Энэ нь ялангуяа хуурай, салхитай бүс нутагт харамсалтай нь ийм шугамын засвар үйлчилгээний ажил удаашрах нь гал түймэр гарахад хүргэдэг.

Калифорнид цахилгааны шугамын засвар үйлчилгээ хангалтгүй байсан нь PG&E эрчим хүчний системийг дампууралд хүргэсэн. PG&E нь хоёр "урьдчилан сэргийлэх" цахилгаан таслах ажлыг хэрхэн эхлүүлсний нэг нь хоёр сая орчим хүнд нөлөөлсөн талаар авч үзье. Техасын эрчим хүчний албаныхан "Манай муж улсын цахилгааны шугам сүүлийн гурван жил хагасын хугацаанд 4000 гаруй гал түймэр гаргалаа" гэж мэдээлэв. Бизнес нь зөвхөн салхин үүсгүүрээр хязгаарлагдахгүй. Венесуэлд Гури усан цахилгаан станц болон Каракасын хоорондох 600 км урт цахилгаан дамжуулах шугамын дагуух ойн түймэр нэг удаа их хэмжээний цахилгаан тасрахад хүргэсэн.

Мэдээжийн хэрэг, техникийн боломжууд бий. Хамгийн найдвартай арга бол газар доорх цахилгаан дамжуулах шугам юм. Нүцгэн утасны оронд тусгаарлагдсан утас (гидролин) ашиглах нь аюулгүй байдлыг сайжруулж чадна. Гэсэн хэдий ч аливаа техникийн шийдэл нь өөрийн гэсэн үнийн шошготой байдаг. Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг "хамгийн хүсүүштэй" түвшинд хүргэх загварчлалыг гаргахдаа эдгээр зардлыг харгалзан үзэх ёстой.

(3) Газрын тээврийг сэргээгдэх эрчим хүч болгон хувиргахад дэд бүтцэд асар их хөрөнгө оруулалт шаардлагатай болно. Мэдээжийн хэрэг, зөвхөн “дунд давхаргын” дээд давхарга цахилгаан машин ашиглах юм бол асуудал байхгүй. Чинээлэг хүмүүс цахилгаан машин, тусгай зориулалтын цахилгааны холболттой (дулаан) гараж / зогсоолыг хоёуланг нь төлж чадах нь ойлгомжтой. Баячууд батарейгаар ажилладаг машинаа цус багадалтгүйгээр цэнэглэх арга замыг үргэлж хайж олох нь тодорхой бөгөөд эдгээр олон төрлийн эд зүйлс бэлэн болсон байна.

Хамгийн гол нь баян чинээлэг бага хүмүүст ижил боломж байдаггүй. Дашрамд хэлэхэд, эдгээр "хамгийн ядуу биш" хүмүүс маш завгүй хүмүүс бөгөөд тэд машинаа цэнэглэхийг хүлээж олон цагийг өнгөрөөж чадахгүй. Хэрэглэгчдийн энэ хэсэг нь олон байршилд хямд хурдан цэнэглэгч станц хэрэгтэй. Түргэн цэнэглэх дэд бүтцийн зардалд зам засварын татварыг оруулах шаардлагатай болно, учир нь энэ нь өнөөдөр АНУ болон бусад олон оронд моторын түлшний үнэд багтдаг зардлын нэг юм.

{Бид нийгмийн ядуу, хамгийн ядуу давхаргын тухай ч ярихгүй байна. Тэдний цахилгаан машин нь хамгийн сайндаа батерейгаар ажилладаг скутер юм. - М. Я.}

(4) Нөөц хүчин чадал дутагдалтай нөхцөлд цахилгаан эрчим хүчний тасалдал нь материалын үйлдвэрлэлийн өртөгийг нэмэгдүүлдэг. Өдөр бүр / долоо хоног / улирлын чанартай "хөвөгч" тариф, ачаалал ихтэй үед гэр ахуйн хөргөгч, ус халаагчийг унтраах "ухаалаг сүлжээ" гэх мэт зохион байгуулалтын энгийн арга хэмжээнүүдийн тусламжтайгаар тасалдал үүсэхийг харьцангуй хялбархан зохицуулдаг гэж олон нийт үздэг. Хэрэв систем нь ихэвчлэн дулааны цахилгаан станц, атомын цахилгаан станцуудаас бүрддэг бөгөөд сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийн үйлдвэрлэлд эзлэх хувийг эхний хувиар хэмждэг бол эдгээр загварууд нь бага багаар үндэслэлтэй юм.

Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийн эзлэх хувь эдгээр эхний хувиас давж эхэлбэл байдал эрс өөрчлөгдөнө. Ялангуяа оройн цагаар хүмүүс ажлаасаа ирээд оройн хоол идэхийг хүсдэг, нар аль хэдийн жаргасан үед хамгийн их ачааллыг зөөлрүүлдэг химийн батерей бидэнд хэрэгтэй байна. Салхин цахилгаан үүсгүүрийн нөхцөл байдал бүр ч дор байна: тэнд эрчим хүчний үйлдвэрлэл зөвхөн тайван байдлаас төдийгүй шуурганаас болж хэзээ ч живж болно.

Батерей нь өдөр тутмын мөчлөгийн хугацаа болон богино хугацааны тасалдалд тусалдаг боловч сэргээгдэх эрчим хүч нь илүү удаан зогсолттой байдаг. Тухайлбал, хур тунадастай хүчтэй шуурга жилийн аль ч үед нарны болон салхины эрчим хүчийг хэд хоногийн турш нэгэн зэрэг тасалдуулж болзошгүй юм. Тиймээс хэрэв систем нь зөвхөн сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрээр ажиллах юм бол хамгийн багадаа гурван өдрийн эрчим хүчний нөөцтэй байх нь зүйтэй. Доорх богино хэмжээний видеон дээр Билл Гейтс Токио шиг метрополис хотод ийм "батарей" ямар хэмжээтэй байх талаар гутранги үзэлтэй байна.

Одоо ч гэсэн манайд сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийн эзлэх хувь харьцангуй бага байгаа ч гурван өдрийн турш бүрэн нөөцлөх төхөөрөмж байхгүй. Хэрэв дэлхийн эдийн засаг зөвхөн сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрт шилжиж, нэг хүнд ногдох цахилгааны хэрэглээ одоогийнхтой харьцуулахад өссөөр байвал (цахилгаан машин гэх мэт) яагаад гурван өдрийн тасралтгүй эрчим хүчний хангамжийг бий болгоход хялбар болно гэж та бодож байна вэ?

Гэхдээ гурван өдрийн турш эрчим хүч хадгалах нь улирлын мөчлөгтэй харьцуулахад бага юм. Зураг 1-д АНУ-ын эрчим хүчний хэрэглээний улирлын хэв маягийг харуулав.

Зураг 1. АНУ-ын Эрчим хүчний яамны мэдээлэлд үндэслэн оны сараар АНУ-ын эрчим хүчний хэрэглээ. "Амрах" нь нийт эрчим хүч, хасах цахилгаан, тээврийн эрчим хүч юм. Үүнд: халаалтын зориулалттай байгалийн хий, хөдөө аж ахуйн газрын тосны бүтээгдэхүүн, аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд ашигладаг бүх төрлийн чулуужсан түлш (нефть химийн бодис, полимер гэх мэт)

АНУ-д нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэл 6-р сард оргилдоо хүрч, 12-р сараас 2-р сар хүртэл хамгийн багадаа хүрдэг. Усан цахилгаан станцууд хамгийн их хүчин чадлаа хаврын үерийн үеэр үйлдвэрлэдэг ч жил бүр өөр өөр байдаг. Салхины эрчим хүч урьдчилан таамаглах аргагүй өөрчлөгддөг.

Орчин үеийн эдийн засаг эрчим хүчний тасалдлыг даван туулж чадахгүй. Жишээлбэл, металл хайлуулахын тулд температур байнга өндөр байх ёстой. Салхин цахилгаан станцыг шуурга дайрлаа гээд л лифт давхрын хооронд зогсох ёсгүй. Шинэ мах ялзрахгүйн тулд хөргөгчийг хөргөх шаардлагатай.

Улирлын чанартай эрчим хүчний асуудлыг шийдвэрлэхэд ашиглаж болох хоёр арга байдаг.

(a) Өвлийн улиралд аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд бага эрчим хүч зарцуулж, өрхийн хэрэгцээнд илүү ихийг үлдээхийн тулд аж үйлдвэрийг сэргээнэ. Зөвхөн зуны улиралд хөнгөн цагаан хайлуулж, цементийг шатаа!

(б) Асар их хэмжээний агуулах, тухайлбал, шахуургатай цахилгаан станц барих, эрчим хүчийг хэдэн сар, бүр жилээр хадгалах.

Эдгээр аргуудын аль нэг нь маш үнэтэй байдаг. Гэдэсний хоёр дахь хүнийг зохион байгуулах генетикийн инженерчлэлийн аргуудтай адил зүйл. Миний мэдэж байгаагаар эдгээр зардлыг өнөөг хүртэл ямар ч загварт оруулаагүй байна {Gail буруу. Дэвид МакКэй ийм загвар бүтээжээ.

Зураг 2-т цахилгаан эрчим хүчний нөөцийн ихээхэн хэсгийг нэмэхэд үүсч болох эрчим хүчний өндөр зардлыг харуулав. Энэ жишээн дээр системээс өгдөг "цэвэр эрчим хүч" нь үндсэндээ нөөцийг хэвийн ажиллахад зарцуулдаг. ERoEI параметр нь ашигтай эрчим хүчний гаралтыг эрчим хүчний хэрэглээтэй харьцуулдаг.

Зураг 2. Австралийн эрчим хүчний мэдээлснээр Грахам Палмерын ERoEI төлөвлөгөө.

Зураг 2-т үзүүлсэн жишээг харьцангуй зөөлөн уур амьсгалтай, хүйтэн жавар, хэт халуун байдаггүй Мельбурн хотод тооцоолсон болно. Жишээ нь дизель генератор хэлбэрээр нарны зай ба "хүйтэн зогсолт" химийн батерейг хослуулан ашигладаг. Нарны зай хураагуур болон химийн батерей нь системийн цахилгаан эрчим хүчний 95%-ийг хангадаг. Дизель түлшийг урт хугацааны тасалдал, ослын үед ашигладаг бөгөөд хэрэглээний үлдсэн 5% -ийг бүрдүүлдэг. Хэрэв яаралтай дизель генераторуудыг загвараас бүрмөсөн хасвал илүү олон нарны зай, илүү олон батерей хэрэгтэй болно. Эдгээр нэмэлт батерейнууд болон хавтангууд нь маш ховор хэрэглэгддэг боловч үр дүнд нь системийн ERoEI улам бүр буурах болно.

Өнөөдөр цахилгаан эрчим хүчний систем тасалдалтай цахилгаан станцын зардлыг анзаардаггүй гол шалтгаан нь салхи, нарны эрчим хүч үйлдвэрлэхэд эзлэх хувь бага байдаг. BP-ийн мэдээлснээр 2018 онд дэлхий нийт 26614.8 TWh цахилгаан (нэг хүнд ногдох агшин зуурын эрчим хүч 398 ватт) үйлдвэрлэсэн байна. Салхины хувь нэмэр 1270.0 TWh (4.8%), нарны хавтангийн хувь нэмэр - 584.6 (2.2%) байна. Нийт эрчим хүчний урсгал нь 13,864,4 сая тонн газрын тос (жилд нэг гулууз тутамд 1,816 кг тос), түүний дотор цөмийн түлшнээс 611,3 сая тонн байна. Энэ их хэмжээний салхины эзлэх хувь 287.4 сая т.б (2.1%), нарны эрчим хүчний эзлэх хувь 132.2 (1.0%) байна. Салхи болон нарны хавтан нийлээд газардуулга бүрт 1.5 автомашины хийн савтай тэнцэхүйц буюу 56 кг-аас бага хэмжээний нөхцөлт тос өгдөг.

Цахилгаан эрчим хүчний систем сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийн зардлыг хараахан анзаардаггүйн хоёр дахь шалтгаан нь эдгээр нэмэлт зардал нь эрчим хүчний хэрэглээний бүх багцын зардалд, тэр дундаа уламжлалт үйлдвэрлэлийн эх үүсвэр (нүүрс, байгалийн хий ба атомын цахилгаан станцууд). Сүүлийнх нь "халуун" нөөцийг багтаасан нөөцийн хүчин чадлыг зохих зардлын нөхөн төлбөргүйгээр хангахаас өөр аргагүйд хүрч байна. Энэ практик нь үйлдвэрлэгч компаниудад томоохон асуудал үүсгэж, нөөцийн хүчин чадал нь хангалттай санхүүжилт авч чадахгүй байна. Уламжлалт эрчим хүчний инженерүүд нэг ч киловатт-цаг зарахгүйгээр хийг үнэ төлбөргүй шатаахаас өөр аргагүйд хүрч, зөвхөн бүдэг ногоон хамт олон салхи, нарны киловатт-цагыг боломжийн үнээр, эрчим хүчний системийн ерөнхий найдвартай байдлыг хангахын тулд зарж чадна.

Хэрэв ногоонуудын амбицтай төлөвлөгөөний дагуу чулуужсан түлшний хэрэглээ гэнэт зогсвол энэ бүх нөөц болон үндсэн хүчин чадал, тэр дундаа атомын цахилгаан станцууд алга болно. (Хачирхалтай нь цөмийн түлш олборлох нь чулуужсан олдвороос шалтгаална.) RES нь өөрсдийн мөнгөөр хүчин чадлыг хэрхэн нөөцлөхөө гэнэт бодох хэрэгтэй болно. Тэр үед л тасархайн асуудал дийлдэшгүй болдог. Газрын тос, газрын тосны бүтээгдэхүүн, нүүрс, ураны стратегийн нөөцийг олон жилийн турш хадгалах боломжтой, үүнээс гадна бага зэргийн алдагдалтай, харьцангуй хямд; газар доорхи хий хадгалах байгууламжийг ажиллуулахад арай илүү үнэтэй байдаг; үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчийг шахах цахилгаан станц эсвэл химийн батерейнд хадгалах зардал нь үнэхээр асар их юм. Сүүлийнх нь зөвхөн системийн өөрийн өртөг төдийгүй шахуургатай цахилгаан станцыг шахах, батерейг цэнэглэх явцад зайлшгүй гарах цахилгаан эрчим хүчний алдагдлыг багтаасан болно.

Үнэн хэрэгтээ, RES-ийн хөрөнгө оруулалтын давуу эрхтэй холбоотой уламжлалт хүчин чадлыг санхүүжүүлэхгүй байгаа нь зарим газарт даван туулах боломжгүй асуудал болоод байна. Охайо муж саяхан сэргээгдэх эрчим хүчний санхүүжилтийг танаж, атомын цахилгаан станцууд болон нүүрсээр ажилладаг цахилгаан станцуудад татаас олгохоор шийджээ.

(5) Салхин цахилгаан үүсгүүр, нарны зай хураагуур, химийн батерейг устгах зардлыг төслийн зардлын тооцоонд бараг тусгадаггүй.

Эрчим хүчний загварт ашиглалтын хугацаа дуусахад салхин турбин, хавтан, олон тонн батерейнууд байгальд өөрөө уусдаг гэсэн итгэл үнэмшил байдаг бололтой. Устгах зардлыг тооцоонд оруулсан байсан ч буулгах зардал нь хаягдал төмрийн үнээс бага байх болно гэж ихэвчлэн үздэг. Ашигласан хог хаягдлыг зохих ёсоор устгах нь үнэтэй таашаал гэдгийг бид аль хэдийн олж мэдсэн бөгөөд дахин боловсруулахад зарцуулсан эрчим хүчний зарцуулалт (ялангуяа металл ба хагас дамжуулагч) нь угсралтын явцад хэрэглэгчдэд зарагдсан бүх эрчим хүчнээс өндөр байдаг.

(6) RES нь өнөөдөр бидний идэвхтэй ашиглаж байгаа олон төхөөрөмж, процессыг шууд орлох зүйл биш юм. Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглахад шаардлагатай зүйлсийн жагсаалт маш урт бөгөөд энэ жагсаалтын ихэнхийг дор хаяж одоохондоо зөвхөн чулуужсан түлш ашиглан үйлдвэрлэж байна. Нисдэг тэрэгний салхин турбины засвар үйлчилгээ нь сайн жишээ юм. Хүнд даацын нисдэг тэрэгнүүд ч батарейгаар нисч чадна гэдэгт итгүүлэх гэж бүү оролдоорой! Эдгээр процесс, төхөөрөмжүүдийн ихэнх нь дор хаяж ойрын 20 жилийн хугацаанд өөрчлөгдөхгүй бөгөөд энэ нь сэргээгдэх эрчим хүчний системийг ажиллуулахын тулд чулуужсан түлш шаардлагатай болно гэсэн үг юм.

Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрт үйлчилгээ үзүүлэхээс гадна чулуужсан түлшийг орлох ямар ч боломжгүй, ирээдүйд харагдахгүй өөр олон үйл явц байдаг. Ган, бордоо, цемент, хуванцар зэрэг нь Билл Гейтсийн видеондоо дурдсан дөрвөн жишээ юм. Мөн бид асфальт болон орчин үеийн ихэнх эмийг дурдах болно. Бид маш их зүйлийг өөрчилж, ердийн амттангүйгээр яаж хийхийг сурах хэрэгтэй болно. Зөвхөн сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглан зам, магадгүй чулуун чулуугаар ч барина, орчин үеийн олон давхар байшин барих боломжгүй. Магадгүй зарим материалыг модоор сольж болох ч хүн бүрт хангалттай мод байх болов уу, дэлхий даяар ой модыг их хэмжээгээр устгах асуудал тулгарах уу?

(7) Сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжихэд ногоонуудын таамаглаж буй шиг 20 жил биш, харин 50 ба түүнээс дээш жил шаардагдах магадлалтай. Энэ хугацаанд салхи, нарны эрчим хүч нь чулуужсан түлшний эдийн засагт ашигтай туслах үүрэг гүйцэтгэх боловч сэргээгдэх эрчим хүч нь чулуужсан түлшийг орлож чадахгүй. Энэ нь мөн зардлыг нэмэгдүүлдэг.

Ойрын ирээдүйд чулуужсан түлшний үйлдвэрлэлийг үргэлжлүүлэхийн тулд нөөц, мөнгийг өнөөдрийнхтэй ижил хэмжээгээр зарцуулах шаардлагатай болно. Чулуужсан түлшийг нийлүүлэхэд дэд бүтэц: дамжуулах хоолой, боловсруулах үйлдвэр, бэлтгэгдсэн мэргэжилтнүүд шаардлагатай хэвээр байна. Уурхайчид, газрын тосны ажилчид, хийн ажилчид, дулааны цахилгаан станц, атомын цахилгаан станцын операторууд болон "уламжлалт чиг баримжаатай" эрчим хүчний салбарын бусад олон ажилчид ямар нэг шалтгааны улмаас гэнэтийн зүйл тохиолдсон үед төдийгүй бүх жилийн турш цалин авахыг хүсдэг. цас орж, нарны зай хураагуур түр … Уул уурхайн компаниуд одоо байгаа барилга байгууламж барихад урьд авсан зээлээ төлөх ёстой. Байгалийн хийг өвлийн нөөц болгон ашиглавал газар доорх шинэ агуулах хэрэгтэй болно. Байгалийн хийн хэрэглээ 90% -иар буурсан ч боловсон хүчин, дэд бүтцийн зардал - ихэвчлэн тогтмол бөгөөд шахуургын хэмжээнээс бага хамааралтай - хамаагүй бага хувиар, жишээ нь 30% -иар буурах болно..

Сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжих үйл явц удаан бөгөөд зовиуртай байхын нэг шалтгаан нь олон тохиолдолд “газрын тосны зүү”-ээс хэрхэн гарах тухай сэжим ч байдаггүй. Технологид өөрчлөлт оруулах шаардлагатай бөгөөд үүний тулд шинэ зүйл зохион бүтээх хэрэгтэй. Нэгэнт зохион бүтээсэн техникийн шинэчлэлийг бодит төхөөрөмж дээр туршиж үзэх шаардлагатай. Тэд оролдоод үзэхэд бүх зүйл эмх цэгцтэй байвал шинэ төхөөрөмжүүдийг олноор үйлдвэрлэх технологийн шугамыг барьж байгуулах шаардлагатай байна. Ирээдүйд одоо байгаа чулуужсан түлшээр ажилладаг төхөөрөмж, технологийн эзэд орлогоо алдсан эсвэл тоног төхөөрөмжийг хугацаанаас нь өмнө солих зардлыг ямар нэгэн байдлаар нөхөн төлөх шаардлагатай болж магадгүй юм. Тухайлбал, дотоод шаталтат хөдөлгүүртэй трактор, комбайн худалдаж авахад зарцуулсан зээлийг тариаланчдад өршөө. Үүнийг хийхгүй бол найдваргүй өрийн дарамтад эдийн засаг сүйрнэ. Эдгээр бүх алхмууд амжилттай хэрэгжсэний дараа л бид шинэ технологид бодитоор шилжих тухай ярьж болно. Тиймээс - тодорхой технологийн хэлхээ бүрийн хувьд!

Эдгээр шууд бус зардлууд нь эрчим хүчний салбарт салхи, нарны өргөн хэрэглээг хөхүүлэн дэмжих нь ямар ч хэрэг байна уу гэсэн асуултыг төрүүлж байна. Сэргээгдэх эрчим хүч нь эрчим хүч үйлдвэрлэхэд чулуужсан түлшийг орлож байж л CO2 ялгаруулалтыг бууруулж чадна. Хэрэв сэргээгдэх эрчим хүч нь чулуужсан түлшийг залгисаар байгаа системд улс төрийн зөв нэмэлт юм бол хүчин чармайлт гаргах нь үнэ цэнэтэй юу?

Салхи, нарны эрчим хүчний ирээдүй нь чулуужсан түлшний ирээдүйгээс дээр гэж үү?

Бичлэгийн төгсгөлд Рэндалл Мунрое хэлэхдээ, салхи, нарны эрчим хүчийг хязгааргүй ашиглах боломжтой бөгөөд чулуужсан түлш маш хязгаарлагдмал байдаг.

Сүүлийн мэдэгдэлд би Мунротой бүрэн санал нийлж байна. Чулуужсан түлш маш хязгаарлагдмал байдаг. Учир нь манайд олборлох зардал харьцангуй бага байгалийн эрчим хүчний эх үүсвэр л бий.

Чулуужсан түлшээр хийсэн эцсийн бүтээгдэхүүний үнэ нь үндсэн хэрэглэгчдэд хүрэхэд хангалттай бага байх ёстой. Бид олборлолтын өртөг өндөртэй нөөцийг эргэлтэд оруулах гэж оролдох үед массын эрэлт хэрэгцээний бараа бүтээгдэхүүнээс (машин, ухаалаг утас гэх мэт) өдөр тутмын бараа (хоол хүнс, халаалт, хувцас гэх мэт) руу шилждэг. Сонгодог барааны эрэлт буурч байгаа нь нөөцийг хэтрүүлж, үйлдвэрлэл буурахад хүргэдэг. Автомашин болон ухаалаг гар утсыг чулуужсан түлш зэрэг бусад барааг ашиглан үйлдвэрлэдэг тул эдгээр барааны эрэлт буурч байгаа нь эрчим хүчний эрэлт (болон үнэ) буурах зэрэг {MJ: hidden} дефляцид хүргэдэг. Тиймээс нөөцийн үнэ "цөөхөн хүн төлж чадахааргүй өндөр үнэтэй", "алдаагтай олборлож байгаа болохоор маш хямд" гэсэн нөхөөс дээр тэнцвэрждэг бөгөөд бүх зүйл эрчим хүчний шинэ ордууд байгаа эсэхээс (эсвэл байхгүй) хянагддаг. олборлолтын хүлээн зөвшөөрөгдөх зардал. 2008 оноос хойш бид газрын тос болон бусад баялгийн бодит үнэ унасан нь ихэвчлэн ийм байдалд байсан бололтой.

{(М. Я.: "Эдийн засаг удааширч байна, Куйцовыг аль болох хурдан шидье!" гэх мэт далд дефляци нь мөнгөний ялгаруулалтаар далдлагдсан байдаг)}

Зураг 3. БОНБҮ-ийн спот нефтийн үнэ болон АНУ-ын хот суурин газрын CPI дээр үндэслэн инфляцийг тохируулсан долоо хоног тутмын пент нефтийн дундаж үнэ.

Ийм логикийг авч үзвэл сэргээгдэх эрчим хүч яагаад чулуужсан түлшнээс илүү сайн эсвэл удаан ажиллах ёстойг ойлгоход хэцүү байдаг. Хэрэв татаасгүй RES-ийн өртөг нь чулуужсан түлшнийхээс өндөр байвал РЭХ хөгжихгүй. "Энэ нь аль хэдийн маш үнэтэй болсон тул цөөхөн хүн үүнийг төлж чадна." Хэрэв бид сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг уламжлалт эрчим хүчнээс салгаж татаас өгвөл уламжлалт эрчим хүч хөгжихээ болино: "Энэ нь аль хэдийн маш хямд тул та алдагдалтай олборлох болно." Дээр дурдсанчлан RES нь ойрын ирээдүйд чулуужсан түлш ашиглахгүйгээр хөгжих боломжгүй (жишээлбэл, салхин үүсгүүрийн сэлбэг хэрэгсэл үйлдвэрлэх эсвэл цахилгаан дамжуулах шугам барих / засварлах). Эндээс дүгнэлт: сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийн хөгжил татаастай ч, татаасгүй ч удааширч эхлэх нь дамжиггүй.

Бид загвар өмсөгчдөд хэт итгэдэг үү?

Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглах санаа нь сонирхол татахуйц сонсогдож байгаа ч нэр нь хуурамч юм. Түлээ, хоёрдогч био түлш (сүрэл, бялуу), аргал бууцаас бусад сэргээгдэх эрчим хүчний ихэнх эх үүсвэрүүд өөрсдөө сэргээгдэх боломжгүй байдаг. Үнэн хэрэгтээ сэргээгдэх эрчим хүч нь чулуужсан түлшнээс ихээхэн хамааралтай.

{М. Я.: Нар, салхи нь мэдээжийн хэрэг үүрд мөнх боловч хавтан, батерей, эргэлтийн тавцан, тэр ч байтугай усан цахилгаан станцууд / шахуургатай цахилгаан станцууд мөнхийн байдаггүй. Хорин, гучин, сайн, зуун жил - ЗАВАР! Бид ахмад Капицагаас уншсан:.}

Сонирхолтой нь, IPCC-ийн уур амьсгалын загвар зохион бүтээгчид болон бусад уур амьсгалын өөрчлөлтийн аймшигт хүмүүс дэлхий дээрх олборлож болох чулуужсан түлшний нөөц шавхагдашгүй юм гэхэд маш том гэдэгт бүрэн итгэлтэй байгаа бололтой. Чухамдаа хэр хэмжээний чулуужсан түлшийг "нөхөн сэргээх боломжтой" гэж үзэж болох нь загварчлалын гол асуудлын нэг бөгөөд энэ асуудлыг сайтар судлах шаардлагатай байна. Ирээдүйн үйлдвэрлэлийн хэмжээ нь одоо байгаа эдийн засгийн тогтолцоо хэр тогтвортой байх, тэр дундаа дэлхийн эдийн засгийн даяаршлын загвар хэр тогтвортой байхаас ихээхэн шалтгаална. Дэлхийн систем задран унаснаар чулуужсан түлшний үйлдвэрлэл хурдацтай буурах хандлагатай байна.

Эцэст нь хэлэхэд сэргээгдэх эрчим хүчний нийгмийн зардалд нарийн дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай гэдгийг онцлон хэлмээр байна. Уламжлалт эрчим хүчний (ялангуяа газрын тосны үйлдвэрлэл) нэг онцлог шинж чанар нь асар их ашгийн хэмжээ байсаар ирсэн. Эдгээр өндөр ханшаас татвараар засгийн газрууд эдийн засгийн амин чухал, гэхдээ ашиггүй салбаруудыг ивээн тэтгэх хангалттай санхүүжилт авсан. Энэ бол ERoEI-ийн биет илрэлүүдийн нэг юм.

{М. Я. ERoEI нийгмийн эсрэг стандарт ERoEI, эндээс уншина уу:}

Хэрэв салхи, нарны эрчим хүч үнэхээр өндөр ERoEI-тэй байсан бол зарим дэмжигчдийн үзэж байгаагаар эдгээр RES нь зөвхөн мөнгөнөөс гадна зохион байгуулалтын хувьд төрийн хөнгөлөлт хэлбэрээр татаас шаарддаггүй. Энэ хооронд бидний мэдэж байгаагаар RES-ийн бодит ERoEI нь эдийн засгийн ашиггүй төлөвлөсөн салбаруудын ашиг тусын тулд RES-д татвар ногдуулах тухай яриагүй байгаа юм. Магадгүй судлаачид өөрсдийн энгийн загварт хэт их итгэдэг байх.

KIUM-ийн талаар тусламж:

Сэтгэгдэлд "эрчим хүч байна" гэсэн хэллэгийн оронд ICUF (Суурилагдсан хүчин чадал ашиглалтын коэффициент) гэсэн товчлолыг ашиглах шаардлагатай байна. KIUM товчлолыг ашиглах боломжгүй гэдгийг тайлбарлая. Дэлхий дээр нарны хавтан болон салхин турбинуудын "үндсэн суурилагдсан хүч"-ийн параметрийг тооцоолох дор хаяж гурван арга байдаг.

Нөхцөлтэйгээр "хятад". Арын самбар дээр "1кВт" (хамгийн их хүч) гэж бичсэн үү? 1000 хавтан суурилуулсан бөгөөд энэ нь суурилуулсан нэрлэсэн хүч нь 1 МВт байна гэсэн үг юм. Та сүлжээнд холбогдож чадахгүй ч гэсэн. Самбарууд (нийтлэл дээр) байна уу? Тиймээс тэд "суулгасан" байна! Үнэн, хэрэв та хавсаргахгүй бол ICUM нь 0 болж хувирна, гэхдээ Хятадууд ийм жижиг зүйлд санаа тавьдаггүй.

Нөхцөлтэйгээр "Европын холбоо". Төслийн дагуу тус бүр нь 1 кВт-ын 1000 хавтанг 550 кВт-ын хувиргагчтай холбосон. Энэ нь суурилуулсан нэрлэсэн хүч нь 0.55 МВт гэсэн үг юм. Таны толгой дээр - уучлаарай, системийн гацаа - чи үсэрч чадахгүй. Энэ бол тоолох хамгийн зөв арга боловч хаа сайгүй ашигладаггүй. За, гаралтын цахилгааны шугам нь өдөрт дунджаар 0.55 МВт байх ёстой, гэхдээ маш сайн нартай цаг агаарт хөрвүүлэгч нь ойролцоогоор 0.22 МВт, цастай үед тэг болно.

Нөхцөлтэйгээр "АНУ". Хойд Калифорни дахь 1000 1кВт-ын хавтанг 950 кВт-ын хувиргагчтай холбосон. Энэ байршлын жилийн дундаж дулаалгын коэффициент нь 0.24 байна. Энэ нь нэрлэсэн эрчим хүч нь 0.24 МВт байна гэсэн үг юм. Маш амжилттай жил, хэрэв цас ороогүй бол 2.3 ГВт цаг, ICUM = 108% үйлдвэрлэх боломжтой!